Lotta antiparassitaria con insetti geneticamente modificati – Valutazione degli effetti ambientali

Zurigo-Reckenholz, 21.04.2020 - Per lottare contro i parassiti senza utilizzare pesticidi, si potrebbero utilizzare conspecifici geneticamente modificati, portatori di un gene che durante la riproduzione è ereditato con frequenza superiore alla media. Questo gene possiede proprietà che indeboliscono direttamente il parassita o che impediscono la trasmissione di agenti patogeni. Ma in che modo si possono registrare e valutare gli effetti ambientali di tali elementi gene-drive? Gli esperti di Agroscope hanno elaborato uno studio concettuale per capirlo.

L’impiego di insetti geneticamente modificati con gene-drive per la lotta antiparassitaria è oggetto di discussione in tutto il mondo (cfr. sotto). Questo metodo potrebbe rappresentare un nuovo e interessante approccio per controllare efficacemente i parassiti anche senza utilizzare pesticidi. Prima di liberare tali organismi, è comunque indispensabile chiarire il loro possibile impatto ambientale, prestando particolare attenzione a non danneggiare la biodiversità.

Sì, ma come si fa? Agroscope sta studiando come utilizzare a tale scopo le esperienze acquisite con altre tecnologie consolidate che prevedono la messa in libertà di organismi viventi. Queste tecnologie includono anche il metodo della lotta biologica classica contro parassiti esotici introdotti.

Lotta contro le popolazioni di parassiti con tecnologia gene-drive

Nella riproduzione sessuata, metà del materiale genetico è trasmesso da ciascun genitore. Pertanto, ogni gene è normalmente trasmesso a metà dei discendenti. Gli elementi gene-drive assicurano che tali geni siano ereditati da molti più discendenti di quanto non avvenga normalmente. In questo modo, alcuni tratti possono essere introdotti in una popolazione in modo più marcato. Questo vale anche per tratti sfavorevoli agli organismi.

Ma come funziona e cosa fa il gene-drive? Utilizzando metodi di biologia molecolare, gli insetti possono essere modificati geneticamente in laboratorio, in modo che siano portatori di un elemento gene-drive. Impiegata correttamente, questa tecnologia può modificare una popolazione di insetti a lungo termine, dando origine a un insetto incapace di trasmettere un agente patogeno oppure inducendo la riduzione, o addirittura la locale eradicazione, di una popolazione di insetti nocivi.

Verificare gli effetti ambientali

Sono state espresse forti preoccupazioni circa i possibili effetti ambientali di questa tecnologia. Da un lato, perché tali insetti devono essere prodotti e successivamente liberati con l’ausilio dell’ingegneria genetica. Dall’altro, le tecnologie gene-drive potrebbero potenzialmente provocare l’estinzione globale di una specie. Si teme inoltre che gli elementi gene-drive siano trasmessi anche ad altre specie di insetti, danneggiandone le popolazioni.

Si tratta dunque di chiarire come verificare gli effetti ambientali con una valutazione del rischio, prima che tali organismi siano messi in libertà.

Jörg Romeis e Jana Collatz, del gruppo di ricerca Biosicurezza di Agroscope, hanno studiato la questione insieme ad alcuni esperti del National Institute of Public Health and the Environment nei Paesi Bassi e dell’Università di Oxford in Inghilterra. In un articolo pubblicato di recente sulla rivista Environmental Science & Policy, spiegano che la tecnologia gene-drive non comporta rischi ambientali fondamentalmente nuovi rispetto ai metodi consolidati di lotta antiparassitaria (cfr. sotto), anch’essi basati sull’introduzione nell’ambiente di organismi viventi. Anche questi metodi permettono agli organismi messi in libertà di stabilirsi e diffondersi. La valutazione ambientale degli insetti con tecnologia gene-drive può quindi fondarsi sull’esperienza acquisita impiegando metodi consolidati.

Che cosa sono i gene-drive?

I gene-drive sono elementi genetici «egoistici» che, durante la riproduzione sessuata, portano a trasmettere ai discendenti determinati geni molto più spesso del solito. Questi elementi gene-drive sono già presenti in natura. I nuovi metodi molecolari consentono d’inserire elementi gene-drive artificiali in un organismo. Se sono legati a un gene che è responsabile di un determinato tratto, questo tratto può essere «guidato» in una popolazione nell’arco di poche generazioni, una possibilità che sussiste anche se il tratto comporta uno svantaggio per gli organismi.

La tecnologia può essere utilizzata per causare il collasso di una popolazione di insetti o per modificare una popolazione in una certa direzione. Ad esempio, le zanzare possono essere modificate in modo che non possano più fungere da vettori per l’agente patogeno della malaria.

Il funzionamento di tali gene-drive artificiali presuppone la riproduzione sessuata degli organismi in questione e un breve tempo di generazione, entrambe caratteristiche comuni alla maggior parte degli insetti.

Metodi consolidati di lotta antiparassitaria

Nella lotta biologica classica, si introducono gli antagonisti naturali dalla zona di provenienza dei parassiti esotici, in vista di una loro naturalizzazione nel nuovo ambiente.

Con la tecnologia degli insetti sterili, la popolazione di parassiti è inondata da masse di conspecifici sterili, allevati in laboratorio. Di conseguenza, gli accoppiamenti non producono discendenti vitali. La sterilizzazione avviene attraverso la radioattività o con l’ausilio dell’ingegneria genetica.

Riferimento

Romeis J, Collatz J, Glandorf DCM, Bonsall MB (2020) The value of existing regulatory frameworks for the environmental risk assessment of agricultural pest control using gene drives. Environmental Science & Policy 108, 19-36, https://doi.org/10.1016/j.envsci.2020.02.016

Foto

Per la lotta antiparassitaria contro la Drosophila suzukii, l’invasiva drosofila del ciliegio, si sta valutando la possibilità di utilizzare tecnologie gene-drive (foto: J Collatz, Agroscope & U Wyss, Entofilm).


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