Innovazioni biotecnologiche nel controllo di Drosophila suzukii: tecniche e prospettive

Negli ultimi anni, l’introduzione di tecnologie biotecnologiche avanzate ha portato numerosi progressi nel controllo di Drosophila suzukii, un insetto parassita che attacca i frutti carnosi, causando gravi perdite economiche. Originaria dell’Asia orientale, questa specie ha rapidamente colonizzato America ed Europa, ovideponendo all’interno dei frutti, danneggiando la polpa e accelerando il processo di marcescenza. 

I metodi tradizionali di gestione non riescono a controllare completamente questo insetto, pertanto, serve sviluppare e adottare nuove strategie innovative, come quelle basate sulla manipolazione genetica.

Uno dei metodi maggiormente studiati è la “tecnica dell’insetto sterile” (Sterile Insect Technique, SIT), che prevede il rilascio di maschi sterilizzati tramite radiazioni, incapaci quindi di generare progenie quando si accoppiano con le femmine selvatiche. L’efficacia di questa tecnica, già testata con successo su altri insetti, è stata migliorata dall’utilizzo di marcatori fluorescenti per monitorare la competizione ed il trasferimento spermatico. 

Tuttavia, la sterilizzazione per radiazioni può ridurre la vitalità degli insetti, e richiede pertanto ulteriori accorgimenti per un controllo sostenibile e a lungo termine.

Un’altra strategia interessante è la “X-shredding”, che distrugge selettivamente il cromosoma X durante la spermatogenesi, utilizzando la tecnica CRISPR con un sistema di taglio specifico del DNA. Così facendo, si genera una progenie con un forte squilibrio di maschi, che nel tempo potrebbe ridurre la popolazione complessiva.

Strategie di controllo genetico per la Drosophila ad ala maculata (SWD). Fonte: Ying Yan et al., 2024

Altri approcci includono la tecnica di “Transgenic sexing strains” (TSSs), che elimina le femmine tramite geni letali attivati in assenza di antibiotici come la tetraciclina. Ǫuesta tecnica elimina la necessità di irradiazione e permette di rilasciare esclusivamente maschi sterili o incompatibili, riducendo la presenza di femmine ovodepositrici. 

La tecnica di “Genetic sexing strains” (GSSs), che sempre attraverso CRISPR, permette di ottenere la selezione del sesso e la sterilità maschile manipolando le temperature di allevamento.

L’approccio di “gene drive” è stato proposto per il controllo dei parassiti da decenni. Tuttavia, la scoperta di nuovi sistemi genetici ha fatto progredire in modo significativo lo sviluppo di queste strategie negli insetti parassiti, come Drosophila suzukii. Ǫuesti sistemi favoriscono la diffusione di specifici geni modificati, inducendo letalità in individui non portatori del gene.

 Ad esempio, il sistema “Medea” usa microRNA sintetici che agiscono a livello embrionale, che portano alla morte dei discendenti che non ereditano la versione resistente del gene. Nonostante la sua efficacia in ambiente di laboratorio, l’applicazione pratica di questo approccio richiede attenzione per evitare effetti ecologici indesiderati.

Infine, il “Precision-guided SIT” (pgSIT) sfrutta CRISPR per eliminare le femmine e sterilizzare i maschi. Studi di laboratorio hanno dimostrato che il rilascio continuo di tali insetti può portare al collasso della popolazione di Drosophila suzukii in poche generazioni, evidenziando il potenziale di questa tecnologia. 

Tuttavia, l’integrazione sul campo di queste soluzioni genetiche richiede strumenti per ridurre i costi.

L’adozione di queste strategie innovative richiederà valutazioni attente e rigorose per prevedere l’impatto sugli ecosistemi e sulla salute umana, ma il potenziale per un controllo specifico della Drosophila suzukii è promettente. Ǫueste soluzioni biotecnologiche, inoltre, potrebbero diventare una potente arma anche per una gestione a livello globale.

Fonte: Yan, Y., Ahmed, H. M., Wimmer, E. A., & Schetelig, M. F. (2024). Biotechnology-enhanced genetic controls of the global pest Drosophila suzukii. Trends in Biotechnology.

Andrea Giovannini
Università di Bologna (IT)

Cherry Times - Tutti i diritti riservati