Khi nhà sinh học Antonio Brandão nói với mọi người rằng anh làm việc tại một nhà máy muỗi, họ thường tỏ ra bối rối. “Tại sao anh lại tạo ra nhiều muỗi hơn?”, anh nhớ lại mọi người hỏi. “Chúng ta đã có đủ muỗi rồi mà.” Nhưng khi anh giải thích rằng những con côn trùng được nuôi trong phòng thí nghiệm có thể giúp ngăn chặn sự lây lan của sốt xuất huyết — căn bệnh ảnh hưởng đến hàng trăm nghìn người ở Brazil mỗi năm, gây sốt, nhức đầu và đau xương — mọi người bắt đầu hiểu ra.
Brandão là quản lý sản xuất tại không chỉ một nhà máy muỗi bình thường, mà là nhà máy lớn nhất thế giới, tọa lạc tại thành phố Curitiba phía nam Brazil. Ra mắt vào tháng 7, cơ sở này dự kiến sản xuất 100 triệu trứng muỗi Aedes aegypti mỗi tuần. Tuy nhiên, khác với muỗi A. aegypti hoang dã — tác nhân chính truyền virus sốt xuất huyết — những con muỗi được tạo ra tại nhà máy mang vi khuẩn Wolbachia vô hại, giúp hạn chế khả năng lây lan các loại virus như sốt xuất huyết và Zika.
Ý tưởng ở đây là thả những con muỗi biến đổi này, gọi là wolbitos, vào các thành phố ở Brazil, nơi chúng sẽ giao phối với muỗi hoang dã, và con cái sẽ truyền vi khuẩn này cho thế hệ sau, dần dần thay đổi quần thể muỗi địa phương.
Chiến lược wolbito, do tổ chức phi lợi nhuận World Mosquito Program (WMP) dẫn dắt, đã chứng minh thành công tại Colombia, Indonesia và Brazil: tại thành phố Niterói ở phía đông nam Brazil, số ca mắc sốt xuất huyết giảm 69% ở những khu vực thả muỗi mang Wolbachia, so với những khu vực không thả. Chính phủ liên bang Brazil đã áp dụng phương pháp này để chống lại sốt xuất huyết — căn bệnh đạt kỷ lục 6,5 triệu ca được xác nhận vào năm ngoái — cùng với các biện pháp phòng ngừa khác như tiêm vaccine.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại nhà máy phát hiện rằng việc nuôi hàng triệu con muỗi thực sự rất khó, đặc biệt vì chúng nhạy cảm với nhiệt độ và các yếu tố môi trường khác. Nature đã đến thăm cơ sở Wolbito do Brasil — do WMP, Viện Sinh học Phân tử Paraná và Fiocruz (một viện nghiên cứu trực thuộc Bộ Y tế Brazil) vận hành — để nghe trực tiếp về những bài học mà nhân viên học được trước khi thả những con muỗi đầu tiên vào cuối tháng 8 vừa qua.
Kiến thức quý giá này sẽ giúp định hướng các nỗ lực kiểm soát các bệnh do muỗi lan truyền trên toàn thế giới, theo Gabriela Paz-Bailey, một nhà dịch tễ học tại Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Mỹ (CDC), đóng tại San Juan, Puerto Rico. “Sẽ có rất nhiều bài học từ sự tham gia của chính phủ Brazil trong chiến lược này.”
Một nhà máy nhộn nhịp
Muỗi cái A. aegypti chỉ cần một lượng nhỏ nước — ví dụ như nước trong một nắp chai — để đẻ trứng. Điều này khiến việc ngăn muỗi sinh sản ở các khu đô thị trở nên khó khăn, nhưng cũng là lợi thế cho nhà máy. Cơ sở đã thiết kế các viên nang nhỏ, có thể hòa tan, giống như viên thuốc, mỗi viên chứa khoảng 500 trứng muỗi. Những viên nang này có thể được vận chuyển đến nơi cần thiết, rồi hòa tan trong một lượng nước nhỏ để nở. Thức ăn cho cá cũng được cho vào viên nang để nuôi ấu trùng.
Để sản xuất số lượng trứng khổng lồ, nhà máy dựa vào hàng triệu con muỗi trưởng thành giao phối và đẻ trứng liên tục. Các nhà nghiên cứu đảm bảo rằng muỗi sẽ mang chủng Wolbachia, có thể truyền từ muỗi cái sang con cái.
Trong một căn phòng ấn tượng của cơ sở, 66 lồng lưới đủ lớn để một người đứng bên trong, mỗi lồng chứa khoảng 10 triệu con muỗi. Muỗi cái đẻ trứng trên các dải giấy đặt dưới đáy lồng. Những trứng nhỏ màu đen, chỉ bằng hạt cát, được thu thập và cho vào viên nang hoặc giữ lại để nở, bổ sung muỗi trong các lồng.
Tuy nhiên, việc cho nở và nuôi muỗi trong môi trường kiểm soát là một thách thức. Ở mỗi giai đoạn của vòng đời, A. aegypti cần nhiệt độ và độ ẩm cụ thể. Trứng được lưu trong phòng mát nhưng ẩm để tránh bị khô. Ấu trùng cần điều kiện ấm hơn, nghĩa là muỗi phải được di chuyển sang các khu vực khác có điều kiện khí hậu kiểm soát khi phát triển. “Chúng rất mỏng manh. Nếu thay đổi một vài thông số về độ ẩm và nhiệt độ, sẽ ảnh hưởng đến chúng và năng suất,” Marlene Salazar, nhà sinh học tại cơ sở, cho biết.
Nhu cầu về máu
Thức ăn của muỗi cũng phức tạp hơn dự đoán. Máu là thành phần thiết yếu muỗi cái cần để đẻ trứng. Trong khi muỗi hoang dã ở thành phố đông dân có nguồn máu tươi dồi dào từ con người, muỗi nuôi tại nhà máy thì không. Các nhà máy muỗi nhỏ hơn ở Brazil và các nước khác thường dựa vào ngân hàng máu, nhận mẫu sắp hết hạn. Nhưng khi hoạt động tối đa, nhà máy wolbito sẽ cần 70 lít máu mỗi tuần. Vì vậy, dựa vào máu người là không bền vững.
Nhà máy đã tìm nguồn thay thế: một trại ngựa địa phương, nơi lấy máu định kỳ để sản xuất huyết thanh chống nọc độc. Mỗi con ngựa cung cấp tối đa 8 lít mỗi lần mà không bị tổn hại. Muỗi vẫn đang thích nghi với thực đơn mới, Luciano Moreira, nhà nghiên cứu muỗi và CEO nhà máy, cho biết. “Có thể mất vài thế hệ để đàn muỗi thích nghi với máu động vật,” ông nói, trộn một chút máu người để giúp muỗi điều chỉnh.
Các nhà nghiên cứu cũng nhận ra rằng để wolbitos sống sót trong tự nhiên, chúng cần được “rèn luyện”. Ở nhiều thành phố Brazil, muỗi hoang dã đã kháng thuốc diệt côn trùng, phổ biến ở khu dân cư và chính quyền thành phố. Điều này giúp chúng sống sót tốt hơn wolbitos. Để tăng khả năng này, nhà máy mang muỗi hoang dã từ các thành phố mục tiêu và lai với muỗi cái mang Wolbachia trong phòng thí nghiệm. “Không có lý do gì để thả một đàn nhạy cảm với thuốc diệt côn trùng,” Brandão nói. “Chúng sẽ bị tiêu diệt, còn muỗi địa phương thì sống sót.”
Đội ngũ sử dụng bẫy để liên tục thu thập và kiểm tra trứng muỗi ở mỗi khu vực thả để đảm bảo wolbitos giao phối thành công với muỗi hoang dã. Việc giám sát dài hạn cũng quan trọng để theo dõi virus sốt xuất huyết có phát triển hay kháng Wolbachia hay không, Paz-Bailey nói.
Vượt qua sự phản đối của cộng đồng
Kể từ khi khai trương vào tháng 7, nhiều tin đồn trên mạng lan truyền rằng muỗi nuôi tại nhà máy gây bệnh thay vì ngăn bệnh. “Chúng tôi có nhiều người ủng hộ, nhưng cũng có kẻ ghét,” Moreira nói. Gần đây, một người phản đối đến nhà máy, quay phim và đăng lên mạng. Một số bình luận còn gợi ý đốt nhà máy. “Chúng tôi phải báo cảnh sát,” Moreira cho biết.
Gabriel Sylvestre Ribeiro, một quản lý tại nhà máy, cho biết một phần công việc hiện tại là chống thông tin sai lệch về nhà máy. Trước khi thả muỗi ở một địa điểm, nhóm tương tác cộng đồng tổ chức các cuộc họp, hội thảo và hoạt động để giải thích phương pháp cho người dân, đồng thời khảo sát xem họ có hiểu và đồng ý không. “Chúng tôi liên tục thấy tỷ lệ chấp nhận rất cao, trên 90%,” Ribeiro nói.
Nhà máy thả những con muỗi đầu tiên vào ngày 27/8 tại bang Santa Catarina, phía nam Brazil. Tiếp theo, wolbitos sẽ được thả trên bầu trời Brasilia, thủ đô của quốc gia.
Nhà máy chứa hơn 60 lồng lưới, mỗi lồng nuôi khoảng 10 triệu con muỗi. Bên trong, chúng sinh sản và đẻ trứng. Ảnh: Mariana Pereira Lenharo, Nature
