حشرات تغییر یافته ژنتیکی, آماده پرواز؟

وقتی سخن از جانوران تغییر یافته ژنتیکی به میان می آید, تنها عده کمی ممکن است به فکر حشرات بیفتند. اما در عمل, دستکاری ژنتیکی این گروه از جانوران, موضوع بخش عمده ای از پژوهشهاست, با این منظور که در وضع بهداشت انسان و دام, و نیز تولید محصولات گیاهی بهبود حاصل شود.
دستکاری حشرات به منظور ناتوان ساختن آنها از انتقال بیماری, دستکاری در آفتهای گیاهان زراعی یا دشمنان طبیعی آنها با هدف کاهش جمعیت آفتها, و نیز دستکاری حشرات مفید (مانند زنبور عسل یا کرم ابریشم) با هدف تولید پروتئین های دارویی, از برجسته ترین نمونه های این گروه از پژوهشها به شمار میروند.
از سویی, این پژوهشها توجه زیادی را به سمت جنبه های ایمنی آن معطوف کرده است. یکی از تفاوتهای مهم این گروه تولیدات با سایر محصولات تغییر یافته ژنتیکی این است که حشرات با هدف زنده ماندن, تکثیر, و انتقال ژن هایشان به گونه های وحشی, به عمد در طبیعت رها خواهند شد. از آنجا که اکوسیستم ها توانایی سازگاری خود با تغییرات را دارند, پیش بینی نتایج این رها سازیها دشوار است. در کنار تغییرات پیش بینی شده, حشرات تغییر یافته ژنتیکی میتوانند باعث دگرگونی الگوهای جمعیتی و نیز روابط صید و صیادی, و یا انتقال ژن ها به گونه هایی شوند که مورد نظر پژوهشگران نبوده است.
"پیتر جنکینز", حقوقدان و تحلیلگر سیاسی مرکز ایمنی مواد غذایی در واشنگتن میگوید: "خطرات زیست محیطی رها سازی حشرات و ماهیها بسیار بالاست. مشکل اساسی در این نهفته که این گونه ها بعد از رهاسازی دیگر قابل کنترل نخواهند بود."
از سوی دیگر مزایای احتمالی این کار مورد توجه بسیاری از کشورهای پیشرفته و در حال توسعه قرار گرفته است, چرا که حشرات تاثیر چشمگیری بر بهداشت و کشاورزی میگذارند. "توماس میلر" استاد حشره شناسی دانشگاه ریورساید کالیفرنیا بر این باور است که حشرات تغییر یافته ژنتیکی کمک شایانی به رونق کشاورزی کایفرنیا خواهند کرد. وی توضیح میدهد: "مشکلاتی که ما از سوی حشرات داریم از اندازه بیرون است. برآوردها حاکی از این است که در کالیفرنیا هر 60 روز یک آفت جدید ظهور میکند. این یک تهدید جدی است, و به دلیل گسترش میزان حمل و نقل مواد رو به افزایش نیز هست. اکنون از ما توقع معجزه دارند, و برای این کار ناگزیر از بهره گیری از راهکارهای فناوری زیستی هستیم."
کرم سرخ غوزه پنبه (با نام علمی Pectinophora gossypiella) با خوردن گل پنبه یا سوراخ کردن غوزه و خوردن بذر, به این محصول خسارت میزند. میلر در صدد است گونه ای از کرم سرخ تغییر یافته ژنتیکی تولید کند که حامل ژنهای کشنده نتاج خود است. اگر همه چیز طبق پیش بینی جلو برود, از جمعیت این آفت و نیز خسارتی که میزند کاسته خواهد شد. به گفته میلر برآورد اقتصادی خسارت وارد شده بسیار آسان است, چرا که داده های فراوانی از تولید پنبه با یا بدون خسارت کرم غوزه پنبه در دست است.
قبل از آزمودن اثر این حشرات در مقیاس وسیع, میلر و همکارانش باید بدانند که حشرات تغییر یافته ژنتیکی چگونه در طبیعت پراکنده میشوند. برای این منظور آنها با وارد کردن ژنی از توتیا به این حشره, پراکندگی این حشره را مطالعه کردند. از آنجایی که ژن توتیا منجر به تولید نوعی پروتئین فلورسنت میشود, ردیابی ژن بیگانه در طبیعت میسر خواهد بود.
دو سال پیش, عمل رهاسازی در قفسهایی واقع در مرکز تحقیقاتی وزارت کشاورزی ایالات متحده در شهر فونیکس انجام شد. بناست که سال آینده عمل رهاسازی در یک مزرعه باز در شرق ایالت آریزونا انجام شود. با این آزمون گروه پژوهشی امیدوار است نحوه پراکندگی ژن مزبور در طبیعت را روشن کند. مرحله بعدی کار اخذ مجوز برای رهاسازی پروانه کرم سرخ غوزه پنبه حامل ژن کشنده نتاج است. میلر میگوید: "موافقین این پژوهش که عمدتا کشاورزان آن را تشکیل میدهند مایل هستند که این روش به عنوان مهمترین راه مهار کرم سرخ پنبه مورد استفاده واقع شود."
حشرات تغییر یافته ژنتیکی همچنین میتوانند به عنوان "کارخانه های" تولید مواد دارویی مورد استفاده واقع شوند. با روشی کمابیش مشابه آنچه از باکتری های تغییر یافته ژنتیکی انسولین انسانی بدست می آید, در ژاپن از کرم ابریشم تغییر یافته ژنتیکی برای تولید پروتئین های انسانی استفاده میشود. این نوع کرم ابریشم علاوه بر تولید ابریشم میتواند کولاژن (پروتئین لازم برای ترمیم زخمها) یا آلبومین (برای درمان کمخونی های شدید ناشی از خونریزی) نیز تولید کند. در حال حاضر این مواد از خونهای اهدا شده استحصال میشود.
"فلورین وورم", استاد زیست فناوری موسسه دولتی فناوری در لوزان سویس, میگوید: "در روشهای سنتی این پروتئین ها از بافت یا خون به دست می آید, که روشی بسیار کند و پر هزینه است, ضمن اینکه خطر انتقال بیماریها نیز وجود دارد." وورم مزیت کرم ابریشم را در توانایی آن برای تولید مقدار زیاد پروتئین و نیز کم خطرتر بودن آن میداند: "اگر من بین محصول بدست آمده از خون 1000 نفر انسان و مشابه آن از کرم ابریشم حق انتخاب داشته باشم, فکر کنم بدانم کدام را انتخاب میکنم. محصول به دست آمده از کرم ابریشم خالص تر بوده و خطر انتقال بیماریهای ویروسی یا انگلی نیز در آن وجود ندارد. مزایای چشمگیری در استفاده از این نوع جانداران وجود دارد."
تولید پروتئین از کرم ابریشم ظرف یک یا دو سال دیگر در آزمایشگاههای کوچک شروع میشود, و طی 10 تا 20 سال بعد به سطح تولید تجاری میرسد.
دستکاری ژنتیکی حشرات علاوه بر تولید مواد دارویی, میتواند ابزاری برای جلوگیری از انتشار بیماریهای انسانی و دامی نیز باشد. بیماریهایی که توسط عواملی نظیر پشه ها, مگس تسه تسه,  ساس, کنه, کک, شپش و حشرات دیگر منتقل میشود.
"راوی دورواسولا" استاد دانشکده پزشکی ییل, پژوهشی از این دست را سرپرستی میکند تا بتواند بیماریی را که توسط نوعی کنه منتقل میشود مهار کند. این بیماری در امریکای لاتین سالانه بیش از 50000 نفر قربانی میگیرد. عامل این بیماری نوعی پروتوزوا است که با گزیدن فرد آلوده به ساس مبتلا و سپس با گزیدن فرد سالم به وی منتقل میشود. گروه "دورواسولا" اقدام دستکاری ژنتیکی در بوعی باکتری کرده اند که معده ساس را میزبان نامناسبی برای پروتوزوا میکند و مانع انتقال بیماری میشود. با وجودی که دورواسولا نسبت به این روش مهار بیماری خوشبین است, معتقد است که مطالعات بسیاری برای کاربردی کردن این روش لازم است. این مطالعات بررسی مهاجرت ژنی را هم در بر میگیرد.
او میگوید: "مطالعه در آزمایشگاه یا گلخانه یک بخش مسئله است. اما رها سازی یک باکتری تغییر یافته ژنتیکی در طبیعت عملی بحث برانگیز است. اگر باکتری تغییر یافته ژنتیکی علاوه بر ساسها, حشراتی نظیر مگس خانگی و مورچه را آلوده کند که در زیستگاه انسانی یافت میشود, چه اتفاقی خواهد افتاد؟"
وی ادامه میدهد: "دخالت در فرایندهای طبیعی که منجر به تغییر محیط زیست میشود مسئولیت بالایی را طلب میکند. ما مجبور هستیم که اثرات جانبی این کار را بشناسیم."
"توماس اسکات" استاد حشره شناسی دانشگاه دیویس کالیفرنیا نیز با این امر موافق است. پژوهشهای وی بر روی تبهای ویروسی و نحوه گسترش مالاریا متمرکز است. به نظر وی دستکاری ژنتیکی در پشه ها به طوری که دیگر باعث انتقال مالاریا و بیماریهای ویروسی نشوند کاری جالب توجه است, اما در عین حال به دلیل اثرات جانبی احتمالی ممکن است روش مناسبی نباشد. به عنوان مثال, ممکن است ژنها علاوه بر ناتوان کردن پشه از انتقال عامل بیماری, با انتقال به حشرات دیگر منجر به اتفاقات غیر قابل پیش بینی شوند. حتی این امکان وجود دارد که این تغییرات ژنتیکی پایدار نباشد, به این معنی که انتقال بیماری به دلیل این دستکاری ژنتیکی برای مدتی متوقف شود, و سپس عامل بیماری راهی برای "دور زدن" این مانع پیدا کند, و بیماری به طور غیر منتظره مجددا ظاهر شود.
اسکات میگوید: "باید دقیقا روشن کنیم چه چیزی را داریم در طبیعت رها میکنیم. باید ماهیت همه گیر شدن بیماری را بشناسیم, و بدانیم رها سازی پشه تغییر یافته ژنتیکی چه اثرات قابل سنجشی بر طبیعت میگذارد و عامل بیماری چه واکنشی نسبت به محدودیت ایجاد شده نشان میدهد. مقاومت عامل بیماری مالاریا همیشه رو به افزایش بوده به طوری که نسبت به گستره وسیعی از داروها مقاوم شده, پس هنوز این امکان وجود دارد که بتواند این مانع را هم پشت سر بگذارد. چنین نتیجه ای میتواند کار ما را بیش از پیش مشکل کند."
سازمان بهداشت جهانی موارد گزارش شده ابتلا به مالاریا را بین 300 تا 500 میلیون در سال برآورد میکند, و تلفات ناشی از این بیماری را بیش از یک میلیون نفر -که بیشتر آن را کودکان زیر 5 سال تشکیل میدهند- میداند. اسکات ارتباط تنگاتنگی بین این بیماری و فقر میبیند. فراوانی این بیماری در جنوب صحرای بزرگ افریقا از همه جا بیشتر است: کودکان در این منطقه در هر فصل 300 الی 1000 بار گزیده میشوند.
روشهای متعارف کنترل بیماری نظیر استفاده از توری و حشره کش میتواند گسترش این بیماری را کنترل کند. اما ناقل بیماری به طور پیوسته به حشره کشها مقاوم میشود, و بسیاری از کشورهای جهان سوم توانایی مالی خرید حشره کشها و توری ها را ندارند.
اسکات میگوید: "مطالعات زیر بنایی به قدر کافی انجام شده. ما ظرف 5 سال آینده ارزیابی میکنیم که آیا پشه های تغییر یافته ژنتیکی راه مناسبی برای مهار بیماری هست یا نه. اگر پاسخ منفی بود, به دنبال روشهای دیگر میگردیم. اگر پاسخ مثبت بود باید قاطعانه آنرا پیاده کنیم."
منبع: The Pew Initiative on Food and Biotechnology

جنکینز شفاف نبودن قوانین دولت ایالات متحده درباره ارزیابی خطرات حشرات تغییر یافته ژنتیکی را مانع بزرگی قلمداد میکند: "پژوهشگران به دستورالعملهای روشنی نیاز دارند تا بدانند کدام ارزیابی ها لازم هست و کدام نیست. سازمانها در راهنمایی پژوهشگران وضعیت نامطلوبی دارند. هرکدام از آنها سعی دارد از خود رفع تکلیف کند." وی تاکید میکند که نبود دستورالعمل روشن منجر به سردرگمی میشود: "نظارت رسمی بر این پژوهشها بسیار کم است. مانند این است که وقایع متعددی در درون یک اتاق تاریک روی میدهد و ما سعی کنیم همه آن را با تاباندن باریکه ای از نور بشناسیم."