Phép màu phóng xạ' làm muỗi vô sinh; Chống sốt rét bằng phương pháp vô sinh;Một dự án chống muỗi sốt rét khác; Tạo ra muỗi đực vô sinh bằng biến đổi gen; Malaysia thả muỗi triệt sản để chống sốt xuất huyết; Công nghệ nguyên tử chống muỗi sốt rét
'Phép màu phóng xạ' làm muỗi vô sinh
Kỹ thuật làm vô sinh muỗi là kỹ thuật thả những con muỗi đực đã bị làm vô sinh vào quần thể. Chúng giao phối với muỗi cái, khiến muỗi cái đẻ ra những trứng ung và bằng cách đó tiêu diệt được quần thể muỗi. Nhiều người coi đây là phương pháp hiệu nghiệm để loại trừ sự lan truyền bệnh sốt rét ở châu Phi. Phương pháp làm vô sinh muỗi nói trên (The Sterile Insect Technique, viết tắt là SIT) đã được giới thiệu tỉ mỉ trên Tạp chí Malaria Journal.
Tiến sĩ Mark Benedict, nhà nghiên cứu tại Tổ chức Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) là người phụ trách dự án khống chế sự lan truyền của muỗi Anopheles tại vùng châu Phi cận Sahara, nói: “SIT có một vai trò rất độc đáo. Là một bộ phận của chương trình phòng trừ tổng hợp các loại côn trùng có hại, SIT có thể làm giảm hiện tượng nhờn với thuốc trừ côn trùng của muỗi. Phương pháp SIT phát huy tác dụng sẽ làm giảm dần số lượng của quần thể côn trùng và theo lý thuyết đến một lúc nào đó sẽ tiêu diệt được hoàn toàn loài muỗi làm lan truyền bệnh sốt rét trong một vùng nhất định”.
Bước đầu tiên của phương pháp SIT là tạo ra một thế hệ muỗi đực vô sinh (bằng phương pháp chiếu tia phóng xạ), thả chúng vào môi trường để giao phối với muỗi cái. Vì muỗi cái chỉ giao phối một lần trong đời, nên chúng sẽ không thể cho ra đời thế hệ sau. Nhờ vậy, quần thể muỗi sẽ giảm dần. Khác với khi dùng thuốc diệt côn trùng chúng sẽ bị chết đồng loạt. Tuy nhiên, dù sao cũng vẫn còn nhiều con sống sót vì không tiếp xúc với thuốc hoặc lượng thuốc chưa đủ giết chết chúng. Những con sống sót này sẽ cho ra đời một thế hệ mới kháng thuốc, nghĩa là với chúng thuốc mất tác dụng hoặc phải dùng với lượng cao hơn, gây ô nhiễm môi trường. Nhận định về phương pháp mới này, Tiến sĩ Benedict cho biết: “Phương pháp SIT tỏ ra có hiệu quả cao trên một khu vực rộng, hạn chế được ô nhiễm (phải phun thuốc trong nhà và xử lý nguồn nước để diệt bọ gậy) do dùng thuốc trừ côn trùng. Hy vọng nó có thể trở thành phép màu để diệt trừ bệnh sốt rét cho những nước nghèo”.
Chống sốt rét bằng phương pháp vô sinh
Đọc tin tức về Iran, Iraq, chúng ta thường thấy nhắc đến cơ quan IAEA (International Atomic Energy Agency) tạm dịch là cơ quan nguyên tử năng quốc tế, và chúng ta tưởng cơ quan này chỉ có nhiệm vụ thanh tra các cơ sở hạt nhân trên thế giới. Thật ra, cơ quan này có những nhiệm vụ khác, thí dụ nghiên cứu dùng nguyên tử năng để giúp diệt muỗi chống sốt rét.
Muỗi Anopheles truyền ký sinh sốt rét từ người nay sang người khác. Theo truyền thống, muỗi được kiểm soát bằng thuốc diệt côn trùng như DDT trước đây. Nhưng các nhà khoa học của cơ quan nguyên tử năng quốc tế đang nghiên cứu dùng tia bức xạ làm cho muỗi đực vô sinh. Kỹ thuật làm côn trùng vô sinh (SIT: Sterile Insect Technique) đã kiểm soát được ruồi Tsetse và một số côn trùng khác như ruồi trái cây (fruit flies). Các nhà khoa học của IAEA đang tìm cáp áp dụng kỹ thuật này lên muỗi đòn xóc.
Một chuyên viên côn trùng học y khoa của IAEA bảo SIT là phương pháp kiểm soát sinh sản cho côn trùng. Họ cố tạo ra một số lớn muỗi đực vô sinh, và thả ra trong vùng nhiều muỗi. Những con muỗi đực này sẽ tìm muỗi cái để giao hợp. Muỗi cái suốt đời chỉ giao hợp 1 lần, nên nếu bạn tình vô sinh thì trứng của muỗi cái không thể nở được. Phương pháp làm vô sinh muỗi đực chỉ cần vài phút. Ấu trùng muỗi được thu thập trong một bình chứa kim loại và đưa vào máy để phơi nhiễm với tia phóng xạ. Khi ra khỏi máy, những con muỗi này sẽ mất khả năng sinh sản.
Trong phòng thí nghiệm nóng và ẩm của IAEA, toán nghiên cứu cố phát huy phương pháp nuôi lớn bầy muỗi đực cho đủ mạnh để sống sót sau khi chịu bức xạ và đủ khả năng gợi tình để thu hút muỗi cái trong thiên nhiên. Họ đang tìm cách chuyên chở và thả muỗi vô sinh vào chỗ hoang dã. Các nhà khoa học đang tìm một vài vùng để thực hiện dự án, đầu tiên là vùng phía bắc Sudan đang thử SIT cho muỗi. Vùng này có nhiều sa mạc khô cằn, nhưng người, thú vật và muỗi hoang sống dọc theo bờ sông Nile. Mặc dầu số muỗi ít, nhưng bệnh sốt rét lan truyền cao ở vùng này. Ấu trùng vô sinh sẽ được thả dọc theo bờ sông là nơi muỗi hoang sinh sản.
Nếu dự án thành công, sẽ thực hiện thêm vài chỗ nữa trước khi áp dụng trên chương trình rộng lớn ở các nước đang bị sốt rét hoành hành.
Một dự án chống muỗi sốt rét khác
Các loài côn trùng như muỗi thường chỉ làm tình 1 lần trong đời, nếu thành công, muỗi đực phải bít kín tinh dịch bên trong muỗi cái bằng cách dùng một nút tình. Không có nút này, trứng không thụ tinh và côn trùng không thể sinh sản. Nghiên cứu của đại học hoàng gia Luân đôn nhắm vào những giống muỗi vec-tơ bệnh sốt rét ở Phi châu, đó là muỗi “Anopheles gambiae”. Giống muỗi này chỉ làm tình 1 lần trong đời, nên nếu gián đoạn tiến trình sinh sản có thể kiểm soát sinh sản muỗi từ đó kiểm soát được bệnh sốt rét. Khi làm tình, muỗi đực đưa tinh dịch vào muỗi cái và tiếp theo 1 khối lượng protein và tinh dịch tạo ra nút tình bít kín lại. Muỗi cái giữ tinh trùng trong 1 cơ quan đặc biệt để thụ tinh trứng suốt đời. Trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu có thể chận đứng thành công tiến trình sinh sản bằng cách ngăn sự tạo ra nút tình ở loài muỗi đực. Nút này không thấy ở các loài muỗi khác và vai trò của nút này trước kia chưa rõ. Nhưng toán nghiên cứu của đại học hoàng gia cho thấy nút cần thiết để bảo đảm tinh trùng được tồn trữ đúng chỗ trong bộ phận tồn trữ tinh trùng ở muỗi cái, như vậy trứng mới thụ tinh được trong cuộc đời của muỗi cái. Trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học có thể chận đứng sinh sản bằng cách ngăn không cho tạo nút này.
Theo lời của người dẫn đầu nghiên cứu, trước kia người ta tưởng nút này không cho những con đực khác gieo giống vào đó nữa. Nhưng họ khám phá nút đóng vai trò quan trọng cho phép muỗi cái tồn trữ trứng đúng cách bên trong cơ thể muỗi cái, điều này cần thiết cho sinh sản thành công. Lấy nút này đi hay can thiệp vào tiến trình tạo nút tình sẽ làm cho giao hợp không thành công. Sự khám phá này có thể dùng để phát triển phương pháp mới kiểm soát giống muỗi Anopheles gambiae, giới hạn lan truyền bệnh sốt rét. Các nhà khoa học không cho tạo ra nút bằng cách phá enzym chính làm cho tinh dịch đông lại thành chất keo rắn.
Tạo ra muỗi đực vô sinh bằng biến đổi gen
Thả những con muỗi đực biến đổi gen không có tinh trùng vào trong tự nhiên có thể giúp ngăn chặn sự lan rộng của căn bệnh sốt rét, theo nghiên cứu của các nhà khoa học thuộc Đại học Hoàng gia London (Anh). Các nhà khoa học thuộc Đại học Hoàng gia London (Anh) đã tiến hành thử nghiệm trên muỗi anophen – loại muỗi gây bùng phát dịch sốt rét ở châu Phi. Nhóm nghiên cứu tạo ra những con muốn đực vô sinh bằng cách tiêm vào trứng của loài muỗi mày một loại protein, có khả năng khiến muỗi đực không thể sản sinh ra tinh trùng khi trường thành. Sự can thiệp về gen này không làm ảnh hưởng đến các chức năng sinh sản khác hay tập tính của cả muỗi đực và muỗi cái.
Sau đó, những con muỗi đực vô sinh được thử nghiệm cho giao phối với các muỗi cái cùng với những con muỗi đực khỏe mạnh. Kết quả, các nhà khoa học nhận thấy, những con muỗi cái không thể phân biệt được muỗi đực biến đổi gen và muỗi đực khỏe mạnh. Nhóm nghiên cứu hy vọng, phát hiện của họ có thể giúp khống chế số lượng muỗi mang virút gây bệnh sốt rét trong tương lai. Hãng thông tấn Reuters dẫn lời tiến sĩ Flaminia Catteruccia, người đứng đầu cuộc nghiên, cứu cho biết: “Trong cuộc chiến chống lại bệnh sốt rét, rất nhiều người hy vọng phương pháp biển đổi gen một ngày nào đó sẽ là một trong những vũ khí quan trọng của chúng ta”.
Thông thường, sau giao phối lần đầu tiên và duy nhất trong đời, muỗi cái có những thay đổi về mặt sinh lý và chúng bắt đầu đi hút màu trước khi đẻ trứng. Tuy nhiên, các nhà khoa học không rõ liệu những con muỗi biến đổi gen có tuân theo các quy luật này hay không. Trong trường hợp muối cái cố gắng giao phối với nhiều con đực khác nhau, hiệu quả của nghiên cứu này sẽ không cao. Sốt rét là bệnh lây truyền qua muỗi, ảnh hưởng tới 300 triệu người và giết chết gần 800.000 người trên thế giới mỗi năm. Bệnh sốt rét bùng phát mạnh nhất ở khu vực châu Phi. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), cứ mỗi 45 giây lại có một trẻ em ở châu Phi tử vong vì bệnh sốt rét. Các chuyên gia y tế trên toàn cầu đang nỗ lực nghiên cứu để xóa bệnh sốt rét, nhưng quá trình này diễn ra rất chậm và đòi hỏi cần có những cách hiệu quả hơn và rẻ hơn để đẩy lùi căn bệnh chết người này.
Do chỉ muỗi cái lây truyền bệnh sốt rét, nên các nhà khoa học hi vọng khi tung muỗi đực vô sinh vào thiên nhiên có thể giúp giảm số muỗi truyền bệnh. Khi muỗi còn ở tình trạng ấu trùng, có thể biến đổi gen của nó nhằm làm nó vô sinh. Tuy nhiên, khó xác định ấu trùng nào sẽ trở thành muỗi đực và ấu trùng nào sẽ thành muỗi cái.
Để vượt qua trở ngại này, giáo sư Andrea Crisanti và các đồng nghiệp ở Đại học Hoàng gia London, Anh đã dùng một protein phát sáng màu xanh lá cây để theo dõi ấu trùng muỗi đực. Họ biến đổi gen ấu trùng để các con đực tạo ra protein này trong tuyến sinh dục, thứ sẽ phát sáng. Khi dùng một thiết bị nhận biết ánh sáng này, các nhà nghiên cứu có thể phân biệt 18.000 ấu trùng đực và ấu trùng cái trong vòng 10 giờ. Ngoài ra, khi ấu trùng trở thành muỗi, tinh trùng của chúng cũng phát sáng, giúp các nhà khoa học theo dõi và kiểm soát các muỗi cái chúng đã giao phối. Do muỗi cái chỉ giao phối một lần trong "cuộc đời" dài 15 ngày của nó nên khi "lỡ" gặp muỗi đực vô sinh thì nó sẽ không thể sinh sản được nữa.
Liên Hợp Quốc đang áp dụng công nghệ hạt nhân để loại bỏ loài muỗi truyền bệnh sốt rét, căn bệnh chết người đang tàn phá lục địa đen. Người ta sẽ thả muỗi đực được chiếu xạ gây vô sinh ra môi trường, và giao phối với con cái. Trứng của chúng sẽ không nở thành con. Bệnh sốt rét cướp đi vài triệu người châu Phi mỗi năm, hầu hết trong số đó là trẻ em, và khiến cho GDP của lục địa này tổn thất ít nhất 12 tỷ đôla.
Bart Knols, một nhà côn trùng học người Hà Lan tại Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA), ước đoán có khoảng 3-5 triệu ca sốt rét mỗi năm trên toàn thế giới, 90% số đó xảy ra ở châu Phi cận Sahara. Trung bình, cứ 20 giây có một em bé châu Phi qua đời vì căn bệnh này. Những người dân nghèo sống trong các làng vùng xa thường không thể nhận được các biện pháp chữa trị phù hợp. Vì thế, nghiên cứu của Knols nhằm giải quyết vấn đề này từ gốc, bằng cách diệt trừ loài muỗi truyền ký sinh trùng sốt rét.
Kỹ thuật vô sinh côn trùng (SIT) là một ý tưởng đơn giản. Các nhà khoa học sẽ nhân giống côn trùng và chiếu xạ con đực sao cho chúng trở nên vô sinh. Những con đực này được thả về thiên nhiên, giao phối với muỗi cái và những quả trứng của chúng không bao giờ nở thành con. "Toàn bộ ý tưởng này là quần thể muỗi giảm xuống và cuối cùng có thể loại trừ loài côn trùng này, nhờ đó giảm được bệnh sốt rét", Knols nói.
Alan Robinson, nhà côn trùng học của IAEA, cho biết dự án trị giá 4 triệu đôla này chỉ mới bắt đầu. Trong vòng 5 năm tới, họ cần đạt mức sản xuất 5 triệu muỗi đực vô sinh mỗi ngày. Chúng phải đủ khoẻ để có thể sống sót trong tự nhiên, và cạnh tranh với những con đực lành lặn khác trong mùa sinh sản. Muỗi cái - những con trực tiếp đốt người - chỉ có thể giao phối một lần trong vòng đời 2 tuần của chúng. Vào thập kỷ 1970, El Salvador đã ứng dụng thành công công nghệ SIT để loại bỏ muỗi gây sốt rét khỏi quốc gia này. Tuy nhiên, cuộc nội chiến xảy ra đã chấm dứt dự án. "Chúng tôi nghĩ mình có thể làm tốt hơn ở El Salvador", Robinson nói. Ông cho biết kỹ thuật vô sinh không thể sử dụng trên toàn châu Phi, mà sẽ kết hợp với các kỹ thuật kiểm soát quần thể khác để loại trừ loài muỗi gây bệnh. Robinson cũng cho biết kỹ thuật mà họ dự kiến không có gì nguy hại. Ông nói: "Đây là một kỹ thuật sạch. Côn trùng không thể phát xạ khi chúng được thả ra môi trường".
Đã có phương pháp diệt muỗi sinh học hiệu quả
Các nhà khoa học Anh đã nghiên cứu thành công và lai tạo ra được những cá thể muỗi đực không có khả năng sinh sản do bị biến đổi gen. Những sinh vật này sẽ được thả vào môi trường tự nhiên và đây chính là phương pháp diệt muỗi sinh học khá hiệu quả.
Các nhà khoa học cho biết khi những cá thể muỗi đực vô sinh này được thả về tự nhiên chúng sẽ tìm kiếm những con muỗi cái để giao phối. Mặc dù vẫn có khả năng giao phối nhưng ấu trùng trứng được sinh ra giữa muỗi đực biến đổi gen và muỗi cái hoang dã sẽ chết trước khi nở. Phương pháp này được xem là cách diệt muỗi sinh học, không gây hại đến môi trường, hiệu quả hơn phương pháp phun hóa chất truyền thống. Các chuyên gia khoa học cho biết nếu thả 3 triệu con muỗi đực đã biến đổi gen, vô sinh vào một khu vực nhất định sẽ góp phần tiêu diệt được 80 %“dân số muỗi” tại vùng đó trong vòng 6 tháng.
Hiệu quả về lâu về dài sẽ rất cao. Nếu được áp dụng phổ biến thì đây sẽ được xem là một trong những nỗ lực hiệu quả nhằm ngăn chặn dịch sốt xuất huyết trên toàn thế giới. Phương pháp này đã được các nhà khoa học Anh đang nghiên cứu tại công ty Oxitec thực hiện. Những thí nghiệm ban đầu đã được tiến hành tại một trung tâm của công ty với tên gọi Đơn vị kiểm soát và nghiên cứu muỗi (Mosquito Research and Control Unit - MRCU) có trụ sở nằm trên quần đảo Cayman ở Caribbean. Luke Alphey – nhà khoa học hàng đầu của Oxitec, đồng tác giả của phương pháp diệt muỗi sinh học trên cho biết ý tưởng của nghiên cứu dựa trên hoạt động giao phối của loài muỗi.
Một trong những loại bệnh truyền nhiễm nguy hiểm do loài muỗi gây là bệnh sốt xuất huyết. Bệnh này ban đầu thường gây ra cho nạn nhân những triệu chứng giống như cảm cúm, có thể dẫn đến tử vong. Sốt xuất huyết có thể lan truyền thông qua vết đốt của muỗi. Tổ chức Y tế thế giới (WHO) dự đoán rằng mỗi năm có khoảng 50 triệu trường hợp người mắc sốt xuất huyết, trong số này có 25.000 trường hợp tử vong. Khoảng 2,5 tỷ người (tương đương 2/3 dân số thế giới) có nguy cơ mắc sốt xuất huyết do muỗi đốt. Nơi bị dịch sốt xuất huyết đe dọa nhiều nhất là Đông Nam châu Á và phần lớn châu Phi
Malaysia thả muỗi triệt sản để chống sốt xuất huyết
Malaysia (AP) - Malaysia thả khoảng 6,000 con muỗi đã được cải biến về mặt di truyền vào một khu rừng trong cuộc thực nghiệm đầu tiên thuộc loại này ở Á Châu nhằm chống lại bệnh sốt xuất huyết, viên chức nước này cho biết. Cuộc thí nghiệm này nhằm dọn đường cho việc sử dụng muỗi đực thuộc giống Aedes aegypti đã được cải biến gene để giao phối với muỗi cái mà không sinh ra muỗi con, hoặc chỉ sinh ra những con muỗi chết yểu, do đó giảm thiểu dân số loài muỗi gây bệnh sốt xuất huyết. Chỉ có những con muỗi cái Aedes aegypti mới lan truyền bệnh sốt xuất huyết, căn bệnh đã giết chết 134 người ở Malaysia trong năm ngoái.
Một cuộc thử nghiệm tương tự ở quần đảo Cayman vào năm ngoái - lần đầu tiên những con muỗi đã được cải biến di truyền được phóng thích vào đời sống hoang dã sau những năm thực nghiệm trong phòng thí nghiệm và những tính toán có tính cách giả thuyết - đưa tới một sụt giảm đáng kể trong dân số muỗi trong một vùng nhỏ được các nhà nghiên cứu khảo sát.
Kế hoạch bị một số nhà môi trường Malaysia chỉ trích; họ sợ rằng nó có thể gây ra những hậu quả không lường trước được, chẳng hạn như sự phát sinh không chủ tâm những con muỗi đột biến không kiểm soát được. Những người chỉ trích cũng nói những kế hoạch như vậy đưa tới một khoảng trống trong hệ sinh thái rồi ra sẽ được trám bởi những loài muỗi khác, có tiềm năng đưa tới những bệnh mới.
Các giới chức chính phủ đã cố xoa dịu những lo ngại bằng cách nói rằng họ đang thực hiện một cuộc nghiên cứu với quy mô nhỏ và sẽ không vội vã đi tới việc phóng thích rộng lớn những con muỗi đổi gene. Viện Nghiên Cứu Y Khoa do chính phủ Malaysia điều hành nói họ đã phóng thích khoảng 6,000 con muỗi đã bị triệt sản trong phòng thí nghiệm tại một khu rừng không có người ở thuộc miền đông Malaysia vào ngày 21 tháng 12. Khoảng 6,000 con muỗi đực Aedes aegypti sống hoang khác cũng được đặt trong vùng để so sánh về mặt khoa học, viện nói trong một bản tuyên bố. Viện đã không cung cấp nhiều chi tiết về cuộc thực nghiệm, nhưng nói họ đã kết thúc “một cách thành công” vào ngày 5 tháng 1, và rằng tất cả những con muỗi đã bị giết chết bằng thuốc trừ sâu. Viện nói hiện giờ họ không có dự tính phóng thích thêm muỗi cho tới khi họ phân tích các kết quả. Ông Duane Gubler, một giáo sư chuyên về bệnh truyền nhiễm tại trường y khoa Duke-NUS của Singapore, người không liên hệ tới cuộc nghiên cứu, nói kế hoạch có thể hiệu nghiệm trong việc chống sốt xuất huyết nếu nó được phối hợp với những biện pháp kiểm soát sinh học khác.
Chúng ta cần những công cụ mới. Những gì chúng ta đã làm trong 40 năm qua đã không có một hiệu quả gì đối với bệnh sốt xuất huyết,” ông nói. Sử dụng những sâu bọ đực đã được đổi gene chống lại loài ruồi giấm (fruit flies) và những loài ruồi khác gây hại ở trâu bò đã thành công tại những nơi như Hoa Kỳ, ông nói. Ông nói thêm rằng các nhà môi trường không nên lo ngại, bởi vì những con muỗi được cải biến gene sẽ chết một cách nhanh chóng.Tại quần đảo Cayman, những con muỗi đực vô sinh được cải biến gene cũng đã được các khoa học gia thả ra trên một vùng có diện tích 16 héc ta (40 acres) trong khoảng tháng 5 và tháng 10 năm ngoái. Vào tháng 8, số muỗi trong vùng đó đã giảm khoảng 80% so với một vùng lân cạn nơi không có muỗi vô sinh được phóng thích.
Bệnh sốt xuất huyết thường thấy tại Á Châu và Mỹ La Tinh. Các triệu chứng gồm sốt cao, đau khớp và buồn ói, nhưng trong những trường hợp nặng, nó có thể đưa tới xuất huyết nội, làm máu ngưng lưu thông và tử vong. Hiện nay không có cách chữa trị hoặc thuốc chủng ngừa nào.