Етична дискусия относно повторно освобождаване на генетично модифицирани комари Aedes aegypti в Калифорния, САЩ

(доклад, представен на десетата национална конференция по биоетика и биоправо „Живот и/или технологии“ (2022))

Автор: д.н. Мария Велева, Universidad Metropolitana de las Ciencias de la Educacion, Сантяго, Чили

 

1. Въведение. Глобалното затопляне и експанзията на Aedes aegypti

Вследствие на глобалното затопляне се наблюдава миграция на насекоми, включително и векторни комари като Aedes aegypti (Yellow fever mosquito) и Aedes albopictus (Tiger mosquito) в някои от южните държави на Европа, както и в южните щати на Америка, предимно Флорида и Калифорния. Според учените тези два вида комари ще разширят ареала си до 2050 г., засягайки 49% от населението на света.¹

„Комарните видове от рода Aedes – Aedes albopictus (Tiger mosquito) и Aedes aegypti (Yellow fever mosquito) – са вектори, отговорни за разпространението на екзотичните вирусни заболявания хеморагична треска Денга, Жълта треска и треската Чикунгуня. Те се означават още и като инвазивни комарни видове, защото имат способността да се разпространяват и заселват в нови региони на местообитание, като успешно се адаптират към непрекъснато изменящите се условия на околната среда. В последните години видовете Aedes неколкократно нахлуваха в Европа в региони, които най-добре поддържат техния цикъл на развитие, и местообитанията им се свързват главно с региони с умерени температурни и влажностни режими, съответстващи най-добре на изискванията им за ефективно пренасяне на заразни болести – страните от басейна на Средиземно море или други южни региони в Европа.“²

В България трайно се заселват и двата типа векторни комари.

„През 2011 г. за първи път в страната ни бяха уловени т.нар. азиатски тигрови комари Aedes (Stegomia) albopictus. Видът им е определен в отдел „Паразитология и тропическа медицина“ към НЦЗПБ, с последващо потвърждаване в Института по паразитология в Университета в Цюрих, Швейцария. […] A. albopictus е първият компетентен вектор, способен да пренася Чикунгуня вируси и вируса на треската Денга в региона на Средиземно море, като неотдавна епидемичен взрив от Денга треска бе наблюдаван и на о-в Мадейра, Португалия.³

Рискът е голям, когато вследствие на един заразен, било турист, бежанец, мигрант, било то чрез пренасяне на ларви с трансграничен транспорт се стигне до масивно разпространение на болестта. В Испания и Франция също се наблюдават случаи на комарни тропически вируси, но с помощта на добра социална координация регионалните агенции успяват да спрат прогресивно нарастване на случаите. В България първият случай на Денга е отбелязан през 2016 у заразен имигрант.⁴

Понастоящем много национални и наднационални органи разглеждат различни стратегии за контрол на популацията на тези векторни комари. Една от тези стратегии е освобождаването на ГМ комари, приложена вече експериментално в някои държави.

Вследствие на тази нужда от контрол и вече разработените ГМ видове комари и стратегии, през 2021 г. СЗО предложи набор от правила за изследването и развитието им. Документът „описва най-добрите практики, за да се гарантира, че изследването и оценката на генетично модифицираните комари като инструменти за обществено здраве са безопасни, етични и стриктни.“⁵

В този текст ще разгледам няколко случаи на освобождаване (от анг. release) на генетично модифицирани комари Aedes aegypti на фирмата Oxitec и ще анализирам критично решението на властите във Флорида и Калифорния за повторно освобождаване на ГМ комари. След изброяването на аргументите и контрааргументите, както и на най-важните участници (от англ. stakeholders) в дебата „за и против освобождаването на тези ГМО“ ще изразя своята индивидуална позиция относно повторно освобождаване на Aedes aegypti, планувано за Калифорния. С оглед на ситуацията в България и присъствието на тези два вида комари и на наша територия дебатът относно въвеждането и прилагането на подобни биотехнологии и на територията на нашата държава са особено актуални.

Интересно е да се постави под въпрос в последваща дискусия какви са законовите рамки в ЕС и по-конкретно в България относно подобно освобождаване на ГМ комари.

 

2. Генетично модифицирани Aedes aegypti: първите полеви опити

Каква е основната идея при стратегията за освобождаване на ГМ комари с цел контрол на популацията?

„Дружелюбните мъжки (от англ. Friendly males) носят самоограничаващ се ген, който, когато се предава, не позволява на потомството им да оцелее до зряла възраст. С редовното освобождаване на Дружелюбните мъжки, броят на потомството – в повечето версии на технологията, по-специално на увреждащото женско потомство – се намалява, което води до намаляване на популацията от насекоми вредители. Приятелските мъже и потомството, носещо самоограничаващия се ген, могат да бъдат проследени чрез свързания флуоресцентен маркерен ген.“⁶

През май 2021 г. генетично модифицирани комари бяха пуснати за първи път в Кий Уест, Флорида, САЩ. Същата седмица Nature публикува статия, в която се обсъжда този „спорен полеви тест“. В статията се споменава, че ГМ комари са пуснати „След десетилетие на борба за регулаторно одобрение и обществено приемане“.⁷

Това не е първото освобождаване на ГМ-комари. Oxitec, фирмата, базирана в Абингдън, Великобритания, която е разработила комарите, преди това е тествала насекомите в Бразилия, Панама, Каймановите острови и Малайзия.⁸

„Oxitec е изградила научни доказателства – и бизнес казус – чрез полеви изпитания в страни, където регулаторите са приятелски настроени към експерименталните освобождавания. Първият, на Каймановите острови през 2009 г., беше до голяма степен непознат за света, докато Oxitec не сподели резултатите и предизвика критики, че компанията е освободила ГМ организъм в областта, без да се консултира правилно с обществеността.⁹ Но резултатите бяха окуражаващи: Oxitec отчете приблизително 96% намаление на популацията на комарите в малката площ за освобождаване на 0,16 квадратни километра.

Oxitec също направи полеви тестове в Панама и Малайзия и пусна корени в Бразилия чрез академично сътрудничество с Университета в Сао Пауло и изследователското учреждение с нестопанска цел Moscamed. Между 2011 и 2013 г. екипът пусна комари Oxitec в три квартала в североизточния щат Баия. Тя отчете най-малко 90% намаление на населението и в трите. […] Но сътрудничеството не беше безпрепятствено. Oxitec предостави комарите и своя опит, но финансирането за освобождаванията и събиране на данните дойде предимно от Баия, а сътрудниците се сблъскаха за това колко ангажирана трябва да бъде компанията в изследването. Независимата оценка на продукта би била по-ценна, казва Маргарет Капуро, биохимичка от Университет на Сао Пауло, Сао Пауло, която ръководи проекта. „Борихме се една година, защото те искаха да бъдат първи и последни автори.“ Андрю Маккемей, ръководител на полевите операции на Oxitec в Абингдън, Великобритания, казва, че учените от компанията с право са били включени в документите, които са помогнали да се произведат.“¹⁰

През 2016 г. в Бразилия са пуснати ГМ-комари версия OX513A, същият вариант е освободен и в Индия през 2017 г.¹¹, докато освободените комари през 2021 г. във Флорида представляват нова версия OX5034:

„CTNBio (регулаторната агенция на Бразилия, Националната техническа комисия за биосигурност (CTNBio) […] одобри използването на OX513A през април 2014 г., което беше първото самоограничаващо се насекомо, одобрено за търговска употреба в Бразилия. OX5034 е второ поколение вектор за контрол на комарите, свързан с одобрения комар OX513A. Както и при комара от първо поколение, при освобождаване в дивата природа OX5034 мъжките се чифтосват с диви женски и всички хапещи женски потомци умират. Едно от новите предимства е, че мъжкото потомство оцелява, което позволява допълнителни цикли на чифтосване, които намаляват популацията на вредителите още повече. Тази мултигенерационна функция на OX5034 е ограничена във времето, тъй като в следващите поколения все по-малко мъже предават своите самоограничаващи се гени. Това усилва въздействието на програмата за освобождаване, като същевременно гарантира, че самоограничаващите се мъжки комари Oxitec няма да продължат да съществуват в околната среда, тъй като те ще изчезнат от околната среда 10 поколения след спирането на освобождаванията.“¹²

Томас Скот, ентомолог от Калифорнийския университет, оценява „положително отвореността на Oxitec към обратната връзка на широката общественост“ относно това първо освобождаване в САЩ и добавя, че то е съпроводено със съгласие за повторно освобождаване във Флорида и за трето в Калифорния:

„През 2020 г. FKMCD (Florida Keys Mosquito Control District или Агенцията за Контрол на Комарите на окръга Кийс във Флорида) одобри изпитването на Oxitec, след като потърси мнението на общността. На референдум през 2016 г. 31 от 33 района в окръг Монро, Кийс, гласуваха в подкрепа на проекта, въпреки че някои местни жители и екологични групи протестираха срещу плана. Много важно е, казва Скот, че FKMCD и Oxitec са положили усилия да взаимодействат с общността, особено „за нещо толкова противоречиво като генетично модифицираните комари“. Американската агенция за опазване на околната среда (EPA) и щатът Флорида също дадоха разрешение на Oxitec да управлява проекта за 2021 г. Проектите на фирмата за 2022 г. във Флорида и Калифорния бяха одобрени от EPA през март (на 2021 г., бел на авт.), а компанията очаква разрешение и от още два щата.“

Тук трябва да спомена, че общественото възприятие относно тези опити в САЩ не е толкова хомогенно, колкото изглежда, и по-долу в текста ще дам някои примери за групи и хора, които не са съгласни с процедурата и представят своите легитимни контрааргументи. Тези групи и лица се оплакват предимно от липса на информация, липса на регулиране, липса на информирано съгласие и обществен дебат.

Само като сравнение на това място: през 2015 г. FOX NEWS съобщи, че преди първото издание във Флорида „повече от 130 000 са подписали петиция в Change.org срещу експеримента“. Трябва също така да се подчертае, че освобождаването има статуса на пилотно проучване (pilot study).¹³

Основните заинтересовани страни (от англ. stakeholders) тук са: биотехнологичната компания Oxitec, която разработва тази биотехнология, Американската агенция за опазване на околната среда (EPA) и щата Флорида, Агенцията за Контрол на Комарите на окръга Кийс във Флорида (FKMCD), жителите в региона и на второ място – природозащитниците, законодателите и други групи, които се борят срещу освобождаването. Други важни заинтересовани страни са учените, участващи в дебата, тук конкретно учените, които публикуват статии в престижни научни списания като Nature, не на последно място – и централният регулатор на САЩ. Всеки един от участниците е едновременно субект и обект на отговорност. Основен участник са гражданите, не само като данъкоплатци, но и като директни потърпевши.

Първо ще изложа аргументите за освобождаването на тези комари, след това аргументите против него и накрая ще претегля аргументите и ще взема решение в полза или срещу последващото освобождаване в Калифорния.

 

3. Аргументи в полза на освобождаването на ГМ комари

Основните аргументи са: 1) има някои сериозни заболявания като Зика, Денга, Жълта треска и Чикунгуня, предавани от Aedes aegypti, комари, обитаващи някои места във Флорида и Калифорния, 2) тази нова технология би позволила нови начини за контрол на това насекомо, което вече е устойчиво на 4 от 6 вида пестициди, 3) тази нова технология не представлява вреда нито за човешкото здраве (комарите са нетоксична, неалергични), нито към околната среда, според фирмата производител.

„FKMCD през 2010 г. се обърна към Oxitec за тестване на подхода си в Кийс, защото във Флорида и в миналото и понастоящем се наблюдава увеличение на болестите, пренасяни от комари. През 2009 г. държавата започна да вижда случаи на локално предавана Денга, а няколко години по-късно и локално предавана Зика. Генетично модифицираните комари са алтернатива на инсектицидите, които се използват интензивно в Съединените щати за контрол на популациите от насекоми. Това е довело до еволюцията на комарите, които са устойчиви на инсектициди.“¹⁴

FOX NEWS съобщава по повод на първото освобождаване във Флорида:

„Няма ваксини или лекове за Денга […] или Чикунгуня […]. Случаите в САЩ засега остават рядкост, но Денга заразява 50 милиона души годишно по света и убива 2,5% от 1/2 милион, които протичат като тежки случаи, според СЗО. Чикунгуня вече претовари болниците и навреди на икономиките в Карибите, след като зарази 1 милион души в региона миналата година. Инсектицидите се пръскат целогодишно от хеликоптери и в домакинствата в Кийс. Но тъй като Aedes aegypti не мигрират много и многократно се заливат с едни и същи химикали, те са се развили, за да се противопоставят на четири от шестте инсектицида, използвани за убиването им.“¹⁵

Трябва също така да спомена, че пестицидите вредят на общественото здраве и особено на здравето на децата.¹⁶

Тук представям предимствата на тази иновационна биотехнология, така както те се излагат на интернет страницата на OXITEC:

Технологията е: „Прецизна: Нашите приятелски настроени мъжки се насочват само към собствения си вид. Те няма да навредят на други, полезни насекоми – за разлика от някои други методи за контрол.

Екологично устойчива: Нашата технология не използва никакви химикали, които са вредни за околната среда, и няма вредно въздействие върху полезните видове.

Неустойчива: Самоограничаващата се система означава, че нашият самоограничаващ се ген не може да се установи в екосистемата.

Нетоксична: Протеините на въведените от нас гени не произвеждат никакви токсини или алергени, което ги прави безопасни за употреба във всякаква среда.

Мащабируема: Нашите иновативни производствени технологии се разработват с потенциал за ефективно отглеждане на нашите приятелски мъже в голям мащаб.

Гъвкава: Нашите приятелски решения могат да се използват като част от интегрирани програми за управление на вредителите и могат да се използват като самостоятелно решение.“¹⁷

В допълнение Oxitec използват така наречения „флуоресцентен маркер“, който позволява прецизен мониторинг на изпитването:

„Маркерен ген е въведен и за нашите насекоми; генът произвежда флуоресцентен протеин, наречен DsRed2. Този протеин се намира в цялото тяло на ларвите, какавидите и възрастните и свети под специална светлина. DsRed2 е нетоксичен, неалергичен и също така се наследява от цялото потомство. Флуоресцентният маркер е от съществено значение за програмата за контрол, тъй като ни позволява лесно да изследваме младите вредители полево и сред тях да идентифицираме потомството на нашите приятелски мъже. Това е ценен инструмент за проследяване на ефективността на приятелските мъже на полето, като ни предоставя данни, за да приспособим нашите освобождавания и да гарантираме, че постигаме оптимално потискане на вредителите.“ ¹⁸

 

4. Контрааргументи

Нека обобщим някои от тях предварително: липса на информация, липса на обществено и научно обсъждане, по-ниски критерии за одобряване на експеримента, липса на регулация по отношение на тази нова биотехнология, опасения за непредвидимите аспекти на освобождаването (например появата на хибридни диви комари, които могат да станат по-устойчиви на пестициди, поради естествената еволюция и адаптация и следователно да бъдат по-опасни за човешкото здраве). Невъзможност да се докаже благотворителното влияние за здравето на хората, нуждата от постоянно освобождаване¹⁹ вследствие на възстановяване на популацията до пред-контролни нива, неоснователност на аргумента за редуциране на пестицидите, тъй като комарът на жълтата треска представлява само 4% от комарните видове населяващи Флорида.

В статията „ГМО комари, пуснати във Флорида Кийс“, публикувана на страницата на организацията „Приятели на земята“ (Friend of Earth), са изложени повечето от тези контрааргументи:

„Проектът има за цел да намали броя на Aedes aegypti, само един от няколкото вида комари, които могат да пренасят денга, чикунгуня, зика и жълта треска. Учените обаче изразиха опасения, че ГМ комарите могат да създадат хибридни диви комари, които биха могли да влошат разпространението на болести, пренасяни от комари, и биха могли да бъдат по-устойчиви на инсектициди, отколкото оригиналните диви комари. Полево проучване от 2019 г. на изследователи от лабораторията „Пауъл“ в Йейлския университет потвърди, че инженерните гени на комара са се разпространили в диви популации в Бразилия. (Ще анализирам тази загриженост от изследователя в Йейлския университет по-късно в този текст.)²⁰

„Това е мрачен момент в историята“, казва се по-нататък в тази статия: „EPA трябва незабавно да спре този експеримент на живо. Освобождаването на генетично модифицирани комари излага на риск флоридианците, околната среда и застрашените видове в разгара на пандемия“, казва Дана Пърлс, мениджър на програмата за храни и технологии в „Приятели на Земята“. „Това съобщение е за максимизиране на печалбите на Oxitec, а не за належащата нужда от справяне с болестите, пренасяни от комари.“

Обемът на обществената загриженост за липсата на свободно и предварително информирано съгласие достигна трескава позиция през последните месеци, което накара конгресмена Карлос Хименес, републиканец, представляващ Флорида Кийс, да представи разследване на Агенцията за опазване на околната среда на САЩ. „EPA постави възможно най-ниската летва за одобряване на генетично модифицирани насекоми и отвори кутията на Пандора за бъдещи експерименти, които ще се реализират с минимално предварително проучване“, каза Бари Рей, изпълнителен директор на Коалицията за околната среда във Флорида Кийс. „Всеки трябва да пише до Белия дом, за да спре това освобождаване, докато няма регулации и стандарти, които наистина ни защитават“, добавя той.

През март група от независими експерти свидетелства пред борда на комарите във Флорида Кийс, че ГМ-комарите също могат да представляват значителна заплаха за чувствителните екосистеми и човешките популации във Флорида Кийс. […]

„EPA не изиска независимо проучване или основни предварителни изпитания в клетки във Флорида и Тексас и изключи адекватен публичен дебат, като не публикува съответните документи, когато одобри процеса. EPA позволява на компанията да скрие въздействието върху здравето на хората и околната среда с преувеличени твърдения за „поверителна бизнес информация“. Знам, че EPA може да се справи по-добре, но този път те се провалиха“, каза Джейди Хенсън, директор по политиката на Международния център за оценка на технологиите и Центъра за безопасност на храните.

„Телата, кръвта и частната собственост на семейството ми се използват в този процес без изследвания за безопасност на хората или моето съгласие“, каза Мара Дейли, имайки предвид вероятността да бъда ухапана от женски комари, които носят генетично модифицирания материал. Дейли е местна собственичка на малък бизнес в Кий Ларго, Флорида.

Също така, FOX NEWS съобщи, че някои жители на Флорида се чувстват като „морски свинчета“, част от експеримент.²¹

 

5. Дискусия: за или против използването на ГМ комари за контрол на епидемични болести

Нека сега видим най-подходящия и научен контрааргумент: възможността да има някои непредвидими аспекти на това освобождаване. В статия, публикувана в Nature, озаглавена „Трансгенните комари Aedes aegypti прехвърлят гени в естествената популация“, група учени анализират освобождаването на ГМ комари Aedes aegypti в Бразилия.

„Резюме: В опит да се контролират болестите, пренасяни от комари, жълта треска, денга, чикунгуня и треска Зика, е разработен щам на трансгенно модифицирани комари Aedes aegypti, съдържащи доминиращ смъртоносен ген, от търговското дружество Oxitec Ltd. Ако смъртността е пълна, освобождаването на този щам трябва само да намали размера на популацията и да не повлияе на генетиката на целевите популации. Приблизително 450 хиляди мъжки (екземпляри, бел на авт.) от този щам биваха освобождавани всяка седмица в продължение на 27 месеца в Якобина, Баия, Бразилия. Ние генотипизирахме освободения щам и целевата популация на Якобина за >21 000 единични нуклеотидни полиморфизми (SNPs) преди да започнат освобождаванията. Генетичното вземане на проби от целевата популация 6, 12 и 27-30 месеца след началото на освобождаването дава ясни доказателства, че части от генома на трансгенния щам са включени в целевата популация. Очевидно редките жизнеспособни хибридни потомци между освободения щам и популацията на Якобина са достатъчно здрави, за да могат да се възпроизвеждат в природата. Освобождаващият щам е разработен с помощта на щам, произхождащ от Куба, след което е преминал към мексиканско население. По този начин якобинските Ae. aegypti сега са смесица от три популации. Не е ясно как това може да повлияе на предаването на болестта или да повлияе на други усилия за контрол на тези опасни вектори. Тези резултати подчертават важността на наличието на програма за генетичен мониторинг по време на такива освобождавания за откриване на неочаквани резултати. […]

Дискусия: Нашите данни ясно показват, че освобождаването на OX513A е довело до значителен трансфер на неговия геном (интрогресия) в естествената популация на Ae. Aegypti в Якобина. Степента на интрогресия не е тривиална. В зависимост от пробата и критерия, използван за определяне на недвусмислена интрогресия, от около 10% до 60% от всички индивиди имат някакъв геном OX513A. (Т.е. не се пренася само смъртоносният ген, бел. на авт.).

Една привидна аномалия в данните е очевидното намаляване на честотата на интрогресираните индивиди между 12-месечната извадка и 27-30-месечната извадка. Това обаче става ясно от данните в Garziera et al., че ефективността на програмата за освобождаване започва да се разпада след около 18 месеца, т.е. популацията, която е била значително потисната, се възстановява до нивата почти преди освобождаването. Предполага се, че това се дължи на дискриминация при чифтосване срещу OX513A мъжки, явление, за което е известно, че се среща в стерилни програми за освобождаване на мъжки¹⁶. Това наблюдение също така предполага, че интрогресираните индивиди могат да бъдат в селективно неизгодно положение, причинявайки очевидното им намаляване след прекратяване на освобождаването, въпреки че ще са необходими много повече данни, за да се потвърди това.²²

Не е известно какво влияение оказва интрогресията от трансгенен щам на Ae. aegypti върху значими характеристики за контрола и предаването на болестите. Тествахме OX513A и якобинския щам преди освобождаването за степен на инфекция от един щам на всеки от вирусите Денга и Зика и не открихме значителни разлики (фиг. 3). Това обаче е само за един щам на всеки вирус при лабораторни условия; при полеви условия за други вируси ефектите могат да бъдат различни. Също така интрогресията може да въведе други подходящи гени, като например за резистентност към инсектициди. Освободеният щам OX513A е получен от лабораторен щам, произхождащ от Куба, след което е преминал към мексиканско население. Трите популации, формиращи трихибридната популация сега в Якобина (Куба /Мексико/Бразилия), са генетично доста различни, много вероятно е това да доведе до по-силна популация от популацията преди освобождаването поради хибридната сила.“²³

Това научно изследване опровергава аргумента, че тази биотехнология е безопасна за човешкото здраве, оставяйки няколко големи въпросителни знаци.

Основната грижа е, че такъв основен принцип за всички живи организми да се адаптират и да се развиват (да еволюират) може да доведе до неочакван резултат: хибридизацията на следващото поколение Ae. Aegypti, което би могло да ги направи по-силни, по-устойчиви на пестициди и по-опасни за човешкото население и за околната среда.

Освен това има естествена тенденция в природата женските индивиди да надделяват над мъжките. Авторът на книгата „Геномът“, Мат Ридли, описва този полов антагонизъм в главата „Хромозоми X и Y. Конфликтът“ и дава пример с пеперудата Acrea encedon – при нея 97 % са женски.²⁴ В книгата са описани и няколко любопитни експерименти, в които подобен конфликт се ожесточава вследствие на изкуствен отбор. Предвиден ли е подобен ефект при освобождаването на ГМ-комари, които носят летален ген за няколко следващи поколения и са проектирани като „еволюционни лузъри“?

The Defender в статията има следната информация за това изследване, проведено в Бразилия:

„Твърдението беше, че гените от освободения щам няма да попаднат в общата популация, защото потомството ще умре“, казва в изявление Джефри Пауъл, професор по екология и еволюционна биология в Йейлския университет и старши автор на изследването. „Очевидно не беше това, което се случи.“ Пауъл добави, че няма известен риск за здравето на хората от тези хибриди. Въпреки това, „това е неочакваният резултат, който е притеснителен“, каза Пауъл.“²⁵

Интересно е да се спомене тук, че:

„Oxitec публично не се съгласи с констатациите и отговори на уебсайта на списанието, казвайки на Gizmodo, че проучването на Йейл включва „многобройни неверни, спекулативни и необосновани твърдения и изявления за технологията на комарите на Oxitec“. Уверенията на Oxitec не успокоиха страховете на природозащитниците и жителите на Флорида, които изразиха опасения преди началото на пилотното проучване във Флорида. Екологичната организация „Приятели на Земята“ описа пилотното проучване на Флорида Кийс като „експеримент на живо“, отбелязвайки опасенията, произтичащи от проучването в Йейл, че ГМ комарите могат да се възпроизвеждат с дивите си колеги.“²⁶

Нека да разгледаме възраженията срещу тези „спекулативни твърдения“, публикувани от йелския научен ръководител:

„Не сме изненадани от резултатите, но това, от което сме изненадани, са спекулациите, които авторите са направили“, казва Нейтън Роуз, ръководител на научните и регулаторни въпроси на Oxitec в Оксфорд, Великобритания. Той казва, че компанията е поискала от Nature Research, която публикува Scientific Reports, да „обърне внимание на обхвата на подвеждащите и спекулативни изявления“ в проучването. Във вторник списанието добави бележка на редактора към вестника, в която се казва, че заключенията му „са обект на критики, които се разглеждат от редакторите“.

Още преди Oxitec да проведе пилотни освобождавания на променените си комари в Бразилия, Малайзия и Каймановите острови, тя знаеше, че вмъкнатият ген не е неизбежно смъртоносен. Лабораторните тестове показват, че когато мъжките ГМ се чифтосват с диви женски, приблизително 3% от тяхното потомство оцелява. „Бяхме много ясни за това“, казва Роуз.²⁷

Джейсън Расгон, ентомолог от Пенсилванския държавен университет в Държавния колеж, който изучава болестите, пренасяни от насекоми, казва, че генетичното откритие е важно. „Но мисля, че има редица неща, които са наистина преувеличени и някак безотговорни за списанието“, казва Расгон, който няма финансови връзки с Oxitec. Авторите трябва да са подчертали, че не са открили комари, носещи трансгените на Oxitec, казва той, като се позовава на двата гена, чужди на A. aegypti, въведени, за да убият потомството и флуоресцентно да етикетират комарите като GM. Новата ДНК, която се появи в популацията на Якобина, беше от генетичния „фон“ на комарите Oxitec – кръстоска между щамове от Куба и Мексико. (Не е ли това по-скоро доказателство за неуспешността на полевия опит, чиято цел е именно тези два летални гена да се пренесат до 10 поколение?, бел. на авт.)

Расгон, подобно на Oxitec, оспорва твърдението на статията, че смесването на геноми „вероятно“ е направило популацията по-силна, като е увеличила генетичната й вариация.²⁸

Расгон отбелязва, че научният екип, ръководен от Джефри Паул, „не тества дали хибридните комари са по-устойчиви на пестициди, или е по-вероятно да предават болести“.²⁹

Основателните страхове и опасения на Расгон и на учените от Oxitec касаят медиалното отражение и негативно настроеното обществено мнение вследствие на подобни спекулативни изказвания.³⁰ Така в пресата се появяват сплашващи заглавия: „Неуспешният експеримент за контрол на комарите на GM може да е засилил дивите бъгове.³¹

Тук трябва да представя отговора на учените в бележката на редактора. В „Редакционен израз на загриженост (по повод на статията, бел на авт.): Трансгенните комари Aedes aegypti прехвърлят гени в естествената популация“, публикуван в Nature, се казва следното: „Редакторите получиха отговор на опасенията от съответния автор и потърсиха допълнителни съвети от експертни рецензенти както по отношение на повдигнатите въпроси, така и по отношение на получения отговор. Рецензентите потвърдиха, че научните опасения са валидни и трябва да бъдат разгледани.“³² На същата страница могат да се видят и основните точки на несъгласие, изразени от Oxitec.³³

Изследователят също така съветва колко е важно да има програма за генетичен мониторинг по време на освобождаването на трансгенни организми за откриване на неочаквани последици. Oxitec поддържа в несъгласието, че: „заключението на статията, подчертаваща „важността на наличието на програма за генетичен мониторинг по време на такива освобождавания“, може да бъде погрешно разбрано, че такава програма не е била налице. Програмата за освобождаване на комари в Якобина се наблюдава от бразилския регулатор, Националната техническа комисия по биологична безопасност (CTNBio).³⁴ Оптимален ли е този мониторинг, трябва да се запитаме тук, има ли постоянен обмен на информация и дух на сътрудничество между различните заинтересовани страни от този полеви опит: учени, правителствени агенции, гражданско общество? Както беше споменато по-рано, сътрудничеството между бразилските и английските учени не е протичало съвсем гладко.

Други научни контрааргументи също са изложени в публикация в Nature. Ще ги обобщя тук:

На първо място, няма проучвания, които да показват или биха могли да покажат положителното въздействие на това освобождаване върху общественото здраве:

„Но тези разширени проучвания няма да отсъдят дали методът на Oxitec намалява предаването на денга или други вируси, пренасяни от Aedes aegypti. „Те няма да могат да направят проучване, за да покажат, че всъщност има въздействие върху общественото здраве“, казва Скот (ентомологът от Калифорнийския университет). „Няма достатъчно вирусна инфекция, предавана от Aedes aegypti, във Флорида Кийс“ или където и да е в континенталната част на САЩ, за да се направи такъв вид проучване, казва той. За да проведе такъв експеримент, компанията ще трябва да инвестира в контролирано изпитание другаде и да проведе проучването като клинично изпитание, което би било изключително скъпо“.³⁵

В този смисъл някой може да си помисли, използвайки уязвимостта на региона, че Oxitec просто спестява пари от предварителни клинични изпитвания. На второ място: „Огнища на болести могат да възникнат дори когато популациите на A. aegypti са ниски, така че намаляването на популацията на комарите така или иначе няма непременно да се превърне в потискане на болестите“, добавя Скот […]. Нито пък потискането на A. aegypti ще намали нуждата от пестициди. Aedes aegypti съставлява само около 4% от популацията на комарите в Keys. Комарът от черно солено блато (Aedes taeniorhynchus) – по-скоро неудобство, отколкото вектор на болести – вероятно представлява (стр. 609) около 80% от популацията на комарите на островите.“³⁶

Това научно изказване опровергава аргумента, че тази биотехнология може да бъде алтернатива на пестицидите. Въпреки това несигурността и непредсказуемостта (т.нар. биохазард) остават според мен са най-силният контрааргумент срещу освобождаването на ГМ комари.

Когато става въпрос за „освобождаването на синтетични организми в околната среда“, има „по-специално необходимостта от проектиране на здрави и предвидими синтетични организми“.³⁷

„Въпреки това едно от основните предизвикателства пред синтетичната биология е да се отчете несигурната среда, която синтетичният организъм може в крайна сметка да обитава. Тази несигурност е причинена от различни фактори – високи нива на шум³⁸, адаптация и еволюция на ниво организъм и популация и нехарактеризирана кръстосана комуникация между модулите – и е фундаментално различна от тази, която обикновено се отчита в (био- бел. на авт.) инженерството.“³⁹

Трябва да се подчертае, че „някои от определящите свойства на биологичните системи, като естествената им способност да еволюират, повдигат фундаментални теоретични предизвикателства“, но също така и етични, социални и екологични предизвикателства.⁴⁰

Живите организми имат способността да се адаптират и еволюират и тази т.нар. „естествена ефективност“ е в контраст с „индустриалната ефективност“, която предполага, че организмът трябва да изпълнява специфична функция.⁴¹

По-долу цитирам някои от най-важните аспекти, които трябва да бъдат взети предвид при планирането на такова освобождаване. Ще се опитам да изложа откъде идва тази несигурност и непредсказуемост, какви са методите за овладяването на тези аспекти, по-специално при освобождаването на ГМ-комарите на Oxitec, и дали то е оптимално за пилотното проучване.

„Основна пречка за проектирането на предвидими и стабилни биологични вериги е изискването за точни входно-изходни свойства на модулите както изолирано, така и когато са взаимосвързани. Много от синтетичните части в регистъра на MIT са слабо характеризирани по отношение на тяхното динамично поведение в изолация и в различна биологична среда. Това отчасти се дължи на липсата на познания за променливите на околната среда, които могат да повлияят на биологичното поведение. В класическата инженерна настройка достатъчното описание на модула би включвало предсказуемо входно-изходно поведение, характеризиращо се с параметри, които могат да бъдат променяни, за да отговарят на ключови свойства – като работна температура, налягане, източник на енергия и т.н. – които определят състоянието на средата, в която модулът трябва да работи. В биологичния дизайн много от свойствата на околната среда, които определят поведението на даден модул, не са идентифицирани или са идентифицирани, но не са моделирани поради тяхната сложност. Дори ако приемем, че един модул е напълно характеризиран изолирано, има допълнителни предизвикателства, свързани пряко със способността ни да предскажем поведението на ансамбъл от взаимосвързани модули. Едно такова препятствие е „ретроактивността“ – обратна връзка от събития надолу по веригата и елементи, които обикновено разпространяват информация в посока, противоположна на тази, която обикновено се очаква.“⁴²

Дали „ретроактивността“ – обратна връзка (feedback, бел на авт.) от събитията надолу по веригата е направена от Oxitec при предишните полеви проучвания не само в Бразил, но и на Кайманските острови? В редакционния израз на загриженост цитирания отговор на Oxitec е, че „Програмата за освобождаване на комари в Якобина се наблюдава от бразилския регулатор, Националната техническа комисия по биологична безопасност (CTNBio)“. Възниква въпросът: дава ли CTNBio обратна връзка на Oxitec? Използва ли Oxitec тази информация, за да усъвършенства по-късните варианти? Тази информация достъпна ли е за учените, другите институции и широката общественост също извън Бразилия?⁴³ Или е засекретена като релевантна бизнес информация?

„В контекста на синтетичната биология балансът между здравина и крехкост е изключително важен […] само краен брой вероятни взаимодействия могат реалистично да бъдат моделирани“.⁴⁴

Добре ли е балансирано между здравина и крехкост в експериментите на Oxitec и анализиран ли е този аспект от независими експертни групи преди освобождението в Калифорния?

„Друга трудност за проектиране на предсказуемо поведение във взаимосвързани модули е фактът, че различните свързани модули могат да имат различна чувствителност към вътрешно- и междуклетъчната среда. Помислете например за синтетичен организъм, който е предназначен за разграждане на отпадъците, и приемете, че такъв организъм се състои от няколко модула. В допълнение към различната чувствителност на свързаните модули към вътрешно- и междуклетъчна среда при лабораторни условия, променливата и несигурна среда, в която те трябва да бъдат освободени, ще тласне работата на инженерния организъм до неговата граница на здравина. По отношение на разграждането на отпадъците тази потенциална липса на устойчивост е сериозен проблем, тъй като популацията от синтетични организми трябва да бъде поддържана, за да бъде ефективна. Уникален за този пример е фактът, че след като синтетичният организъм – който в името на спора ще кажем, че е „здрав“ – постигне целта си, може да не е желателно да се продължи синтетичната популация. Прекалено здравият организъм може дори да стане проблематичен, освен ако не можем да контролираме къде се случва „крехкостта“ и да използваме това като форма на контрол на популацията. Поддържайки тази линия на мислене, би било възможно специално да се проектира крехкост по такъв начин, че синтетичните организми да са „еволюционни губещи“.⁴⁵

Oxitec в този контекст използва тетрациклин като антидот. По този начин, без наличен тетрациклин в средата и кръвта⁴⁶, пренасянето на гените от ГМ-комари се изключва „без необходимост от допълнително генно инженерство.“⁴⁷ Когато синтетичните организми бъдат освободени в откритата среда, те ще бъдат надминати от естествения си колега и в крайна сметка ще умрат.⁴⁸

Предложен е теоретичен подход за проектиране на контролируема синтетична верига и може да се приложи в подобни ситуации. Основната идея е да се включи външна обратна връзка около синтетичната конструкция, така че организмът да не може да бъде поддържан без външен контролен сигнал: дадено хранително вещество или източник на светлина. Този тип подход гарантира, че инженерният организъм не може да оцелее без чужда помощ в околната среда и в крайна сметка ще умре, когато контролният сигнал вече не се прилага. Предсказуемостта на еволюцията и адаптацията на синтетичните организми обаче е ограничена. Всъщност динамичната адаптация на ниво популация, шумът по време на генната експресия и продължаващото възпроизводство трябва да бъдат взети предвид както на етапа на проектиране, така и като част от експерименталната проверка.⁴⁹

В този контекст трябва да се признае, че Oxitec е проектирал балансиран ГМО, въвеждайки тетрациклинова зависимост, но въпреки това има ограничена предсказуемост вследствие на нуждата от постоянно освобождаване на ГМ комари.

Претегляйки аргументите за и против, моето решение е да се наблюдава първото освобождаване във Флорида преди допускането на следващото в Калифорния. В момента няма случаи на болести, предавани от тях, нито такива случаи са били през последното десетилетие. Това допълнително усложнява ситуацията, защото предпоставката за освобождението е единствено контролът на тези заразни болести в човешката популация.

OX5034 не трябва да се пуска в Калифорния преди изготвянето на стриктна правна регулация по отношение на тази нова биотехнология. Биотехнологичните компании не трябва да се възползват от такива законодателни „врати“ и от критичността на ситуацията (потенциалното избухване на епидемии), за да правят такива експерименти, спестявайки пари за предварителни проучвания върху здравето на хората след експозиция на ухапвания от хибридни комари.

Следователно всички заинтересовани страни следва да предоставят цялата информация, събрана по време на предишните и настоящите изпитвания.

Програма за генетичен мониторинг по време на освобождаването на трансгенни организми трябва да бъде представена, за да се открият неочаквани последици. В тази програма трябва да участват не само Oxitec и местните власти, но и независими експерти, а синтетичните биолози, еволюционните биолози, еколозите и системните биолози трябва да си сътрудничат и да обменят опит и информация.

Основният контрааргумент е еволюционната непредсказуемост и несигурност след освобождаването на ГМО.

„Един от най-предизвикателните аспекти на синтетичната биология е инженерството на еволюцията. Възможността проектиран биологичен компонент да престане да съществува в бъдещите поколения или, още по-лошо, да мутира в нещо различно, повдига важни етични и практически въпроси. Еволюцията и мутацията не се вписват в нито една от съществуващите теоретични рамки за устойчивост или моделиране, въпреки че работата в тази посока вече е започнала както експериментално, така и теоретично.“⁵⁰

Но всъщност ние от праисторически времена променяме еволюцията на планетата Земя и в основата на агрикултурата също е залегнал принципът за кръстосване на гени. Въпросът е, че сега генетичните модификации на плодове и зеленчуци се правят много по-функционално и целенасочено, но за съжаление с единствената цел да бъдат резистентни на пестициди, поради които губят много от хранителните си качества. Строгите етични принципи, очертани от СЗО, са ясен ориентир как трябва да се претеглят рисковете, когато 1/2 от човешката популация може да бъде засегната от векторни комари до 2050, а остарелите методи за контрол са все по-неефективни.

 

Библиография:

Anderson, James, Natalja Strelkowa, Guy-Bart Stan, Thomas Douglas, Julian Savulescu, Mauricio Barahona, and Antonis Papachristodoulou. “Engineering and Ethical Perspectives in Synthetic Biology.” EMBO Reports 13, no. 7 (July 2012): 584–90. https://doi.org/10.1038/embor.2012.81.

“Bill Gates-Funded Biotech Firm Claims GMO Mosquito Project a ‘Success,’ But Critics Cite Lack of Proof • Children’s Health Defense.” Accessed November 26, 2022. https://childrenshealthdefense.org/defender/bill-gates-biotech-gmo-mosquito/.

“Brazil Will Release Billions of Lab-Grown Mosquitoes to Combat Infectious Disease. Will It Work? | Science | AAAS.” Accessed December 3, 2022. https://www.science.org/content/article/brazil-will-release-billions-lab-grown-mosquitoes-combat-infectious-disease-will-it?_ga=2.196623788.1812802962.1670096798-436764937.1670096798.

Curtis, Zoe, Kelly Matzen, Marco Neira Oviedo, Derric Nimmo, Pamela Gray, Peter Winskill, Marco A. F. Locatelli, et al. “Assessment of the Impact of Potential Tetracycline Exposure on the Phenotype of Aedes Aegypti OX513A: Implications for Field Use.” PLoS Neglected Tropical Diseases 9, no. 8 (August 13, 2015): e0003999. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0003999.

Enserink, Martin. “GM Mosquito Trial Alarms Opponents, Strains Ties in Gates-Funded Project.” Science 330, no. 6007 (November 19, 2010): 1030–31. https://doi.org/10.1126/science.330.6007.1030.

Evans, Benjamin R., Panayiota Kotsakiozi, Andre Luis Costa-da-Silva, Rafaella Sayuri Ioshino, Luiza Garziera, Michele C. Pedrosa, Aldo Malavasi, Jair F. Virginio, Margareth L. Capurro, and Jeffrey R. Powell. “Editorial Expression of Concern: Transgenic Aedes Aegypti Mosquitoes Transfer Genes into a Natural Population.” Scientific Reports 10, no. 1 (March 24, 2020): 5524. https://doi.org/10.1038/s41598-020-62398-w.

———. “Transgenic Aedes Aegypti Mosquitoes Transfer Genes into a Natural Population.” Scientific Reports 9, no. 1 (September 10, 2019): 13047. https://doi.org/10.1038/s41598-019-49660-6.

Associated Press. “FDA Could Set Millions of Genetically Modified Mosquitoes Loose in Florida Keys.” Text.Article. Fox News, May 26, 2015. https://www.foxnews.com/science/fda-could-set-millions-of-genetically-modified-mosquitoes-loose-in-florida-keys.

Garziera, Luiza, Michelle Cristine Pedrosa, Fabr?cio Almeida de Souza, Maylen G?mez, M?rcia Bento Moreira, Jair Fernandes Virginio, Margareth Lara Capurro, and Danilo Oliveira Carvalho. “Effect of Interruption of Over-Flooding Releases of Transgenic Mosquitoes over Wild Population of Aedes Aegypti: Two Case Studies in Brazil.” Entomologia Experimentalis et Applicata 164, no. 3 (2017): 327–39. https://doi.org/10.1111/eea.12618.

Friends of the Earth. “GMO Mosquitoes Released in Florida Keys.” Accessed November 26, 2022. https://foe.org/news/genetically-engineered-mosquitoes-fl/.

Kraemer, Moritz U. G., Robert C. Reiner, Oliver J. Brady, Jane P. Messina, Marius Gilbert, David M. Pigott, Dingdong Yi, et al. “Past and Future Spread of the Arbovirus Vectors Aedes Aegypti and Aedes Albopictus.” Nature Microbiology 4, no. 5 (May 2019): 854–63. https://doi.org/10.1038/s41564-019-0376-y.

Lehmler, Hans-Joachim, Derek Simonsen, Buyun Liu, and Wei Bao. “Environmental Exposure to Pyrethroid Pesticides in a Nationally Representative Sample of U.S. Adults and Children: The National Health and Nutrition Examination Survey 2007–2012.” Environmental Pollution 267 (December 1, 2020): 115489. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.115489.

Children’s Health Defense. “Mosquito-Control Pesticides Sprayed in at Least 25 States Contain Cancer-Causing PFAS Chemicals, Tests Show.” Accessed November 26, 2022. https://childrenshealthdefense.org/defender/mosquito-control-pesticides-contain-cancer-causing-pfas-chemicals/.

Oxitec. “Our Technology.” Accessed November 26, 2022. https://www.oxitec.com/en/our-technology.

Oxitec. “Oxitec Launches Field Trial in Brazil for Next Generation Addition to Friendly^TM Mosquitoes Platform.” Accessed November 26, 2022. https://www.oxitec.com/en/news/oxitec-launches-field-trial-in-brazil-for-next-generation-addition-to-friendly-mosquitoes-platform.

Patil, Prabhakargouda B., Shaibal Kumar Dasgupta, Kevin Gorman, Angela Pickl-Herk, Mirel Puinean, Andrew McKemey, Bharat Char, Usha B. Zehr, and Shirish R. Barwale. “Elimination of a Closed Population of the Yellow Fever Mosquito, Aedes Aegypti, through Releases of Self-Limiting Male Mosquitoes.” PLOS Neglected Tropical Diseases 16, no. 5 (May 16, 2022): e0010315. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0010315.

“Study on DNA Spread by Genetically Modified Mosquitoes Prompts Backlash | Science | AAAS.” Accessed December 3, 2022. https://www.science.org/content/article/study-dna-spread-genetically-modified-mosquitoes-prompts-backlash.

Waltz, Emily. “First Genetically Modified Mosquitoes Released in the United States.” Nature 593, no. 7858 (May 3, 2021): 175–76. https://doi.org/10.1038/d41586-021-01186-6.

“WHO Issues New Guidance for Research on Genetically Modified Mosquitoes to Fight Malaria and Other Vector-Borne Diseases,” May 19, 2021. https://www.who.int/news/item/19-05-2021-who-issues-new-guidance-for-research-on-genetically-modified-mosquitoes-to-fight-malaria-and-other-vector-borne-diseases.

МЗ, НЦЗПБ. “Първи случай на денга в България.” Accessed December 3, 2022. https://www.ncipd.org/index.php?option=com_k2&view=item&id=308:parvi-sluchai-na-denga-v-balgariya&lang=bg.

Ридли, Мат. Геномът. Автобиография на един биологичен вид в 23 глави. София: Сиела софт енд пъблишинг АД, 2002. https://alba-books.com/Геномът-Автобиография-на-един-биологичен-вид-в-23-глави-[Мат-Ридли]-Ридли-Мат.

Филипов, Чавдар. “Роля На Инвазивните Комарни Видове От Род Aedes При Разпространението На Екзотични Вирусни Заболявания в Южна Европа и Средиземноморския Басейн. Научно Становище.” Food Safety Authority (EFSA), n.d. http://www.focalpointbg.com/?news_item=775.

Бележки под линия: