Nyamuk Bionik Wolbachia: Nyamuk hasil Rekayasa Genetik dengan bakteri, Apakah mampu mengatasi demam berdarah ?

Demam berdarah adalah virus yang ditularkan oleh nyamuk yang disebabkan salah satu dari empat serotipe virus dengue (DENV). Pada tahun 2019, organisasi kesehatan dunia atau WHO mengkatagorikan demam berdarah sebagai ancaman kesehatan global terbesar. Nyamuk Aedes aegypti merupakan vektor utama penyakit demam berdarah. Upaya pengendalian Aedes aegypti saat ini dengan mengurangi populasi vektor nyamuk mengunakan insektisida. Namun, dampak insektisida terhadap keanekaragaman hayati menimbulkan risiko munculnya nyamuk yang resisten terhadap insektisida sehingga menurunkan efektivitas pengendalian, sehingga memerlukan metode alternatif yang lebih spesifik. Menanggapi meningkatnya kebutuhan ini, teknologi pengendalian nyamuk telah berkembang dalam beberapa tahun terakhir. Banyak diantaranya yang melibatkan pelepasan nyamuk yang bertujuan untuk mencapai penekanan populasi atau modifikasi populasi nyamuk tipe liar. Strategi penekanan populasi bertujuan untuk mengurangi atau menghilangkan populasi nyamuk penyebab penyakit. Strategi tersebut mencakup teknik serangga steril atau sterile insect technique (SIT), teknik serangga tidak kompatibel atau incompatible insect technique (IIT), dan teknologi berbasis transgenik, di mana serangga steril kawin dengan serangga tipe liar untuk mengurangi populasi pada generasi berikutnya. 

Solusi berbasis genetika yang dapat diterapkan untuk mengurangi risiko penularan penyakit demam berdarah, dengan cara nyamuk Aedes aegypti direkayasa genetika dan disuntikkan bakteri Wolbachia untuk strategi pengendalian nyamuk. Wolbachia adalah bakteria Gram-negatif, anggota Alphaproteobacteria. Wolbachia telah diidentifikasi, umumnya terdapat pada arthropoda dan lebih dari 65% spesies serangga mengandung Wolbachia. Wolbachia adalah parasit intraseluler artropoda dan nematoda, yang secara alami ditemukan di banyak spesies serangga seperti lalat dan belalang. Bakteri endosimbion Wolbachia telah menjadi sorotan karena manfaatnya dalam menekan replikasi arbovirus manusia yang ditularkan melalui vektor seperti virus demam berdarah  (DENV), virus demam kuning (YFV), dan virus Zika (ZIKV).

Proyek Wolbachia ini merupakan proyek kerjasama dunia antar sekitar 11 negara termasuk Indonesia. Sejak tahun 2016, National Environment Agency atau NEA telah merencanakan melakukan uji coba pelepasan nyamuk  Wolbachia  jantan di lokasi penelitian di kota Yishun dan Tampines. Tahun 2017 dilepaskan nyamuk Wolbachia di Choa Chu Kang dan Bukit Batok. Tahun 2022 NEA memperluas Proyek Wolbachia secara bertahap ke delapan lokasi (Bedok North, Bedok Reservoir, Yew Tee, Geylang, Hougang, Punggol, Sengkang dan Woodlands).

Strategi pengendalian nyamuk menggunakan simbion. Simbion yang digunakan disini adalah bakteri Wolbachia. Penerapan simbion dalam pengendalian vektor meliputi: (i) memasukkan simbion alami ke dalam nyamuk secara langsung untuk mengganggu fisiologi nyamuk guna menurunkan kompetensi vektor atau menampilkan efek antipatogen; (ii) modifikasi genetik simbion untuk mengekspresikan molekul efektor antipatogen, kemudian mengantarkan simbion yang telah direkayasa tersebut ke dalam nyamuk sehingga nyamuk tersebut resisten terhadap patogen atau terjadi penurunan kompetensi vektor.

Bagaimana Nyamuk Dimodifikasi Secara Genetik? 

Nyamuk Aedes aegypti dikembangkan di laboratorium kemudian akan dilepaskan ke alam untuk kawin dengan populasi nyamuk di alam, dimana ketidakmampuan keturunan mereka untuk tumbuh hingga dewasa akan menurunkan populasi nyamuk. Ini juga sering disebut sebagai nyamuk transgenik. 

Nyamuk dikembangkan dan diperbanyak di laboratorium untuk membawa dua jenis gen: 

• Gen penanda fluoresen yang bersinar di bawah lampu merah. Hal ini memungkinkan para peneliti untuk mengidentifikasi nyamuk transgenik dari nyamuk liar. 
• Gen yang membatasi diri mencegah keturunan nyamuk betina bertahan hingga dewasa. 
• Gen penyeleksi jantan yang memungkinkan pejantan mewariskan gennya pada populasi liar selama beberapa generasi, sedangkan betina tidak pernah menjadi dewasa. 

Telur nyamuk jantan transgenik yang membawa gen self-limiting dilepaskan ke suatu daerah. Setelah menetas dan berkembang hingga tahap dewasa, mereka dapat kawin dengan betina liar, gen-gen tersebut diwariskan kepada keturunannya. Keturunan betina mati sebelum menjadi dewasa. Akibatnya jumlah nyamuk Aedes aegypti di daerah tersebut berkurang. 

Bagaimana cara Wolbachia membrantas Aedes aegypti ?

Wolbachia jantan dilepaskan ke lingkungan untuk kawin dengan nyamuk Aedes aegypti betina di lingkungan. Telur yang dihasilkan tidak menetas dan tidak menghasilkan keturunan. Pelepasan yang terus menerus menyebabkan penurunan populasi nyamuk Aedes aegypti, sehingga mengurangi penularan demam berdarah. 

Bagaimana cara mengenali nyamuk  Wolbachia jantan ?

Nyamuk Wolbachia jantan terlihat sama dengan nyamuk Aedes aegypti jantan yang ada di lingkungan. Meski demikian, nyamuk jantan berukuran lebih kecil dan antenanya lebih lebat dibandingkan nyamuk betina.

Referensi

1. Wang, GH., Gamez, S., Raban, R.R. et al. Combating mosquito-borne diseases using genetic control technologies. Nat Commun 12, 4388 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-24654-z
2. Wang, G.H., Du, J., Chu, C.Y., Madhav, M. Hughes, G.L., Champer, J. 2022. Symbionts and gene drive: two strategies to combat vector-borne disease. Trends in Genetics, 38 (7) : 708-723. https://doi.org/10.1016/j.tig.2022.02.013.
3. Jason L. Rasgon, Linda M. Styer, Thomas W. Scott, Wolbachia-Induced Mortality as a Mechanism to Modulate Pathogen Transmission by Vector Arthropods , Journal of Medical Entomology, (40) : 2, 125–132, https://doi.org/10.1603/0022-2585-40.2.125