Gli scienziati hanno svelato una nuova strategia per combattere le zanzare: funghi geneticamente modificati che si diffondono durante l’accoppiamento. Questa strategia offre la speranza di ridurre la malaria nelle regioni ad alto rischio.
Ricerca: Trasmissione di funghi transgenici che uccidono le zanzare durante la copulazione. Credito immagine: Kateryna Kon/Shutterstock
In un recente studio pubblicato sulla rivista Rapporti scientificiUn team di ricercatori del Burkina Faso e degli Stati Uniti ha studiato un nuovo metodo per controllare le zanzare che trasmettono la malaria utilizzando funghi geneticamente modificati in grado di uccidere le zanzare attraverso la trasmissione sessuale.
Lo studio ha esplorato l’efficienza di trasmissione, la virulenza e gli effetti sulla mortalità di questi funghi in condizioni seminaturali, affrontando al contempo le sfide legate al miglioramento degli strumenti di controllo dei vettori esistenti. I ricercatori hanno ottenuto approvazioni etiche dall’Agenzia nazionale per la biosicurezza del Burkina Faso e da altri organismi di regolamentazione, garantendo il rispetto delle linee guida sulla biosicurezza.
Sfondo
La malaria rimane un grave problema sanitario globale, in particolare nei paesi tropicali e subtropicali. Inoltre, i metodi tradizionali come le reti insetticide e l’irrorazione indoor spesso hanno successo nel colpire le zanzare indoor, ma non riescono ad affrontare le popolazioni che riposano all’aperto. Queste zanzare esofile mostrano comportamenti diversi che le rendono difficili da gestire con le strategie attuali.
Approcci biologici innovativi, come l’uso di funghi entomopatogeni, che infettano e uccidono naturalmente le zanzare, sono ampiamente esplorati nelle ricerche recenti. Tuttavia, questi funghi mostrano spesso un’efficacia limitata a causa della bassa velocità di trasmissione. Sebbene l’ingegneria genetica utilizzata dai funghi per produrre tossine mortali ne abbia potenziato l’impatto anche a dosi minime, la trasmissione rimane difficile. La ricerca indica che una singola spora fungina transgenica può essere letale per le zanzare, riducendo significativamente la necessità di elevati carichi di inoculo osservati con i funghi selvatici. La trasmissione sessuale di questi funghi durante l’accoppiamento delle zanzare offre un mezzo promettente per raggiungere le popolazioni indoor e outdoor.
A proposito dello studio
Il presente studio ha valutato la capacità dei funghi geneticamente modificati che uccidono le zanzare di diffondersi attraverso la trasmissione sessuale e causare una mortalità significativa nelle popolazioni di zanzare all’aperto e al chiuso. I ricercatori hanno utilizzato due ceppi fungini – un ceppo selvatico e un ceppo transgenico che esprime tossine specifiche per gli insetti – per infettare le zanzare maschi. Lo studio è stato condotto in ambienti di laboratorio e semi-campo per imitare le condizioni naturali.
Adulto Anofele coluzzii le zanzare, allevate da larve in un’area con zanzare resistenti agli insetticidi, sono state esposte alle spore fungine. I ricercatori hanno trattato le zanzare maschi con spore fungine e poi hanno permesso loro di accoppiarsi con femmine non infette. Hanno poi analizzato la trasmissione dei funghi misurando la percentuale di femmine portatrici di spore fungine, il numero di spore trasferite e i conseguenti tassi di mortalità.
Lo studio ha esaminato i tassi di sopravvivenza delle zanzare femmine dopo l’esposizione a maschi trattati con funghi transgenici o selvatici a diversi intervalli post-trattamento. I ricercatori hanno anche valutato se il contatto con le superfici dove riposavano i maschi trattati potesse provocare la trasmissione di spore. I risultati hanno indicato che le femmine non hanno acquisito infezioni fungine attraverso il contatto con superfici di riposo, rafforzando il fatto che l’accoppiamento diretto è la principale modalità di trasmissione. Inoltre, il team ha studiato come i tassi di accoppiamento e la mortalità femminile variassero a seconda del tipo di fungo, dei tempi del trattamento e di fattori ambientali come il posizionamento degli sciami di zanzare rispetto al tramonto, che influenzava il numero di coppie riproduttive.
Risultati principali
I ricercatori hanno scoperto che i funghi transgenici che uccidono le zanzare sono significativamente più efficaci nel causare la mortalità delle zanzare femminili attraverso la trasmissione sessuale rispetto ai funghi selvatici. Quando i maschi trattati con funghi transgenici si accoppiavano con femmine non infette, fino all’89,33% delle femmine moriva entro due settimane, un dato significativamente superiore alla mortalità del 68% ± 4% osservata tra le zanzare femmine esposte a maschi trattati con funghi selvatici.
Inoltre, gli esperimenti di infezione hanno dimostrato che i maschi sono rimasti in grado di trasmettere spore fino a 24 ore dopo il trattamento. Il ceppo transgenico si è rivelato particolarmente letale, anche con un trasferimento minimo di spore, a causa dell’espressione di una tossina specifica dell’insetto. Le femmine esposte a funghi transgenici avevano tassi di mortalità più elevati nonostante ricevessero carichi di spore simili a quelli esposti a funghi selvatici. Tuttavia, un minor numero di femmine sono morte se esposte a maschi infetti per 48 ore, suggerendo una diminuzione dell’efficacia della trasmissione fungina nel tempo poiché i maschi infetti mostravano sintomi.
Lo studio ha anche scoperto che le femmine non contraevano l’infezione entrando in contatto con le superfici su cui si erano riposati i maschi infetti. Ciò indica che l’accoppiamento diretto è la modalità principale di trasferimento dei funghi. Inoltre, i tassi di accoppiamento non sono stati influenzati dal trattamento fungino durante le prime 24 ore, suggerendo che la presenza di spore fungine sui maschi non ha impedito alle zanzare femmine di accoppiarsi. Questa scoperta supporta la potenziale combinazione di funghi transgenici con altre strategie di controllo delle zanzare, come la tecnica degli insetti sterili (SIT) e gli approcci basati su Wolbachia.
È interessante notare che meno femmine morirono dopo l’accoppiamento con maschi infetti per 48 ore rispetto a 24 ore, probabilmente a causa del ridotto trasferimento di spore, poiché i sintomi fungini cominciarono a comparire anche nei maschi. Negli esperimenti in semi-campo, i tassi di accoppiamento erano influenzati da fattori ambientali come la vicinanza degli sciami ai luoghi del tramonto, ma i modelli di mortalità osservati in laboratorio erano coerenti anche in questi ambienti più naturali.
Questi risultati hanno evidenziato il potenziale dei funghi transgenici come efficace strumento di controllo delle zanzare, in particolare se integrati con altre strategie. Inoltre, lo studio evidenzia la necessità di valutazioni preliminari sul campo delle caratteristiche del sito di accoppiamento per massimizzare l’efficienza di trasmissione in condizioni reali.
Conclusioni
In conclusione, lo studio ha dimostrato che i funghi geneticamente modificati che uccidono le zanzare potrebbero trasmettere efficacemente infezioni mortali durante l’accoppiamento e ridurre significativamente il numero di zanzare. Inoltre, i ceppi fungini transgenici hanno sovraperformato i funghi selvatici e forniscono un approccio promettente per il controllo dei vettori della malaria. Prendendo di mira sia le popolazioni indoor che quelle outdoor, questo metodo affronta anche i limiti degli interventi esistenti. Tuttavia, la persistenza dell’efficacia fungina nel tempo e le influenze ambientali sui tassi di accoppiamento devono essere attentamente considerate durante l’incremento.
