Vědci už vymysleli, jak vyhubit komáry na celé planetě. Ale chceme to?

Článek si také můžete poslechnout v audioverzi.

Dvě miliardy a 200 milionů. Tolik případů malárie eviduje lidstvo pouze od začátku 21. století. V podstatě to znamená, že každý čtvrtý obyvatel planety má s jednou z nejznámějších infekčních chorob zkušenost. Zjednodušení samozřejmě není úplně přesné, jelikož ignoruje možnost znovunakažení, nicméně ukazuje, o jak velký problém pro světovou populaci jde.

Nebo jinak: za stejné období nemoc zabila téměř 13 milionů lidí, zejména pak malých dětí do pěti let věku. Každý rok je to více než půl milionu, poslední dostupná data Světová zdravotnická organizace zveřejnila za rok 2023, kdy ve smutné statistice eviduje 597 tisíc smrtelných případů.

Malárii – italsky doslova špatný vzduch – způsobují prvoci z rodu plasmodium, česky někdy zimničky, které mezi lidmi i jinými živočichy přenáší komáři rodu anopheles.

K léčení malárie se nejčastěji používají antimalarika na bázi chininu, ovšem často se nemoc nepodaří vyléčit zcela, a ta se tak může vracet dokonce i po letech. Zázračná není ani vakcína, která sice od své distribuce celkový počet případů snížila, přesto dosahuje účinnosti jen přibližně mezi 30 a 40 procenty.

Obecně přijímaný postup boje proti zákeřné chorobě, která napadá červené krvinky a projevuje se velmi silnými horečkami, je tedy zaměřit se na přenašeče. Pomocí insekticidů se tak hubí komáři.

Tým z Harvardovy univerzity však nyní ve studii publikované v přírodovědeckém časopise Nature navrhl dosavadní přístup obrátit. Objevil dvojici léků, které mohou hmyz úspěšně zbavit malárie, když se vstřebají přes jeho nohy. Dlouhodobým cílem je natírat tímto léčivým koktejlem ochranné sítě na lůžko.

Spaní pod moskytiérou je jedním z nejúspěšnějších způsobů prevence malárie, protože komáří samičky šířící malárii sají krev hlavně v noci. Sítě jsou jednak fyzickou bariérou, jednak obsahují insekticidy, které zabíjejí komáry, kteří na nich přistanou. Různé studie ovšem ukazují, že postupem času v nejzasaženějších oblastech světa roste u komárů vůči insekticidům rezistence, a chemikálie tak hmyz nezabíjejí tak účinně jako dříve.

„Ve skutečnosti jsme se předtím nesnažili přímo zabíjet parazity v komárech a zabíjeli jsme pouze komára,“ říká Alexandra Probstová, členka výzkumného týmu na Harvardu. „Tento přístup nicméně již nestačí.“

S dalšími kolegy z jedné z nejprestižnějších světových univerzit analyzovala DNA prvoků, aby našla možná slabá místa při infikování komárů. Vědci testovali různé známé léky, když samičkám komárů podávali krevní potravu kontaminovanou malárií. Dva z léků testovaných na materiálu podobnému tomu užívanému v moskytiérách zabily 100 % parazitů.

„I když tento komár přežije kontakt s lůžkovou sítí, parazité uvnitř jsou usmrceni, a tak hmyz již malárii nepřenáší,“ doplňuje Probstová, která svůj výzkum považuje za „opravdu vzrušující“. Nový přístup by totiž mohl vyloučit celou problematiku rezistence. „Možnost, že se parazit malárie stane proti lékům rezistentní, je méně pravděpodobná, jelikož v každém nakaženém člověku jsou jich miliardy, zatímco v každém komárovi jen méně než pět,“ vysvětluje.

Vědci v tuto chvíli začínají vyrábět první prototypy podobné lůžkovým sítím, které chtějí během příštích let začít testovat v Etiopii. Rozsah plošné účinnosti bude vyžadovat další výzkum, zjištění by však mohlo celou debatu o prevenci malárie posunout úplně novým směrem.

Ve veřejném prostoru se různé návrhy, jak nemoc vymýtit, objevují již velmi dlouho. Doteď všechny přístupy spíš než na prvoky cílily na komáry. Až v posledních měsících se realisticky zvedla i možnost genetickými úpravami vyhubit celou tuto čeleď, která doslova i obrazně saje krev lidem a všem teplokrevným živočichům.

Přiznejme si to – kdo na to už někdy nepomyslel.

Kromě přenosu smrtelných chorob – vedle malárie třeba i horečky dengue nebo západonilského viru – jsou komáři svým neustálým bzučením a štípáním zkrátka otravní. A utéct před nimi v podstatě nejde – z trvale obydlených částí pevniny komáři nežijí pouze na Islandu. Kdybychom je tedy mohli zcela vymazat z povrchu zemského, udělali bychom to?

To už není hypotetická otázka. V posledních letech vědci vyvinuli výkonné genetické nástroje, které by mohly být schopny komáry a další škůdce jednou provždy vyhubit. Otázka položená nejen přírodovědcům, ale i filozofům bioetiky tak spíš zní: je správné to udělat?

Někteří lékaři a vědci - poměrně pochopitelně zejména ti z nejpostiženějších oblastí -tvrdí, že nastal čas tento mimořádný krok učinit. „V souvislosti s malárií je v sázce tolik životů, že se chceme ujistit, že by tato technologie mohla být použita v blízké budoucnosti,“ uvedl pro deník Washington Post Alekos Simoni, molekulární biolog z projektu Target Malaria, jehož cílem je zaměřit se na komáry přenašeče v subsaharské Africe. V rozhovoru pro americký list zároveň velmi otevřeně přiznal, že program reálně uvažuje hypotézu testovanou pouze v laboratořích přenést do reality. První geneticky modifikované komáry by vědci rádi do přírody nasadili během příštích pěti let. To, o čem se dřív jen mluvilo, prý není vypadá reálně.

Aby to nebylo zavádějící: ve volné přírodě - zejména v Africe, kde je boj s malárií nejútrpnější, ale i v latinské Americe nebo jihovýchodní Asii – již žije celá řada geneticky modifikovaných komárů, kteří mají populaci omezovat tím, že jejich potomci se nedožijí dospělosti. Ti, o nichž Simoni mluví, by však měli být jiní: jejich genetická modifikace by obsahovala tzv. genový pohon – a v podstatě by tak popírala zákony přírody.

Běžná pravidla dědičnosti známá v celé přírodní říši včetně lidí totiž velí, že rodič má šanci 50:50, že určitou genovou informaci předá svému potomkovi. Genovým pohonem ovšem vědci v tomto hodu mincí značně švindlují. Jak?

Odborně řečeno: Metoda používá molekulární nůžky známé pod označením CRISPR. Samci komárů jsou upraveni tak, aby nesli genový pohon, který se skládá z instrukcí pro výrobu enzymu Cas9 stříhajícího DNA a RNA, která navádí enzym ke genu, který má být vystřižen. Když se upravený sameček spáří s neupravenou samicí, Cas9 odstřihne gen zvaný doublesex uvnitř oplozeného vajíčka. Když se vajíčko snaží řez opravit, genový disk z genu doublesex otce se vloží přes kopii genu zděděnou po matce. Potomek tak získá dvě kopie genu místo jedné.

Zjednodušeně se díky genovému pohonu dostane upravený gen do vajíček a spermií, což zajišťuje, že bude předán dál.

Důležitý je nicméně výsledek: modifikace způsobující brzkou smrt potomků již není předána v polovině případů, nýbrž 96 procentům samčích potomků a více než 99 procentům samičích potomků.

A zatímco klasická darwinovská teorie tvrdí, že každý živý organismus je nastaven tak, aby svou DNA přizpůsoboval nové situaci a prostředí, tato úprava by mohla s velkou pravděpodobností způsobit, že se určitá vlastnost rozšíří v celé populaci druhu, i když tento gen není pro organismus přínosem.

Vymírání by tak postupovalo geometrickou řadou. Ukazuje to i řada experimentů, které vědci na komárech s genovými pohony již vyzkoušeli – například ve studii publikované v časopise Nature v roce 2021.

Do velkých klecí s přibližně 570 komáry vědci přidali asi 70 samců nesoucích genový pohon. Jak se genový pohon šířil, stále více samic se stávalo neplodnými a produkce vajíček klesala, až se v jistý moment – v jednom případě za 245, ve druhém za 311 dní – zhroutila (na grafu níže to znázorňuje modrá a červená linie). Naopak stejný vzorek s pozměněným genem, ale bez genového pohonu, se rozmnožoval kontrolovaně.

„To byl první důkaz, že genový pohon může fungovat v téměř reálných podmínkách,“ řekla Ruth Müllerová, jedna z vedoucích autorů studie pro americký vědecký měsíčník Science News. Podle jejích slov z roku 2021 se však o pohonech musíme ještě hodně naučit, zejména to, jaký dopad budou mít na ostatní tvory v životním prostředí.

Vědci upozorňují, že ani o čtyři roky později zatím na definitivní odpovědi nepřišli. Nicméně třeba Evropský parlament již vzhledem k možnosti nevratné změny ekosystémů řekl využívání genových pohonů ne.

Celá oblast biodiverzity se totiž řídí tzv. nýtovou teorií. Ekosystém vědci popisují jako letadlo držící pohromadě díky množství nýtů, tedy díky jednotlivým druhům organismů. Není jisté, co přesně se stane při odstranění toho kterého nýtu – organismu – a kdy se celý systém rozpadne.

Nevíme to ani u komárů – jak by se příroda chovala, kdyby poměrně náhle zmizeli? Vědci pouze hádají: mezi potenciální rizika řadí celou řadu možných konečných důsledků: snížení počtu opylovačů, alergické reakce na kousnutí komárů nesoucích jedinou kopii genového disku, či na ryby, které se živí pozměněnými larvami komárů, nebo zhoršení kvality vody v důsledku úhynu velkého množství komářích larev.

Jeden z prognostických scénářů dokonce tvrdí, že se zvýší i počet případů malárie, a to pokud se například v oblastech, kde genový pohon zničí méně obtížné komáry, usadí potenciálně odolnější druhy komárů, které budou nemoc šířit lépe.

Jiné teorie však hovoří o pravém opaku – že opylovačů díky menšímu užívání insekticidů naopak přibyde a že jsou vědci schopní se zaměřit pouze na jednotky ze všech více než tří tisíc druhů z čeledi komárovitých. To by možné negativní dopady eliminovalo.

„Některé otázky zkrátka nebudou skutečně zodpovězeny, dokud nebude genový pohon uvolněn,“ věří Müllerová. „Vědci mohou experimentovat a simulovat, co by se mohlo stát, ale v určitém okamžiku je třeba říci: Nevíme všechno. Nemůžeme vědět všechno,“ doplňuje vědkyně s tím, že studie zatím ukazují spíše na možné pozitivní dopady – primárně na lidské zdraví, druhotně pak i na ekonomiku.

Nicméně zbývá další otázka – etická. Nemá každý druh právo na existenci?

Odpovědět se letos pokusilo Hastingsovo centrum pro bioetiku, výzkumný institut v New Yorku, a Arizonská státní univerzita. Oba ústavy daly dohromady skupinu bioetiků, kteří nad touto otázkou diskutovali. K závěru došli v dokumentu z poloviny května: „Záměrné úplné vyhynutí může být občas přijatelné, ale jen velmi zřídka,“ píšou.

Člověk byl svému okolí nebezpečný vždy – historicky je největším vybíječem druhů. V místech ovlivněných člověkem je rozmanitost v průměru o pětinu nižší než v lokalitách, kde je lidská činnost menší, jak zjistila nedávná rozsáhlá studie. Podle expertů je přitom ztráta biodiverzity jednou z největších výzev, kterým dlouhodobě čelíme.

Moderní vyhlazování ale už nemusí vést přes harpuny nebo invazivní zemědělství. Jsme schopní ho zahájit v laboratoři.

Kdo je tedy na ráně? Panel bioetiků zmíněný výše jako nejpřesvědčivějšího kandidáta na úplné vymýcení jmenoval druh mouchy žijící na Americkém kontinentu. Jeho český název hovoří za vše. Bzučivka lidožravá (ochliomyia hominivorax). Tento parazit, který klade vajíčka do otevřených ran a jehož larvy se živí živým masem lidí i hospodářských zvířat, zřejmě nehraje v ekosystémech velkou roli. Infekce jsou obtížně léčitelné a mohou vést k pomalé a bolestivé smrti.

Co bioetici naopak nedoporučují, je další často diskutovaný návrh, který chce pomocí genových pohonů hubit invazivní hlodavce na odlehlých ostrovech zejména v Pacifiku. Decimují tam totiž endemické druhy ptáků. Nicméně šance, že jedinec takto upravené krysy přeskočí na nějakou loď a následně na jinou pevninu, je podle nich nenulová, a riziko je tak zkrátka příliš velké.

Vraťme se ovšem k samotným komárům. U nich je otázka asi nejpalčivější, jelikož jde o lidem nejnebezpečnější živočichy na planetě. Všechny nemoci, které tento dvoukřídlý hmyz přenáší, ročně podle různých odhadů zabijí asi 720 000 lidí. Mimochodem na druhé příčce jsou v tomto žebříčku sami lidé – válečné konflikty a trestná činnost si každoročně vyžádají přes půl milionu obětí.

Panel vyhlazení komárů nedoporučuje. Mnohem prospěšnějším opatřením je podle něj zlepšení hygieny a zdravotnické péče v rizikových oblastech. Autoři dokumentu rovněž věří, že genetici by měli být schopní pomocí editace genů, vakcín a dalších nástrojů zasáhnout nikoliv samotného komára, ale skutečného původce - jednobuněčného parazita plasmodium.

Jejich práce vyšla pouhý týden před publikací studie vědců z Harvardu, která přesně tuto možnost posouvá reálným směrem. Zbavit se malárie jednou provždy bude ještě nějakou dobu trvat, ať tím, či oním způsobem, nicméně se snad dostáváme na správnou cestu. Z bioetického hlediska se každopádně zdá být méně riskantní se zároveň s nemocí nezbavovat i komárů. I když tak stále zůstane u bzučení a štípání.