Um die Lyme-Borreliose zu bekämpfen, hoffen Wissenschaftler, Tausende gentechnisch veränderter Mäuse auf Nantucket freizulassen

Die künstlichen Nagetiere würden genauso aussehen wie die einheimischen Weißfußmäuse. Aber jede ihrer Zellen würde einen genetischen Code tragen, der speziell in einem MIT-Labor für die Resistenz gegen die Bakterien entwickelt wurde, die die Lyme-Borreliose verursachen. Weißfußmäuse sind ein wichtiges Reservoir für schädliche Bakterien.

Einige Weißfußmäuse sollen gentechnisch verändert worden sein, um der Borreliose zu widerstehen, und dann auf der Insel freigelassen werden.Sam Telford III/Tufts University

Da sich Mäuse so schnell und zahlreich vermehren, wetten Wissenschaftler darauf, dass die Gene der neuen Nagetiere bald nach ihrer Freilassung überwiegen würden. Immunisierte Mäuse, so hoffen sie, würden die Ausbreitung von Borreliose eindämmen, die hier in den letzten Jahren dramatisch zugenommen hat und heute die häufigste Infektionskrankheit auf der Insel ist.

Wenn weniger Mäuse Borreliose in sich tragen würden, würden weniger Zecken, die sie stechen, infiziert werden, sagen Wissenschaftler. Das wiederum würde bedeuten, dass weniger Zecken, die Menschen beißen, Lyme übertragen würden, der in ganz Neuengland immer häufiger vorkommt, da die globale Erwärmung es mehr Zecken ermöglicht, den Winter zu überleben.

„Bei so vielen Menschen, die jeden Tag an Borreliose leiden, einer schrecklichen Krankheit, brauchen wir dringend eine Lösung“, sagte Joanna Buchthal, Forschungsleiterin des Mice Against Ticks-Projekts am MIT Media Lab, das enge Freunde hat, die an Borreliose leiden und andere durch Zecken übertragene Krankheiten. “Es bietet eine echte, wenn auch revolutionäre Möglichkeit, das Problem anzugehen.”

Einige befürchten jedoch, dass das Herumbasteln an der Natur mithilfe neuer Gen-Editing-Technologien zu einer Vielzahl unbeabsichtigter Folgen führen könnte, die Wissenschaftler als berechtigte Bedenken anerkennen.

So würde der Plan der MIT-Wissenschaftler funktionieren.Kugelstab

„Technologie kann die Welt schlechter machen“, sagte Kevin Esvelt, ein Biologe und außerordentlicher Professor am MIT, der das Projekt mitbegründet hat. „Unser übergeordnetes Ziel ist es, dies sicher voranzubringen, es vor Misstrauen und Missbrauch zu schützen und einen Präzedenzfall dafür zu schaffen, wie dies getan wird.“

Ihr Vorschlag, der erste seiner Art, würde eine eingehende Prüfung durch lokale, staatliche und bundesstaatliche Aufsichtsbehörden wie die Food and Drug Administration erfordern. Es wird auch die Unterstützung der Bewohner hier und von Martha’s Vineyard erfordern, wo Wissenschaftler ebenfalls hoffen, Hunderttausende von modifizierten Mäusen freizusetzen.

Angesichts der großen Besorgnis über gentechnisch veränderte Organismen ist es keineswegs sicher, diese Unterstützung zu erhalten.

Als Teil dieser Bemühungen hielten die Wissenschaftler diesen Monat ein öffentliches Treffen auf Nantucket ab, um ihre Pläne zu erläutern und Feedback einzuholen.

Esvelt wandte sich an Dutzende von Einwohnern, die sich in einem Restaurant im historischen Viertel versammelt hatten, und begann mit dem Versprechen, dass das Projekt nur fortgesetzt werde, wenn die Einwohner damit einverstanden seien. „Wenn die Community irgendwann nein sagt, haben wir kein Interesse“, sagte er, „dann gehen wir.“

Das größere Ziel des Teams, sagte er, sei es, zu zeigen, wie man diese kontroversen Experimente mit so viel Transparenz und Anleitung der Gemeinschaft wie möglich durchführt.

„Wir können Dinge tun, die noch vor zehn Jahren undenkbar waren“, sagte Esvelt. „Aber wenn wir eine Technologie erfinden, die die Umwelt verändert, dann selbst wenn es zu einer Abstimmung in der Community kommt und Sie dagegen stimmen und der Rest der Community dafür stimmt, werden Sie auf jeden Fall betroffen sein.“

Angesichts der potenziellen Folgen solcher genetischer Veränderungen für das Ökosystem plant das Team, so wenig Veränderungen wie möglich an den Mäusen vorzunehmen, um unbeabsichtigte Folgen zu minimieren, sagte Buchtal.

Anstatt speziell entworfenen genetischen Code in Weißfußmäuse zu transplantieren, was effizienter wäre, planen sie, spezifische Lyme-Resistenzgene von Weißfußmäusen einzufügen, die eine Immunität gegen die Krankheit entwickelt haben, als sie exponiert wurden.

Weißfußmäuse, die eine Borreliose-Immunität erwerben, können diese nicht an ihre Nachkommen weitergeben. Aber die Genbearbeitung kann diese Immunität erblich machen. Somit würden die modifizierten Mäuse, wenn alles gut geht, diese Immunität an ihre Nachkommen weitergeben und schließlich alle Mäuse ersetzen, die für den Erreger empfänglich sind.

Kevin Esvelt, Assistenzprofessor am MIT Media Lab und Gründer des Mice Against Ticks-Projekts, erforschte kürzlich Zecken in Nantucket.Jimmy Day/MIT Medienlabor

Das Team, das Millionen von Dollar durch staatliche Zuschüsse und private Philanthropen gesammelt hat, hat bewiesen, dass es dieses erworbene Immunitätsgen in die Gene von Labormäusen einfügen kann und dass diese veränderten Mäuse gegen Lyme resistent sind, ein erster Schritt zur Immunisierung von weiße Mäuse. Beinmäuse, sagte Buchthal.

Bevor die Mäuse in die Wildnis entlassen werden, plant das Team Feldversuche auf mehreren kleinen, weitgehend unbewohnten Privatinseln in der Region. (Sie werden den Ort nicht freigeben, bis die Eigentümer ihre Beteiligung bestätigen, sagten sie.) Sie planen auch, unabhängige Ökologen einzustellen, um die Experimente auf rote Flaggen zu überwachen.

„Deshalb ist es besonders wichtig, dass wir langsam vorgehen; wir binden Regulierungsbehörden ein; wir schließen mehr Stimmen ein; und wir fordern so viel Kontrolle wie möglich“, sagte Buchthal.

Diese Versprechungen beruhigten jedoch nicht vollständig einige von denen, die an ihrer Präsentation teilnahmen.

Unter Bedenken hinsichtlich unbeabsichtigter Folgen: Wenn die Lyme-Borreliose nicht mehr weit verbreitet ist, würde dies eine Zunahme anderer invasiver Arten ermöglichen? Könnte die Population von Mäusen und anderen Nagetieren ebenfalls stark zunehmen oder neue Merkmale aufweisen, wie zum Beispiel aggressiver werden, und wenn ja, was könnten die Folgen sein? Könnte es schädliche Auswirkungen auf andere Arten geben, die Mäuse fressen?

Noch dringlicher war vielleicht, dass sie sich fragten, wie ein solches Experiment effektiv reguliert werden könnte und was getan werden könnte, um negative Folgen zu beenden, sobald sich die Mäuse in großer Zahl ausbreiten. Außerdem war das Team zwar in der Lage, Veränderungen in der Prävalenz der Lyme-Borreliose zu verfolgen, es war jedoch unklar, ob es überhaupt möglich wäre, die gentechnisch veränderten Mäuse beispielsweise mit einem Rückgang der Eulenpopulation in Verbindung zu bringen.

“Es ist eine beängstigende Technologie”, sagte Allison Snow, eine Ökologin an der University of Massachusetts Amherst, die Zecken studiert und ebenfalls an dem Treffen teilnahm. “Es gibt noch so viel, was sie nicht wissen.”

Dennoch sagten die meisten, die den Wissenschaftlern zuhörten, einschließlich Snow, dass sie aufgeschlossen blieben.

Max Wolf, ein bischöflicher Priester auf der Insel, hatte dachte, er würde eine Abstimmung im Rathaus nie überleben.

„Ich hatte erwartet, dass es bei dem Treffen viel lautstarken Widerstand geben würde“, sagte er. „Stattdessen fühlte ich große Erleichterung. Ich bin überrascht und hoffnungsvoll über die positive Resonanz.

Die Empfänglichkeit für ihren Ton kommt zum Teil von der wachsenden Prävalenz der Lyme-Borreliose auf der Insel. Lyme kann Arthritis, unregelmäßigen Herzschlag, Entzündungen des Gehirns und des Rückenmarks sowie Kurzzeitgedächtnisprobleme verursachen. In seltenen Fällen kann es tödlich sein.

Im vergangenen Jahr verzeichneten Gesundheitsbehörden auf der Insel 169 Fälle von Lyme, fast dreimal so viele Infektionen wie fünf Jahre zuvor. Zu dieser Zeit gab es auch Dutzende von Fällen anderer durch Zecken übertragener Krankheiten, Babesiose, einer parasitären Infektion der roten Blutkörperchen, und Anaplasmose, einer bakteriellen Krankheit. Beide können grippeähnliche Symptome verursachen und, obwohl behandelbar, in einigen Fällen lebensbedrohlich sein.

Kevin Esvelt, Assistenzprofessor am MIT Media Lab und Gründer des Mice Against Ticks-Projekts, erforschte kürzlich Zecken in Nantucket.Jimmy Day/MIT Medienlabor

Zwischen 2009 und 2018 machten durch Zecken übertragene Krankheiten laut einer Studie des Nantucket Health & Human Services Department mehr als 90 Prozent aller auf der Insel diagnostizierten Infektionskrankheiten aus.

„Es gibt eine Geißel der Lyme-Borreliose auf der Insel, und deshalb unterstütze ich diesen Vorschlag“, sagte Roberto J. Santamaría, Direktor des Nantucket Department of Health and Human Services. “Lyme hat einen Krisenpunkt erreicht, und das Schlimmste, was wir tun können, ist nichts zu tun.”

Er befürchtete, dass es mit dem sich beschleunigenden Klimawandel noch schlimmer werden würde. “Je heißer es ist, desto aktiver sind die Zecken und desto mehr beißen sie”, sagte er.

Auch der dienstälteste Arzt der Insel, Dr. Tim Lepore, unterstützte den Vorschlag. Frühere Versuche, die Lyme-Borreliose durch die Eliminierung der Inselpopulation von rund 2.500 Hirschen zu reduzieren, waren nicht erfolgreich.

„Die Leute mochten es nicht, wenn viele Hirsche erschossen wurden, und ich glaube nicht, dass wir Leute sehen werden, die mit Hubschraubern über die Insel fliegen und M16 abfeuern“, sagte er. „Also denke ich, dass das ein wichtiger Teil unserer Waffen sein wird, um damit umzugehen.“

Die Hauptbefürchtung vieler Befürworter war, dass das Projekt zu lange dauern oder nie den Regulierungsprozess durchlaufen würde, da es kaum Präzedenzfälle für staatliche und bundesstaatliche Behörden gibt, um die Einführung solcher genetisch veränderter Arten in die Wildnis zu genehmigen.

Das einzige Experiment in ähnlichem Umfang, dessen behördliche Genehmigung etwa ein Jahrzehnt dauerte, fand letztes Jahr statt, als ein in Großbritannien ansässiges Unternehmen gentechnisch veränderte Mücken in den Florida Keys aussetzte, um die Ausbreitung von Krankheiten wie Dengue zu verringern. Zika und Chikungunya.

Während des Treffens, ein anderes Mitglied der Wissenschaftlerteam Sam Telford III, Professor für Infektionskrankheiten und globale Gesundheit an der Tufts University, räumte ein, dass sie noch viel zu lernen hätten und dass viele vernünftige Fragen offen seien.

Es wird schwer zu beantworten sein und es wird wahrscheinlich Jahre dauern, bis modifizierte Mäuse auf der Insel freigelassen werden, sagte er.

Aber wenn sich die Experimente als erfolgreich erweisen, fügte Telford hinzu, ist es wahrscheinlich, dass sie schließlich auf dem Kontinent eingeführt werden.

„Wir sagen nicht, dass Mice Against Ticks die Wunderwaffe ist“, sagte er. „Das ist eine von vielen Möglichkeiten. Wir möchten den Gemeinden so viele Möglichkeiten wie möglich bieten, mit dem Problem umzugehen. »

Am Ende des Treffens verteilten Telford und das Team ein Paar weiße Schlauchsocken, die zum Schutz der Bewohner mit einem speziellen Insektizid behandelt wurden.

“Im Moment ist es die beste Option, die wir haben”, sagte Buchthal.


David Abel kann unter [email protected] kontaktiert werden. Folgen Sie ihm auf Twitter @davabel.

Add Comment