በጄኔቲክ የተሻሻሉ አይጦች የLyme መከላከያን ወርሰው መዥገሮችን መበከል አቆሙ — የላቦራቶሪ የፅንሰ ሐሳብ ማረጋገጫ፣ የዱር ልቀት አይደለም

ታካሚን ከማከም ይልቅ ዑደቱን መስበር

የLyme በሽታ በአሜሪካ በመዥገር ከሚተላለፉ በሽታዎች ሁሉ የተለመደው ነው፣ የምንዋጋበት የተለመደ መንገድም የግለሰብ ነው፦ መዥገር ይፈልጉ፣ ያስወግዱት፣ ንክሻው የዓይን ዓይነት ክብ ሽፍታ ካደረገ አንቲባዮቲክ ይውሰዱ። ነገር ግን Lymeን የሚያመጣው Borrelia burgdorferi ባክቴሪያ በእውነት በእኛ ውስጥ አይኖርም። እኛ ለእሱ የመጨረሻ መንገድ ነን። እውነተኛ መኖሪያው በመዥገሮች እና በጫካ ውስጥ ባሉ ትናንሽ አጥቢ እንስሳት መካከል የሚዞር ዑደት ነው — በአሜሪካ ምሥራቅ ዳርቻ በዋናነት ነጭ እግር ያለው አይጥ። መዥገር የተበከለ አይጥን ሲነክስ ባክቴሪያውን ይወስዳል፣ ሲያድግ ይሸከመዋል፣ ከዚያም ለሚቀጥለው አይጥ — ወይም በአጋጣሚ ለሰው — ያስተላልፋል። አይጦቹ ማከማቻው ናቸው፤ መዥገሮች መርፌው ናቸው፤ እኛ አልፎ አልፎ የምንወጋ ተመልካቾች ነን።

ስለዚህ ችግሩን ለማሰብ ሌላ መንገድ አለ። ሰዎችን አንድ ንክሻ በአንድ ከማከም ይልቅ፣ አይጦቹን በሽታ የማይይዝ ማድረግ ቢቻልስ — እና አንድን እንስሳ እንኳ በእጅ ሳይከተቡ ከትውልድ ወደ ትውልድ እንዲቀጥል? ይህ ጽሑፉ የሚፈትነው ሐሳብ ነው፣ እና “GMO አይጦች”፣ “gene drives”፣ “የዱር እንስሳትን መከተብ” ወደሚሉ ርዕሶች የሚስብ የማይመች ኃይል አለው። ጽሑፉ በእውነት የሚዘግበው ይበልጥ የተወሰነ፣ ይበልጥ ጥንቃቄ ያለው እና — ማንኛውም ነገር ከመለቀቁ በፊት እንዲህ ያለው ጣልቃ ገብነት እንዴት ሊረጋገጥ እንደሚገባ ካሳሰበዎት — ከርዕሶቹ ይበልጥ የሚያረጋጋ ነው።

ሐሳቡ ስም አለው፦ በውርስ የሚተላለፍ ክትባት — እንስሳው ተወልዶ አንድ antibody እያመነጨ እንዲኖርና ችሎታውን ለዘሩ እንዲያስተላልፍ፣ የantibody መመሪያን በቀጥታ በgenomeው ውስጥ መጻፍ። ክትባት ለእያንዳንዱ ግለሰብ በተደጋጋሚ መሰጠት አለበት። በውርስ የሚተላለፍ gene ግን በተለመደ ዘር መራባት ሊተላለፍ ይችላል — እያንዳንዱን አዲስ ትውልድ በእጅ መከተብ ሳያስፈልግ።

ደራሲዎቹ ምን አደረጉ?

ከሚታወቅ መከላከያ antibody ጀመሩ። Borrelia OspA የሚባል የወለል ፕሮቲን አለው፣ በOspA ላይ የሚሠራ antibodyም ጠቃሚ ዘዴ አለው፦ በተለምዶ መዥገር የተከተበ አይጥን ሲነክስ፣ antibodyውን ከደም ጋር ይውጣል፣ እና ባክቴሪያው ከመተላለፉ በፊት በመዥገር ውስጥ ሊሠራበት ይችላል። የታሰበው ዒላማ ስለዚህ የመዥገር–አይጥ መተላለፊያ ነው — አይጡ ከተበከለ በኋላ ብቻ አይደለም።

ደራሲዎቹ አንድ እንዲህ ያለ antibody (LA-2 የሚባል) ወስደው ተራ የላቦራቶሪ Mus musculus የቤት አይጦች ከራሳቸው DNA እንዲያመነጩት በጄኔቲክ ቀየሯቸው። ይህ እንዲሠራ ብዙ ሙከራዎች አስፈለጉ፤ antibodyን በጉበት ብቻ ያመነጨ ቀደምት ንድፍ ለመከላከል በቂ አላመነጨም። የሠራው ስሪት antibodyውን ወደ ትንሽና የተረጋጋ single-chain ቅርጽ ቀየረው፣ እንዲቆይ ከደም ፕሮቲን (albumin) ጋር አዋሐደው፣ እና ሁልጊዜ፣ በእያንዳንዱ ትውልድ እንዲመረት፣ በgenome ውስጥ በደንብ በሚታወቅ “safe harbour” ቦታ አስገቡት።

ከዚያ ሦስት ነገሮችን በቅደም ተከተል ፈተኑ፦ antibodyው በአስተማማኝነት ይወረስ እንደሆነ፤ በጄኔቲክ የተሻሻሉት አይጦች Borrelia ባላቸው መዥገሮች ሲነከሱ በሽታውን ይቋቋሙ እንደሆነ፤ እና — ለበሽታው በሙሉ ዋናው ክፍል — ከእነዚህ አይጦች ደም የጠጡ ንጹሕ መዥገሮች ንጹሕ ይቀሩ ወይም ባክቴሪያውን ይወስዱ እንደሆነ። ይህ የመጨረሻ ፈተና፣ ያልተበከሉ የመዥገር እጮች ደም እንዲጠጡ ከፈቀዱ በኋላ መመርመር፣ የመተላለፊያ ዑደቱ ራሱ ተቋርጦ እንደሆነ የሚጠይቅበት መንገድ ነው።

ምን አገኙ?

Antibodyው ለትውልዶች በተረጋጋ ሁኔታ ተወረሰ። የሠራው ንድፍ ካልሠራው አንድ ሺህ እጥፍ ያህል antibody አመነጨ፣ ቢያንስ በስድስት ትውልዶች ተመሳሳይ መጠን ነበረው — ሁለት የgene ቅጂዎች ያላቸው አይጦች አንድ ቅጂ ካላቸው ሁለት እጥፍ ያህል አመነጩ። የመጀመሪያውን ሙከራ ያወከው ከእንስሳ ወደ እንስሳ ያለ ልዩነት አልነበረም።

አይጦቹ በሽታውን ተቋቋሙ — አንድ የgene ቅጂ ብቻ ሲኖራቸውም። Borrelia ባላቸው መዥገሮች ሲፈተኑ፣ ሁለት ቅጂና አንድ ቅጂ ያላቸው የተሻሻሉ አይጦች ከተለመዱ አይጦች ጋር ሲነጻጸሩ በበሽታ ምልክቶች ላይ በስታቲስቲክስ ጉልህ ቅነሳ አሳዩ። ሁለት ቅጂ ያላቸው አይጦች በጣም ተጠበቁ፣ ግን አንድ ቅጂ (heterozygous) ያላቸው የተጠበቁበት ውጤት በጣም ሰፊ ተፅዕኖ ያለው ነው፣ ምክንያቱንም እንመለስበታለን።

ባክቴሪያውን ወደፊት ማስተላለፍ በአብዛኛው አቆሙ። በዋናው የሥነ-ምህዳር ፈተና፣ ብዙ የተበከሉ መዥገሮች በታሰበ ሁኔታ የተጋለጡትን የተሻሻሉ አይጦች ንጹሕ የመዥገር እጮች ደም እንዲጠጡ ተፈቀደ። በዚያ ፈተና፣ ከ10 የተሻሻሉ አይጦች 8ቱ ሙሉ በሙሉ ከበሽታ ነፃ ወጡ፣ ለሚቀጥለው የመዥገር ትውልድም ባክቴሪያውን አላስተላለፉም፤ ከ10 ተለመዱ አይጦች ግን 1 ብቻ ነበር — በጣም ጉልህ ልዩነት። በቤተ-ሙከራ ቤቱ ውስጥ ዑደቱ እየተቋረጠ ነበር። (ይህ ቁጥጥር ያለው የፈተና ውጤት ነው፣ Lyme በእውነተኛ ጫካ ምን ያህል እንደሚቀንስ መለኪያ አይደለም።)

ስለ አሠራሩ አንድ ታማኝ ድንገተኛ ነገር። ከቀደሙት anti-OspA ሥራዎች በተለየ፣ የተሻሻለው antibody አይጦቹን ጠበቀ፣ ግን ቀድሞ ደም ከጠጡ መዥገሮች ውስጥ ባክቴሪያውን ያጠፋ አልመሰለም። ስለዚህ antibodyው ደራሲዎቹ ሙሉ በሙሉ ሊለዩት ባልቻሉት መንገድ መተላለፍን ይከለክላል — መያዝ ብቻ በቂ ይመስላል፣ ትክክለኛ አሠራሩ ግን ለቀጣይ ምርምር ቀርቷል።

ይህ ምን ማለት ይሆናል?

ዋናው ሐሳብ — በማከማቻ እንስሳ ጂኖም ውስጥ ዘላቂ መከላከያ መገንባትና የበሽታውን መተላለፊያ ዑደት መስበር እንደሚቻል — በላቦራቶሪ በዚህ አይጥ ላይ ሠርቷል።

አንድ ዝርዝር በጣም የሚያስፈራውን የታሪኩን ስሪት በጸጥታ ያዳክማል። Gene drive የተመረጠ gene በተለመደ መራባት ከሚፈቅደው ይልቅ በፍጥነት በሕዝብ ውስጥ እንዲሰራጭ ውርስን ለማዛባት የተሻሻለ የጄኔቲክ ሥርዓት ነው — geneው ለእንስሳው ጥቅም ባይኖረውም። Driveን ኃይለኛ የሚያደርገው፣ ከተለቀቀ በኋላም ለመቆጣጠር ወይም ለመመለስ ከባድ የሚያደርገው ይህ ነው። ይህ ሥራ እንዲህ ያለ ነገር አይጠቀምም። የantibody gene አንድ ቅጂ ብቻ አይጦቹን ስለጠበቀ፣ ደራሲዎቹ ተለመደ መራባትና በዒላማ የተደረገ ልቀት፣ በሐሳብ ደረጃ፣ በመላው ሕዝብ ውስጥ በኃይል ሳያሰራጩት ወደ ጠቃሚ ደረጃ ሊያደርሱት እንደሚችሉ ይከራከራሉ — እና ይህ gene drive እንዳልሆነ በግልጽ ይናገራሉ። ይህ ክርክር ነው፣ ገና ማሳያ አይደለም፤ ግን የአንድ ቅጂ ውጤት ይህን ክርክር የሚያስችላቸው ነው፣ እና ዘዴውን ሰዎች ብዙ ጊዜ ከሚያስቡት ነገር ይልቅ ለመቆጣጠር ቀላል ያደርገዋል።

ይህ የማያረጋግጠው

• ሆን ተብሎ በተሳሳተ አይጥ ላይ ነው። ሥራው በላቦራቶሪ የቤት አይጥ (Mus musculus) ላይ ተደርጓል፣ በምሥራቅ አሜሪካ Lymeን በእውነት የሚያቆየው ነጭ እግር ያለው አይጥ (Peromyscus leucopus) ላይ አይደለም። ደራሲዎቹ ለPeromyscus መሣሪያዎችን ማዘጋጀት ጀምረዋል፣ መከላከያ geneው ግን በዋናው ዝርያ ገና አልተገነባም።
• በላቦራቶሪ ነው፣ በዱር አይደለም። ምንም የተሻሻለ አይጥ አልተለቀቀም። በቤተ-ሙከራ የማይታዩ የመኖር ወይም የመራባት ጉዳቶች በዱር ሊታዩ ይችላሉ።
• የፅንሰ ሐሳብ ማረጋገጫ ነው፣ መፍትሔ አይደለም። መከላከያው ጠንካራ ነበር ግን ሙሉ አልነበረም (ከ10 አይጦች 8ቱ በፈተናው መተላለፍን አቆሙ)፣ “Lyme ተወግዷል” በጽሑፉ ውስጥ የለም።
• አሠራሩ ሙሉ በሙሉ አልተረዳም — antibodyው ይሠራል፣ ግን ቀደምት ጥናቶች በጠበቁት መንገድ አይደለም።
• Gene drive አይደለም፣ እንደሆነም አይናገርም።
• በጄኔቲክ የተሻሻሉ አጥቢ እንስሳትን በዱር መልቀቅ ቀደምት የደንብ ምሳሌ የለውም። የሥነ-ምህዳር አደጋ ግምገማ፣ አስተዳደርና አብረው የሚኖሩ ማህበረሰቦች ፈቃድ ሁሉ በግልጽ አልተፈቱም — ደራሲዎቹ ይህን ይናገራሉ።

ማስረጃው ምን ያህል ጠንካራ ነው?

ሁለቱ ክፍሎች በእኩል ስላልተወሰኑ ለሁለት ክፈሉት።

• የላቦራቶሪ ውጤቱ ጠንካራ ነው። ለስድስት ትውልዶች የተረጋጋና የተወረሰ antibody፤ በስታቲስቲክስ ጉልህ የበሽታ መከላከያ፤ ንጹሕ መዥገሮች ደም በማስጠጣት በአስቸጋሪ መንገድ የተለካ በስታቲስቲክስ ጉልህ የቀጣይ መተላለፍ ቅነሳ። ብዙ ገለልተኛ ሙከራዎች ወደ አንድ አቅጣጫ ይጠቁማሉ።
• ወደ እውነተኛው ዓለም ያለው ሽግግር ከሞላ ጎደል ሙሉ በሙሉ አልተፈተነም። የተለየ ዝርያ፣ በዱር መኖር፣ የብዙ ማከማቻ እንስሳት ውስብስብ ሥነ-ምህዳር፣ የልቀት ስልት፣ እና የዚህ ሁሉ ደንብ — ከእነዚህ አንዱም በዚህ ጽሑፍ ውስጥ መረጃ አይደለም፣ ደራሲዎቹም የማህበረሰብ መሪነት ያለው የመስክ ሙከራ እቅድ ገና በመጀመሪያ ደረጃ ላይ ሲሆን፣ ወደፊት ያለው ሥራ አድርገው ያቀርቡታል።

በዚህ መንፈስ አንድ የሂደት ማስታወሻ፦ ይህን ከባለሙያ ግምገማ በኋላ ከተቀበለው ጽሑፍ (“article in press”) አንብበነዋል፣ ከመጨረሻው የተስተካከለ ስሪት አይደለም። መሠረታዊ ውጤቶቹ ሊቀየሩ አይገባም፣ ነገር ግን ይህ ከመቀጠሉ በፊት ቁጥሮቹን ከመጨረሻው ጽሑፍ ጋር እንደገና እናረጋግጣለን።

ለምን አስፈላጊ ነው?

በvector የሚተላለፉ በሽታዎችን የምንዋጋበት አብዛኛው መንገድ ምላሽ ሰጪና የማያቋርጥ ነው፦ ርጩ፣ አባርሩ፣ ይፈትሹ፣ ያክሙ፣ ይድገሙ፣ በየወቅቱ፣ ለዘላለም። ይህ የሌላ ነገር ንድፍ ነው — በማከማቻ እንስሳ ላይ አንድ ጊዜ ጣልቃ ይግቡ፣ ውርስም ጥገናውን ያከናውን። በነጭ እግር አይጥ ላይ ተደርጎ፣ በመስክ ደህናና ውጤታማ መሆኑ ቢታይ፣ በሐሳብ ደረጃ በአንድ ቦታ የLymeን መሠረታዊ መጠን ሊቀንስ ይችላል፣ ግለሰቦችን ብቻ ከመከላከል ይልቅ።

“በሐሳብ ደረጃ” የሚለው ብዙ ክብደት ይሸከማል፣ ጽሑፉም በዚህ ላይ ታማኝ ነው። በእውነት ዋጋ ያለው ነገር ፈውስ አይደለም፤ በውርስ የሚተላለፍ ክትባት ሊሠራ እና መተላለፍን ሊያቋርጥ እንደሚችል የሚያሳይ ጥንቃቄ ያለው ማሳያ ነው — በተቆጣጣሪ፣ gene-drive ባልሆነ መልክ ሆን ተብሎ የተገነባ፣ ከባዱን ጥያቄዎች (ትክክለኛው ዝርያ፣ ክፍት መስክ፣ የተሻሻለ ሕይወትን የመልቀቅ ሥነ ምግባር) ከማጥፋት ይልቅ በስም ጠርቶ ክፍት የተዋቸው።

ግልጽ ማጠቃለያ

የLyme በሽታ በመዥገሮች እና በማከማቻ አይጦች መካከል ይዞራል፤ ሰዎች በአጋጣሚ ይገባሉ። ተመራማሪዎች የላቦራቶሪ የቤት አይጦችን ከራሳቸው genome በBorrelia OspA የወለል ፕሮቲን ላይ የሚሠራ antibody እንዲያመነጩ ቀየሯቸው — ይህ antibody በሚመገብ መዥገር ውስጥ ባክቴሪያውን ያዳክማል። አይጦቹ ይህን ችሎታ ቢያንስ ለስድስት ትውልዶች በተረጋጋ ሁኔታ ወረሱ፤ በተበከሉ መዥገሮች ሲነከሱ በሽታውን ተቋቋሙ፣ አንድ የgene ቅጂ ሲኖራቸውም፣ እና አብዛኞቹ (ከ10 ውስጥ 8፣ ከ10 ተለመዱ አይጦች 1 ጋር ሲነጻጸር) ባክቴሪያውን ለአዲስ መዥገሮች ማስተላለፍ አቆሙ፣ በላቦራቶሪ ዑደቱን ቋረጡ። ዋናው ነገር፣ የአንድ ቅጂ መከላከያ ዘዴው ራሱን የሚያሰራጭ gene drive እንደማያስፈልገው ያሳያል። ግን ይህ በላቦራቶሪ የቤት አይጥ ላይ ነው፣ Lymeን በሰሜን አሜሪካ በእውነት በሚያሰራጨው ነጭ እግር አይጥ ላይ አይደለም፤ የመስክ ልቀት አልነበረም፤ አሠራሩ ሙሉ በሙሉ አልተረዳም፤ የተሻሻሉ አጥቢ እንስሳትን መልቀቅ ሥነ-ምህዳር፣ ደንብና ሥነ ምግባር ሙሉ በሙሉ ክፍት ናቸው። ለማከማቻ ዝርያ “በውርስ የሚተላለፍ ክትባት” ጥንቃቄ ያለው የፅንሰ ሐሳብ ማረጋገጫ ነው — gene drive አይደለም፣ “Lyme ተፈትቷል”ም አይደለም።

ከማጋነን ነፃ ምርመራ

ጽሑፉ የሚያሳየው: Anti-OspA antibody (LA-2፣ ከsafe-harbour locus እንደ single-chain–albumin fusion) እንዲያመነጩ የተሻሻሉ የላቦራቶሪ የቤት አይጦች (Mus musculus) ቢያንስ ለ≥6 ትውልዶች በተረጋጋ ሁኔታ ወረሱት፣ በመዥገር ፈተና Borrelia በሽታን ተቋቋሙ (በአንድ ቅጂ heterozygotes ላይም ጉልህ)፣ እና ባክቴሪያውን ለንጹሕ መዥገሮች ማስተላለፍ በአብዛኛው አቆሙ (ከ10 የተፈተኑ የተሻሻሉ አይጦች 8ቱ አላስተላለፉም፣ ከ10 ቁጥጥር አይጦች 1 ጋር ሲነጻጸር፤ ጉልህ ልዩነት)። የአንድ ቅጂ መከላከያ ዘዴው እንዲሠራ gene drive እንደማያስፈልገው ያሳያል።

ሊሆን የሚችለው ግን ያልተረጋገጠው: Antibodyው መተላለፍን የሚከለክልበት ትክክለኛ አሠራር (ከቀደሙ anti-OspA ሥራዎች በተለየ፣ ቀድሞ ከተበከሉ መዥገሮች ባክቴሪያውን አላጠፋም)፤ ያው ንድፍ በነጭ እግር አይጥ ላይ እንደሚሠራና በተረጋጋ ሁኔታ እንደሚወረስ።

የማያሳየው: በዱር ወይም በእውነተኛው ማከማቻ ዝርያ ምንም ነገር፤ በመላው ሕዝብ ወይም ሥነ-ምህዳር ላይ ውጤት፤ Lyme ሊወገድ እንደሚችል፤ የተሻሻሉ አጥቢ እንስሳትን መልቀቅ ደህና፣ ውጤታማ ወይም የተፈቀደ መሆኑን፤ gene drive (ተቃራኒው — በግልጽ አይደለም)።

ዋና ገደቦች: በላቦራቶሪ Mus musculus ላይ ነው፣ በዱር Peromyscus leucopus ላይ አይደለም፤ ላቦራቶሪ ብቻ፣ የመስክ ልቀት የለም፤ መተላለፍን መከልከሉ ጠንካራ ነበር ግን ሙሉ አልነበረም (ከ10 ውስጥ 8)፤ አሠራሩ ግልጽ አይደለም፤ የልቀት ሥነ-ምህዳር፣ ደንብና ሥነ ምግባር ጥያቄዎች በግልጽ አልተፈቱም፤ የመጨረሻ ስሪትን እየጠበቀ ካለው የተቀበለ ጽሑፍ ተነቧል።

አጠቃላይ አንባቢ ምን ያህል መተማመን ይኖርበታል? በላቦራቶሪ የተሻሻሉ አይጦች የLyme መከላከያን እንደወረሱና መተላለፍን እንዳቋረጡ፣ እንዲሁም ይህ ሆን ተብሎ gene drive እንዳልሆነ ከፍተኛ መተማመን። ይህ ተግባራዊ መፍትሔ እንዳልሆነ እና “Lyme ተፈትቷል” እንዳልሆነ ከፍተኛ መተማመን። በዱር እንደሚሠራ ወይም እንዴት እንደሚሠራ ዝቅተኛ መተማመን፤ ይህ ነው ያልተጠናቀቀው ሁለተኛ ግማሽ። ተገቢው አቋም፦ ታካሚውን ከማከም ይልቅ ማከማቻውን ስለመቀየር ጥንቃቄ ያለውና ተስፋ ሰጪ የፅንሰ ሐሳብ ማረጋገጫ — ከባዱ ጥያቄዎች ግን አሁንም ከፊት ናቸው፣ በታማኝነትም ተጠቅሰዋል።