Το μεγάλο πείραμα με εξάποδους βιοτεχνολογικούς «στρατιώτες»: Λύση ή ρίσκο;

Το μεγάλο πείραμα με εξάποδους βιοτεχνολογικούς «στρατιώτες»: Λύση ή ρίσκο;

  • |

Το 2005 ήταν μια χρονιά – καμπή για την αμερικανική γεωργία, με αιχμή τη γιγαντιαία βιομηχανία εσπεριδοειδών στη Φλόριντα, όταν επιβεβαιώθηκε η εμφάνιση και η εξάπλωση της ασθενείας Huanglongbing στις ΗΠΑ. Γνωστή και ως «πράσινη», η Huanglongbing είναι μια βακτηριακή φυτική ασθένεια, όπου τα βακτήρια διαταράσσουν το σύστημα μεταφοράς θρεπτικών ουσιών. Ουσιαστικά οδηγούν το φυτό στη λιμοκτονία. Τα φύλλα μεταβάλλουν πρώτα το χρώμα τους και έπειτα το δέντρο παράγει φρούτα με ακανόνιστη γεύση. Μετά από λίγα χρόνια, πολλά από μολυσμένα δέντρα πεθαίνουν.

Η πείρα από άλλες χώρες ανησύχησε ακόμη περισσότερο τους Αμερικανούς γεωπόνους και βιολόγους, οι οποίοι γνώριζαν πόσο γρήγορα εξαπλώνεται η ασθένεια. Επιβεβαιώθηκαν με τον χειρότερο τρόπο: Η παραγωγή πορτοκαλιών στην Πολιτεία έχει βυθιστεί κατά περίπου 70% από το 2005. Όπως σημειώνει το Spiegel, εάν η ασθένεια συνεχίσει να εξαπλώνεται με αυτούς τους ρυθμούς, τότε στην Φλόριντα δεν θα παράγονται καθόλου πορτοκάλια, ενταφιάζοντας την κυριότερη οικονομική της βάση.

Οι παραγωγοί πορτοκαλιών κήρυξαν πόλεμο στην ασθένεια, έχοντας σαν σύμμαχο το βιομηχανικό «βαρύ πυροβολικό», την Southern Gardens Citrus. Πρόκειται για έναν βιομηχανικό γίγαντα που παράγει χυμό πορτοκαλιού για ιδιαίτερα κερδοφόρες μάρκες όπως η Tropicana και η Minute Maid. Οι εργαζόμενοι έκοβαν τα μολυσμένα δένδρα και άρχισαν να ψεκάζουν δύο φορές συχνότερα από το σύνηθες. Εμβολίασαν επίσης τα δέντρα με επιπλέον θρεπτικά συστατικά και διεξήγαγαν τεστ με αντιβιοτικά.

Αλλά χωρίς ουσιαστικό αποτέλεσμα.

Μέχρι που ένας από τους βιολόγους των ομοσπονδιακών υπηρεσιών γεωργίας ο οποίος τεκμηρίωσε την εμφάνιση της ασθενείας στη Φλόριντα το 2005 και νυν εργαζόμενος Southern Gardens Citrus, ο Μάικλ Ίρι, άκουσε για πρώτη φορά για τους εργαστηριακά σχεδιασμένους ιούς.

Η δημιουργία προσαρμοσμένων βιολογικών «βοηθών» είναι μία από τις μεγαλύτερες υποσχέσεις της συνθετικής βιολογίας. Οι επιστήμονες ονειρεύονται ότι μια μέρα θα είναι σε θέση να κατασκευάσουν ιούς ή βακτήρια τα οποία θα λειτουργούν σαν μια υπηρεσία μοριακής «διανομής»: Οι ιοί θα μεταφέρουν το γενετικό τους υλικό στα κύτταρα των φυτών, των ζώων ή ακόμη και των ανθρώπων, όπου θα εκτελούν την αποστολή τους, δηλαδή την ενίσχυση της παραγωγής ορισμένων πρωτεϊνών ή την διαχείριση της γενετικής δομής του κυττάρου.

Οι υποσχέσεις της εν λόγω τεχνολογίας για τη γεωργία είναι τεράστιες. Οι φυτικοί ιοί που δεν αποτελούν κίνδυνο για τον άνθρωπο θα μπορούσαν να προστατεύσουν τους ελαιώνες και τις φυτείες πορτοκαλιών από ασθένειες ή να λειτουργήσουν ως ασπίδες για καλλιέργειες όπως του καλαμποκιού και του ρυζιού από τις επιπτώσεις της ξηρασίας ή των έντονων βροχοπτώσεων. Επίσης, θα μπορούσαν να αναπτυχθούν γρήγορα. Οι ιοί θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους αγρότες να προετοιμάσουν τις καλλιέργειές τους για πιθανές απειλές ήδη από τη φάση της βλάστησης και οι άνθρωποι θα μπορούσαν να πάρουν το «πάνω χέρι» στη φύση πιο γρήγορα από ποτέ.

Έτσι, στη Φλόριντα, η Southern Gardens Citrus άρχισε να δουλεύει πάνω σε αυτούς του υπερ-ιούς μαζί με άλλους επιστήμονες. Στην Ευρώπη, μια ένωση 17 ερευνητικών ιδρυμάτων και εταιρειών λαμβάνει περισσότερα από 3 εκατομμύρια ευρώ από την ΕΕ για να μελετήσει τις δυνατότητες τέτοιων ιών στη γεωργική βιομηχανία.

Κάποιοι επιστήμονες στις ΗΠΑ έκαναν ακόμη ένα βήμα παραπέρα: Αναπαράγουν αφίδες (σσ. η γενική ονομασία για τα παρασιτικά έντομα) και κικαδελίδες (σσ. μέρος της οικογένειας των παρασιτικών εντόμων στα οποία περιλαμβάνονται και είδη ακρίδας) ειδικά για να μεταδώσουν αυτούς τους ιούς – «βοηθού» σε φυτά. Το πρόγραμμα, το οποίο χρηματοδοτείται από την Υπηρεσία Έρευνας Προηγµένων Προγραµµάτων  (DARPA) της κυβέρνησης των ΗΠΑ, φέρει τον μάλλον «χολιγουντιανό» τίτλο  ονομάζεται «Συμμαχία εντόμων».

Αλλά υπάρχουν φόβοι ότι αυτοί οι «σύμμαχοι» θα μπορούσαν να μετατραπούν σε ανεπιθύμητους εχθρούς. Οι ειδικοί ανησυχούν ότι οι αυτοί οι εργαστηριακοί ιοί θα μπορούσαν να μεταδοθούν σε άλλα είδη φυτών – τα οποία δεν νοσούν –  και να αρχίσουν να εξαπλώνονται ανεξέλεγκτα. Κάποιοι επιστήμονες μάλιστα εξέδωσαν και μια προειδοποίηση ειδικά για το πρόγραμμα DARPA, ότι αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να πέσει σε λάθος χέρια και να μετατραπεί σε ένα επικίνδυνο βιολογικό όπλο.

Ωστόσο, στην πόλη Κλιούιστον της Φλόριντα ήδη αναπτύσσεται ένα μοναδικό είδος πορτοκαλιάς, «μολυσμένης» από τον εργαστηριακό ιό – όπλο, με τον Ίρι να δηλώνει στο γερμανικό περιοδικό ότι τα δέντρα αυτά αντιπροσωπεύουν τη μεγαλύτερη ελπίδα του. Σε αυτά τα εργαστήρια, τα οποία φυλάσσονται με επίπεδα ασφαλείας ανάλογα των εργαστηρίων παρασκευής βιολογικών όπλων, ο Ιρί συνεργάζεται με επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Φλόριντα. Οι πανεπιστημιακοί ερευνητές κλωνοποίησαν έναν ιό που ονομάζεται tristeza citrus, ο οποίος υπάρχει σε όλες σχεδόν τα πορτοκαλιές στη Φλόριντα, αλλά είναι αβλαβής. Ταυτόχρονα, ο Ίρι πειραματίζεται με γονίδια που παράγουν αντιμικροβιακές πρωτεΐνες στο φυτό του σπανακιού, αποκαλούμενα «αμυντικά». Αυτές οι πρωτεΐνες, οι οποίες υπερασπίζουν τους ξενιστές τους από τις απειλές, κατάφεραν να σταματήσουν, πειραματικά, τα άκρως επικίνδυνα βακτήρια Huanglongbing, εμβολίζοντάς τα.

Υποσχόμενα πειράματα

Οι επιστήμονες συνένωσαν τον ιό με το γονιδιακό υλικό, δημιουργώντας ένα «όπλο» έτοιμο να προστατεύσει τις καλλιέργειες των εσπεριδοειδών.

Τα δέντρα μεταφέρουν υδατάνθρακες μέσω του φλοιώματος, ενός ιστού που βρίσκεται στο εσωτερικό του στρώματος του φλοιού. Για να μολύνει τα δέντρα με τον εργαστηριακό ιό, η ομάδα του Ίρι χάραξε τον φλοιό κάθε δέντρου στο εργαστήριο – θερμοκήπιο και εισήγαγε φυτική ύλη που είχε υποστεί επεξεργασία με τον ιό. Ο ιός εξαπλώθηκε μέσω του φλοιώματος και βρήκε τον δρόμο του μέσα από τα κύτταρα του δέντρου, προς τη ρίζα και προς τα φύλλα. Τα κύτταρα του δέντρου μπόρεσαν να «διαβάσουν» τις πληροφορίες που μετέφερε το γονίδιο του σπανακιού και να κατασκευάσουν defensin (σσ. αντιμικροβιακά πεπτίδια με δράση κατά διαφόρων παθογόνων μικροοργανισμών), τα οποία ακολούθησαν με τη σειρά τους την ίδια πορεία εξάπλωσης μέσω του φλοιώματος. Ουσιαστικά το δέντρο παράγει το φάρμακό του, χωρίς να έχουν εμπλακεί τα δικά του γονίδια.

Η εταιρεία δεν έχει ακόμη δημοσιεύσει κανένα από τα αποτελέσματά της. Ο Ίρι λέει ότι ο ιός δεν σκοτώνει όλα τα βακτηρίδια, αλλά τα πειράματα είναι πολλά υποσχόμενα μέχρι στιγμής. Έτσι, η Southern Gardens Citrus έχει υποβάλει αίτηση στην USDA για άδεια να αναπτύξει τον εργαστηριακό ιό σε μια περιοχή που θα δεσμεύσει ειδικά γι’ αυτό το σκοπό. Αν τελικά εγκριθεί το αίτημα, θα πρόκειται για τη μεγαλύτερη μελέτη γενετικά τροποποιημένων φυτικών ιών επί πραγματικού πεδίου, που έχει «τρέξει» ποτέ.

Ο Ίρι υποστηρίζει ότι οι εργαστηριακοί ιοί είναι «απροβλημάτιστοι» από οικολογικής πλευράς, και ότι, αντίθετα, βοηθούν και στην προστασία του περιβάλλοντος μειώνοντας την ποσότητα των φυτοφαρμάκων για την καταπολέμηση της ασθένειας Huanglongbing. Θεωρεί επίσης, ότι ο κίνδυνος να εξαπλωθεί σε άλλα φυτά είναι «μηδαμινός».

Ο εξελικτικός βιολόγος Γκάι Ριβς από το Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ παρακολουθεί την έρευνα με γενετικά τροποποιημένους ιούς εδώ και αρκετά χρόνια. Ο ίδιος, σύμφωνα με το δημοσίευμα, δεν είναι το είδος του επιστήμονα που ζητά απερίσκεπτα απαγορεύσεις, προτιμώντας να σταθμίζει προσεκτικά τα πιθανά οφέλη. Η ετυμηγορία του: Φυσικά υπάρχουν κίνδυνοι, όπως η πιθανότητα, ένας κλώνος του ιού από το εργαστήριο να μεταλλαχθεί ή να αλληλεπιδράσει με έναν φυσικό ιό και να μεταφερθεί από τα έντομα. «Ωστόσο, υπό αυστηρή εποπτεία, ο κίνδυνος μπορεί να είναι διαχειρίσιμος» προσθέτει. Ανησυχεί πάντως ότι αν δοθεί τελικά άδεια στην εταιρεία, θα δημιουργηθεί επικίνδυνο προηγούμενο για άλλα ανάλογα μελλοντικά αιτήματα.

Βιοτεχνολογικοί στρατιώτες

Πράγματι, οι ερευνητές έχουν ήδη αρχίσει να ψάχνουν τρόπους για την αποτελεσματικότερη μεταφορά των ιών σε φυτά. Περίπου δώδεκα πανεπιστήμια συμμετέχουν στο πρόγραμμα της «Συμμαχίας εντόμων» και η DARPA έχει διαθέσει 27 εκατομμύρια δολάρια για το έργο. Οι επιστήμονες ελπίζουν να επιτύχουν το στόχο τους μέχρι το 2021: Σμήνη εντόμων που μεταδίδουν εργαστηριακούς ιούς από φυτά σε φυτά χωρίς να χρειάζεται ανθρώπινη παρέμβαση. Ένας είδος εξάποδων βιοτεχνολογικών «στρατιωτών».

Η DARPA δηλώνει ότι η εστιάζει κυρίως στην «επισιτιστική ασφάλεια» των ΗΠΑ και ότι η χώρα πρέπει να είναι έτοιμη στην περίπτωση εισαγώμενων παρασίτων και ακραίων καιρικών συνθηκών. Υπάρχουν ήδη ποικιλίες καλαμποκιού που μπορούν να αντέξουν σε εκτεταμένες περιόδους μικρής βροχόπτωσης, αλλά οι αποδόσεις τείνουν να είναι χαμηλές. Τα έντομα, όμως, όπως υποστηρίζουν οι επιστήμονες του προγράμματος, μεταφέρουν το γονίδιο της ξηρασίας μόνο όταν χρειάζεται, εξασφαλίζοντας, για παράδειγμα, ότι τα φυτά του καλαμποκιού κλείνουν τους πόρους τους στην επιφάνεια του φύλλου για να μειώσουν την απώλεια νερού.

Το θέμα είναι ότι η υπόθεση ξεφεύγει από το να αντιμετωπιστεί η ασθένεια που καταστρέφει τις πορτοκαλιές στη Φλόριντα. Ετσι, επιστημονικές ομάδες του προγράμματος εργάζονται επίσης σε ιούς που μπορούν να αλλάξουν τα γονίδια των φυτών με την μέθοδο γνωστή ως CRISPR (σσ: μέθοδος με την οποία οι επιστήμονες μπορούν να επεμβαίνουν άμεσα στο DNA και να διορθώνουν, αφαιρούν ή απενεργοποιούν συγκεκριμένα γονίδια). Αυτό θα μπορούσε να έχει ακούσιες συνέπειες αν οι ιοί, σε αντίθεση με τις προθέσεις των επιστημόνων, χειραγωγούν τα φυτά με τέτοιο τρόπο ώστε να δημιουργούν γενετικά τροποποιημένους σπόρους. Θα μπορούσαν επίσης, θεωρητικά, να εξαπλωθούν σε άλλα είδη φυτών. Όλα αυτά εγείρουν το ερώτημα, εάν ένα τόσο ισχυρό γενετικό εργαλείο πρέπει να αφεθεί στα χέρια – ή μάλλον στα πόδια – ενός παρασιτικού εντόμου.

Θεωρητικά το πρόγραμμα DARPA περιλαμβάνει μια σειρά μέτρων ασφαλείας που έχουν σχεδιαστεί για να αποτρέπουν την εξάπλωση των ιών. Επειδή δεν πρέπει να είναι αδιακρίτως μεταδοτικοί, οι αφίδες δεν θα μπορούν να αναπαραχθούν και θα πεθαίνουν λίγο μετά την παράδοση του ιού στο σωστό μέρος, μαζί με το επικίνδυνο φορτίο τους.

Υψηλό ρίσκο

Αλλά ο Ριβς θωρεί ότι αυτά τα μέτρα είναι μόνο μια ψευδαίσθηση ασφάλειας. Η προτεραιότητα, λέει, θα πρέπει να είναι ο έλεγχος της εξάπλωσης του ιού, όχι των εντόμων. «Εάν ταχυδρομήσω ουράνιο, κανείς δεν θα μπορούσε να ηρεμήσει από το πόσο χοντροί θα είναι οι φάκελοι». Σε άρθρο του επιστημονικού περιοδικού Science, ο ίδιος και τέσσερις ακόμη συν-συγγραφείς προειδοποιούν ότι αυτή η τεχνολογία, ακόμη και σε πρωτόγονη μορφή, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βιολογικό όπλο, με έντομα που θα αναπτυχθούν για να επιτεθούν σε καλλιέργειες καλαμποκιού, ρυζιού και σιταριού.

Διακυβεύεται, τελικά, ένα πιο θεμελιώδες θέμα: Πόσο βίαια θα έπρεπε οι άνθρωποι να παρεμβαίνουν στον γενετικό κώδικα της φύσης; Πόσο έντονα πρέπει να αλλάξουμε τα φυτά και τα ζώα για να ανταποκριθούμε στις ανάγκες μας;

Οι απαντήσεις δεν είναι τόσο προφανείς όσο φαίνονται. Το 2014, ένας πιθανός φορέας της νόσου Huanglongbing ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά στην Πορτογαλία και την Ισπανία. Ήταν ένα φτερωτό έντομο με την ονομασία Trioza erytreae. Μέχρι στιγμής, η παρουσία αυτού του βακτηριακού παθογόνου που μπορεί να φέρει το έντομο δεν έχει τεκμηριωθεί στην Ευρώπη. Αλλά σε έναν κόσμο όπου 10 εκατομμύρια άνθρωποι επιβιβάζονται καθημερινά σε αεροπλάνα και περίπου 2 εκατομμύρια εμπορευματοκιβώτια αποστέλλονται στο εξωτερικό, η ανεπιθύμητη άφιξή του φαίνεται αναπόφευκτη. Στην πραγματικότητα, δεν τίθεται το ερώτημα εάν οι πορτοκαλεώνες της Ευρώπης θα μολυνθούν από Huanglongbing. Το ερώτημα είναι, πότε.

Και όταν συμβεί αυτό, το αμέσως επόμενο μεγάλο ερώτημα θα είναι, αν οι εξάποδοι βιοτεχνολογικοί «στρατιώτες» θα είναι έτοιμοι να ριχτούν στη μάχη, χωρίς να «αποφασίσουν» να «στασιάσουν»…

http://sioualtec.blogspot.com/