فناوری برای ریشه کن کردن بیماری های منتقله از طریق پشه وجود دارد

بیشتر آمریکایی ها بیماری های منتقله از طریق پشه مانند مالاریا، تب زرد و دنگی را مشکلاتی می دانند که مردم کشورهای دیگر را تحت تاثیر قرار می دهند، نه خودشان. تا همین اواخر، آنها تا حد زیادی درست بودند: مالاریا و تب زرد در قرن بیستم در ایالات متحده از بین رفتند و تب دنگی بسیار نادر شده بود و بیشتر موارد از خارج برگشته بودند. اما با افزایش دما و مقاومت پشه ها در برابر آفت کش ها، این بیماری ها دوباره به یک مشکل رو به رشد در ایالات متحده تبدیل شده اند.

در سال 2024، این کشور تقریبا 4000 مورد دنگی را گزارش کرد که 360 درصد نسبت به میانگین 830 مورد در سال نسبت به دهه قبل افزایش داشت. فلوریدا، کالیفرنیا و تگزاس همگی شاهد انتقال محلی بودند. و پورتوریکو دنگی را یک وضعیت اضطراری بهداشت عمومی اعلام کرد. ده مورد مالاریا اکتسابی محلی در سال 2023 در سراسر کشور گزارش شد که اولین مورد در بیست سال گذشته گزارش شد. و اگرچه تب زرد در حال حاضر ناپدید شده است، پشه هایی که قادر به انتشار آن هستند هنوز وجود دارند.

اما ما مجبور نیستیم این تهدید را بپذیریم. ما راه های جدیدی برای از بین بردن بیماری های منتقله از طریق پشه با حداقل هزینه زیست محیطی داریم. ایالات متحده به اندازه کافی از منابع کافی برخوردار است و جمعیت پشه های ناقل بیماری آن به اندازه کافی کم است که می تواند این مشکل را کاملا در داخل مرزهای خود برطرف کند.

دلیل اینکه ما این کار را نکرده ایم این است که این فناوری پانزده سال را در برزخ نظارتی سپری کرده است. پایان دادن به این بن بست به ما این امکان را می دهد که بسیاری از بیماری های منتقله از طریق پشه را از ایالات متحده و در نهایت از سایر نقاط جهان حذف کنیم.

مهندسی ژنتیک می‌تواند پشه‌ها را سرکوب کند: محققان ژنی را در پشه‌های نر وارد می‌کنند که به این معنی است که نسل آن‌ها زنده نمی‌مانند، و سپس آن‌ها را در طبیعت رها می‌کنند، جایی که با ماده‌ها جفت می‌شوند، از بچه‌دار شدن این ماده‌ها جلوگیری می‌کنند و جمعیت‌های محلی را از بین می‌برند. در سال 2000، زیست شناسان دانشگاه آکسفورد نشان دادند که این ایده می تواند در مگس میوه کار کند. آن‌ها مگس‌ها را طوری مهندسی کردند که ژنی را حمل کنند که پروتئینی به نام tTAV می‌سازد که در مقادیر کم بی‌ضرر است اما در صورت تجمع کشنده است.

در آزمایشگاه، حشرات در محیطی که حاوی آنتی بیوتیک تتراسایکلین است، پرورش می یابند که ژن را خاموش نگه می دارد. اما، در طبیعت، جایی که تتراسایکلین وجود ندارد، ژن روشن می شود و فرزندان قبل از بزرگسالی می میرند.

سپس دانشمندان شرکتی به نام Oxitec تشکیل دادند که قرار بود با دولت ها برای تحقیق و استقرار این فناوری همکاری کند. آنها همان ژن را در نر Aedes aegypti، پشه ای که تب دنگی و تب زرد را منتشر می کند، مهندسی کردند. در این سویه، اثر کشنده برای کشتن تنها فرزندان ماده تنظیم شده است، در حالی که نرها زنده می مانند و ژن را برای چند نسل قبل از ناپدید شدن منتقل می کنند.

این رویکرد به این معنی است که ژن به کاهش تعداد پشه‌ها برای چندین نسل ادامه می‌دهد بدون اینکه نیازی به «پر کردن» تازه‌ای از نرهای مهندسی‌شده داشته باشد، اما خود محدودکننده است: ماده‌هایی که آن را به ارث می‌برند هر نسل می‌میرند، بنابراین ژن کشنده به طور پیوسته در طبیعت کاهش می‌یابد. با این حال این تکنیک بسیار موثر است. انتشار مداوم جمعیت Aedes aegypti وحشی را در جزایر کیمن تا 80 درصد و در یک آزمایش میدانی در Juazeiro، برزیل حدود 95 درصد کاهش داد. این شرکت در سال 2010 داده های خود را برای دریافت تاییدیه در ایالات متحده ارائه کرد. اما این روند کند بوده است.

مگس میوه مدیترانه ای که به بیش از 300 نوع میوه و سبزی حمله می کند و مخرب ترین آفت میوه در جهان محسوب می شود، به همین ترتیب با رهاسازی مگس های عقیم بر فراز کالیفرنیا و فلوریدا شکست خورده است. تخمین زده می شود که اگر مگس میوه در کالیفرنیا مستقر شود، خسارت حاصل از آن می تواند بیش از یک میلیارد دلار در سال فقط در آن ایالت هزینه داشته باشد.

هنگامی که Oxitec برای اولین بار به دنبال تاییدیه برای Aedes ویرایش شده ژنی خود بود، به آژانسی که مدت‌ها رهاسازی انبوه حشرات را مدیریت می‌کرد، USDA، درخواست داد. اما یک سال و نیم طول کشید تا USDA درخواست را رد کرد و به شرکت اطلاع داد که در عوض باید به سازمان غذا و دارو (FDA) مراجعه کند. سازمان غذا و دارو بر روی حیوانات اصلاح شده ژنتیکی تحت اختیار خود در مورد داروهای دامپزشکی ادعا کرده بود. دستورالعمل آن بیان کرد که «DNA ژنومی تغییر یافته در یک حیوان یک دارو است ... زیرا چنین DNA تغییر یافته مقاله ای است که قصد دارد بر ساختار یا عملکرد بدن حیوان تأثیر بگذارد».

تا آن زمان، حشرات USDA از طریق تشعشع عقیم شده بودند، که به اسپرم حشره آسیب می رساند به طوری که هیچ فرزندی زنده نمی ماند. در مقابل، Oxitec یک ژن جدید وارد کرده بود. با این وجود، این دسته برای پشه های Oxitec مناسب نبود.

برنامه Oxitec برای پنج سال دیگر در اختیار FDA قرار داشت. مانند USDA، FDA نتوانست نحوه اعمال قوانین موجود برای داروهای دامپزشکی را برای پشه های مهندسی شده بررسی کند، و در نهایت به این نتیجه رسید که آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA)، که بر ثبت آفت کش ها نظارت می کند، مناسب تر است.

FDA دستورالعمل جدیدی صادر کرد مبنی بر اینکه آنها محصولاتی را که «به منظور پیشگیری، از بین بردن، دفع یا کاهش پشه‌ها برای اهداف کنترل جمعیت طراحی شده‌اند، تنظیم نمی‌کنند.» FDA اساسا یک طرح سفارشی برای پشه‌های دستکاری‌شده ژنتیکی ایجاد کرده بود، با توجه به اینکه چارچوب‌های نظارتی آن برای ارزیابی چیزی شبیه به این تنظیم نشده بود.

در بررسی سوم خود، در EPA، پشه‌های Oxitec تابع قوانین حاکم بر آفت‌کش‌ها بودند، که اغلب قبل از فروش و توزیع قانونی محصول، هم به ارزیابی علمی و هم آزمایشات میدانی نیاز دارند. در ماه مه 2020، یک دهه کامل پس از اینکه Oxitec برای اولین بار به دنبال تاییدیه بود، EPA مجوز استفاده آزمایشی را به آنها اعطا کرد که به آنها اجازه نمی داد محصول خود را بفروشند اما در نهایت به آنها اجازه می داد آن را آزمایش کنند تا با اجرای آزمایشات میدانی در مناطق محدود، اطلاعات ایمنی و کارایی مورد نیاز برای ثبت تجاری را به دست آورند.

مکانی که آن‌ها برای آن آزمایش‌های صحرایی انتخاب کردند فلوریدا کیز بود، جزیره‌ای زنجیره‌ای در نوک جنوبی فلوریدا، جایی که تب دنگی دوباره در آن رشد کرده بود. مقامات محلی مشتاق استفاده از پشه های اصلاح شده ژنتیکی بودند و در سال 2021، Oxitec اولین آزمایشات میدانی را در ایالات متحده انجام داد که نشان داد پشه های ماده ای که این ژن را به ارث برده بودند قبل از بزرگسالی مرده اند. در سال 2022، EPA آزمایش‌ها را به کالیفرنیا گسترش داد و رهاسازی 2.4 میلیارد پشه دستکاری شده ژنتیکی را در این دو ایالت پاک کرد، اما انتشار پس از مخالفت عمومی متوقف شد.

مجوز Oxitec در آوریل 2024 منقضی شد، به این معنی که هیچ پشه دیگری بدون مجوز جدید از EPA قابل رهاسازی نیست. ثبت تجاری کامل نیاز به بررسی دیگری از سوی آژانس دارد، این یکی بر داده های آزمایشی میدانی متمرکز است. ثبت نام کامل آنها بیش از دو سال پس از پایان مجوز آزمایشی صحرایی در حال بررسی است. قرار بود یک پانل مشاوره علمی برای بررسی این پرونده در نوامبر 2025 تشکیل شود، اما این جلسه در زمان نگارش این مقاله به تعویق افتاد.

همانطور که آندریا لیل، مدیر اجرایی منطقه کنترل پشه فلوریدا کیز گفت، "بزرگترین چالش ما در انتظار تاییدیه های نظارتی بوده است." خوشبختانه، این منطقه گزینه دیگری برای کنترل پشه برای آزمایش داشت: پشه های آلوده به Wolbachia.

تقریبا همزمان با زنده شدن پشه های دستکاری شده ژنتیکی، یک روش جایگزین پدیدار شد. این باکتری بر روی یک باکتری به نام Wolbachia قرار دارد که به طور طبیعی تقریبا 60 درصد از گونه های حشرات از جمله پروانه ها، مگس میوه و زنبورها را آلوده می کند. Wolbachia دو اثر بر روی حشرات دارد که آن را برای جلوگیری از بیماری های ناشی از پشه مفید می کند. اولا، آنها را قادر به حمل ویروس ها، از جمله ویروس هایی که انسان ها را آلوده می کنند، کمتر می کند.

دوم، این باکتری به نسل‌های آینده منتقل می‌شود – به‌ویژه، ماده‌های آلوده آن را از طریق تخم‌های خود منتقل می‌کنند، و نرهای آلوده تنها در صورتی می‌توانند فرزندانی تولید کنند که با ماده‌های آلوده جفت شوند. اگر آنها با ماده های غیر آلوده جفت گیری کنند، فرزندان رشد نمی کنند. با رهاسازی پشه‌های نر و ماده آلوده، می‌توان جمعیت‌های پشه‌های وحشی را با Wolbachia کشت تا زمانی که اکثر آنها آن را حمل کنند، در برابر ویروس‌هایی مانند دانگ مقاوم شده و مقاومت خود را به نسل‌های آینده گسترش می‌دهند.

و از آنجایی که این رویکرد شامل اصلاح ژنتیکی نمی‌شود، باید بتواند بسیاری از مقرراتی را که Aedes اصلاح‌شده با ژن Oxitec را متوقف کرده بود، دور بزند.

در سال 2009، پس از چندین دهه تحقیق، دانشمندان استرالیایی با موفقیت یک سویه از Wolbachia را به Aedes aegypti معرفی کردند. آنها همچنین تأیید کردند که پشه‌های نر آلوده به Wolbachia که با ماده‌های وحشی جفت‌گیری می‌کنند، تخم‌هایی تولید می‌کنند که از تخم بیرون نمی‌آیند، و آنها را به‌طور مؤثری عقیم می‌کند بدون اینکه ماده‌های آلوده با آنها جفت‌گیری کنند. این مبنای یک استراتژی جایگزین است: رهاسازی فقط نرها همان تأثیر روش حشره عقیم را دارد و جمعیت های محلی را از بین می برد. این رویکرد در مقیاس شهرها موفق بوده است.

در یک کارآزمایی تصادفی در سنگاپور، انتشار نرهای آلوده به Wolbachia جمعیت پشه‌ها را 85 درصد در مقایسه با مناطق کنترل و عفونت‌های دنگی را تقریبا 70 درصد کاهش داد.

در آوریل 2024، پس از پانزده سال کار از طریق سیستم، MosquitoMate اولین شرکتی بود که ثبت تجاری کامل در سراسر کشور را برای یک آفت‌کش زنده پشه دریافت کرد. حشرات MosquitoMate اکنون می توانند در سراسر ایالات متحده مستقر شوند، مشروط به تایید محلی. مناطق کنترل پشه به سرعت برای استفاده از این فناوری حرکت کرده اند، از جمله فلوریدا کیز در سال 2025 و دره سن گابریل در سال 2026. این فناوری همچنین توجه بازیکنان بزرگتر را به خود جلب کرده است.

در ژوئن 2026، پروژه Debug گوگل درخواست تایید EPA برای رهاسازی 64 میلیون پشه Wolbachia در کالیفرنیا و فلوریدا (در این مورد، گونه‌های مختلف را هدف قرار داد: Culex quinquefasciatus، که ناقل ویروس نیل غربی است). اما باید فرآیند مجوز استفاده آزمایشی را از ابتدا تکمیل کند، حتی اگر تکنولوژی اساسی زیربنایی یکسان باشد.

در چند دهه اخیر، بیوتکنولوژی به شدت توسعه یافته است. ما می‌توانیم DNA را ویرایش کنیم، بیماری‌ها را با خاموش کردن ژن‌های مضر درمان کنیم، و باکتری‌ها را برای خوردن زباله‌های پلاستیکی و نشت‌های نفت مهندسی کنیم: همه چیزهایی که حتی پنجاه سال پیش شبیه داستان‌های علمی تخیلی به نظر می‌رسیدند. اما مقرراتی که بر استفاده از این فناوری‌های جدید نظارت می‌کند، سرعت خود را حفظ نکرده است. از دهه 1980 هیچ مقررات جدید بیوتکنولوژیکی تصویب نشده است و آژانس‌های مسئول بازبینی منابع یا طراحی نشده‌اند تا سرعت داشته باشند.

چارچوب هماهنگ 1986 ساختار حاکم باقی می ماند و حوزه قضایی را بر اساس دسته بندی های طراحی شده برای قرن قبل تقسیم می کند.

گاهی اوقات، حتی مشخص نیست که کدام نهاد نظارتی باید بر یک فناوری جدید نظارت داشته باشد، سؤالی که می‌تواند حتی قبل از شروع آزمایش، تأخیرهای طولانی مدت ایجاد کند. گوشت کشت سلولی با این مشکل مواجه بود: آیا این یک غذا بود و در نتیجه تحت صلاحیت FDA یا یک تکنیک کشاورزی تحت صلاحیت وزارت کشاورزی آمریکا بود؟ بن بست تنها زمانی از بین رفت که کنگره آنها را مجبور به تقسیم بررسی کرد. در مورد Oxitec، یک جلسه زودهنگام برای حل تنش ها می توانست سال ها را نجات دهد. چند سال پیش، به نظر می رسید واشنگتن با این موضوع موافق بود.

فرمان اجرایی پرزیدنت بایدن در سال 2022 به آژانس‌ها دستور داد تا ابهامات نظارتی را حل کنند و آنها متعهد شدند که به طور رسمی نحوه اجرای چارچوب هماهنگ 1986 را به‌روزرسانی کنند. اما تقریبا هیچ یک از این اتفاق نیفتاد. پرزیدنت ترامپ این فرمان را در مارس 2025 لغو کرد و به روز رسانی ها هرگز محقق نشد.

حتی جدای از هماهنگی و تست ایمنی، بازبینی محصولات ممکن است سالها طول بکشد. برنامه های دیگر ممکن است روند را تسریع کنند. EPA یک برنامه کوپن بازبینی سریع بردار را در سال 2022 معرفی کرد، که به شرکت‌هایی که با موفقیت یک محصول جدید کنترل پشه را ثبت می‌کنند، کوپنی پاداش می‌دهد که به آنها اجازه می‌دهد در برنامه بعدی خود بازبینی سریعی داشته باشند. این باید تضمین کند که بسیاری از بهترین برنامه ها به سرعت ردیابی می شوند. اما در مورد عقب ماندگی طولانی نظارتی خود کاری انجام نمی دهد.

خیلی بهتر است که ظرفیت آژانس های نظارتی برای بررسی و تایید برنامه ها، برای سرعت بخشیدن به خط لوله به طور کلی افزایش یابد. در حال حاضر، واحد EPA مسئول بررسی محصولات جدید کنترل پشه، دفتر کوچکی است که طیف وسیعی از محصولات از ترکیبات بیوشیمیایی گرفته تا پشه های مهندسی شده ژنتیکی را بررسی می کند، و محصولات پشه به طور کلی با همان پروتکل هایی مانند سایر آفت کش های مرسوم مورد بررسی قرار می گیرند، حتی اگر سوالات متفاوتی نسبت به آفت کش ها در پراکندگی، وراثت و تأثیر آنها بر جمعیت ایجاد کنند.

اصلاح این ادارات و رفع معوقات آنها امکان پذیر است. به دلیل قانون هزینه مصرف کننده داروهای تجویزی که در سال 1992 تصویب شد، دو سوم بودجه FDA برای بررسی داروهای انسانی اکنون از هزینه های صنعت تامین می شود. در اواخر دهه 1980، میانگین زمان بررسی یک داروی جدید 29 ماه بود. بر اساس سیستم هزینه، اهداف ده ماه برای یک بررسی استاندارد و شش ماه برای یک اولویت است، و آژانس اکنون در اکثر موارد آنها را برآورده می کند. افزایش پرسنل به افزایش سرعت کمک کرد: تخمین زده می شود که زمان بررسی برای هر 100 بازبینی که FDA اضافه کرده است، تقریبا 3.3 ماه کاهش یافته است.

در مقابل، EPA بسیار بیشتر به تخصیص بودجه کنگره متکی است، به طوری که دو سوم بودجه آن از کنگره و تنها یک سوم از هزینه ها تامین می شود.

برای استقرار محصولات موثری که می توانند زندگی را نجات دهند، نباید پانزده سال طول بکشد. فناوری های جدید بدین معناست که بیماری های منتقله از طریق پشه اکنون در ایالات متحده یک انتخاب است. ما قدرت حذف آن را داریم. تنها کاری که باید انجام دهیم این است که انتخاب کنیم.