Các nhà nghiên cứu sử dụng muỗi giao phối để phát tán nấm chống sốt rét

Các nhà nghiên cứu sử dụng muỗi giao phối để phát tán nấm chống sốt rét, mở ra một hướng đi đầy triển vọng trong cuộc chiến chống lại căn bệnh nguy hiểm này. Bằng cách khai thác tập tính sinh sản tự nhiên của muỗi, phương pháp mới giúp lây lan nấm ký sinh có khả năng tiêu diệt ký sinh trùng sốt rét. Đây không chỉ là bước tiến đột phá trong lĩnh vực y học mà còn mang lại hy vọng lớn lao cho hàng triệu người đang sống ở vùng dịch. 

Giới thiệu và bối cảnh

Một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Scientific Reports đã giới thiệu phương pháp mới nhằm kiểm soát muỗi truyền bệnh sốt rét, sử dụng nấm biến đổi gen có khả năng tiêu diệt muỗi thông qua đường giao phối.

Nghiên cứu này được thực hiện bởi nhóm nhà khoa học tại Burkina Faso và Hoa Kỳ, nhằm đánh giá hiệu quả truyền nhiễm, độc lực và tỷ lệ tử vong do các loại nấm này gây ra trong điều kiện bán thực địa. Đồng thời, nghiên cứu cũng giải quyết các thách thức liên quan đến việc cải thiện công cụ kiểm soát vật trung gian truyền bệnh hiện có. Nhóm nghiên cứu đã nhận được sự chấp thuận từ Cơ quan An toàn Sinh học Quốc gia Burkina Faso và các cơ quan quản lý khác, đảm bảo tuân thủ các hướng dẫn về an toàn sinh học.

Năm 2022, sốt rét ảnh hưởng đến khoảng 249 triệu người, dẫn đến 608.000 ca tử vong, trong đó 80% là trẻ em dưới 5 tuổi. Điều này nhấn mạnh sự cấp thiết của các chiến lược kiểm soát dịch bệnh trên toàn cầu.

Bệnh sốt rét vẫn là một thách thức lớn đối với sức khỏe toàn cầu, đặc biệt ở các quốc gia nhiệt đới và cận nhiệt đới. Các phương pháp truyền thống như màn tẩm thuốc diệt côn trùng và phun thuốc trong nhà chỉ có hiệu quả với muỗi sống trong nhà, nhưng lại không thể kiểm soát được các loài muỗi thích sống ngoài trời. Những loài muỗi này có hành vi đa dạng, khiến chúng khó bị quản lý bằng các phương pháp hiện tại.

Các phương pháp sinh học sáng tạo, chẳng hạn như sử dụng nấm gây bệnh (entomopathogenic fungi), đã và đang được nghiên cứu rộng rãi. Tuy nhiên, các loại nấm này thường có hiệu quả hạn chế do tỷ lệ lây truyền thấp. Việc chỉnh sửa gen để nấm sản xuất độc tố gây chết côn trùng đã cải thiện đáng kể tác động của chúng ngay cả với liều lượng nhỏ, nhưng lây truyền qua đường giao phối vẫn gặp nhiều khó khăn. Nghiên cứu chỉ ra rằng một bào tử nấm biến đổi gen có thể tiêu diệt muỗi, làm giảm đáng kể nhu cầu sử dụng liều cao như với nấm hoang dã.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này đánh giá khả năng nấm biến đổi gen tiêu diệt muỗi thông qua giao phối, gây tử vong đáng kể ở quần thể muỗi trong nhà và ngoài trời. Hai chủng nấm, gồm chủng hoang dã và chủng biến đổi gen sản xuất độc tố nọc côn trùng, được sử dụng để lây nhiễm cho muỗi đực. Nghiên cứu được thực hiện trong phòng thí nghiệm và môi trường bán thực địa để mô phỏng điều kiện tự nhiên.

Các con muỗi cái Anopheles coluzzii, được nuôi từ ấu trùng tại khu vực kháng thuốc diệt côn trùng, được phơi nhiễm với bào tử nấm thông qua giao phối với muỗi đực đã được xử lý nấm. Sau đó, nhóm nghiên cứu đo lường tỷ lệ lây truyền nấm, số lượng bào tử chuyển giao và tỷ lệ tử vong của muỗi cái.

Kết quả cho thấy muỗi cái không bị nhiễm nấm qua tiếp xúc với bề mặt mà muỗi đực đã nghỉ ngơi, khẳng định rằng giao phối trực tiếp là con đường lây truyền chính. Ngoài ra, tỷ lệ giao phối và tỷ lệ tử vong của muỗi cái thay đổi theo chủng nấm, thời gian sau khi muỗi đực được xử lý và các yếu tố môi trường như thời điểm hoàng hôn, ảnh hưởng đến số lượng cặp giao phối.

Kết quả và phát hiện chính

Nấm biến đổi gen tỏ ra hiệu quả hơn đáng kể so với nấm hoang dã trong việc gây tử vong cho muỗi cái thông qua giao phối. Tỷ lệ tử vong ở muỗi cái giao phối với muỗi đực xử lý nấm biến đổi gen đạt 89,33% trong vòng hai tuần, cao hơn đáng kể so với 68% ở muỗi cái giao phối với muỗi đực xử lý nấm hoang dã.

Hiệu quả truyền nhiễm của nấm giảm dần sau 48 giờ do các triệu chứng ở muỗi đực làm giảm khả năng lây truyền. Kết quả này nhấn mạnh rằng giao phối trực tiếp là phương thức lây truyền chính và cho thấy sự kết hợp giữa nấm biến đổi gen với các chiến lược kiểm soát muỗi khác, như Kỹ thuật Côn trùng Vô sinh (SIT) và phương pháp dựa trên Wolbachia, có thể mang lại hiệu quả cao hơn.

Kết luận và ứng dụng thực tiễn

Các nhà nghiên cứu sử dụng muỗi giao phối để phát tán nấm chống sốt rét khẳng định tiềm năng của nấm biến đổi gen trong việc kiểm soát quần thể muỗi truyền bệnh sốt rét. Phương pháp này không chỉ giải quyết được những hạn chế của các biện pháp truyền thống mà còn có thể kết hợp hiệu quả với các chiến lược kiểm soát khác. Tuy nhiên, để triển khai trên quy mô lớn, cần nghiên cứu thêm về khả năng duy trì hiệu quả của nấm trong thời gian dài và tác động của môi trường đến tỷ lệ giao phối.