Los científicos identifican un prometedor interruptor de la cadena de transmisión en la lucha contra la malaria
Crédito: CC0 Public Domain
El bloqueo de una proteína clave que se encuentra en los mosquitos Anopheles gambiae, el principal vector de transmisión de la malaria a los humanos en África, podría frustrar la infección por parásitos de la malaria y, por lo tanto, prevenirla de transmitir los parásitos a los humanos, según un estudio de investigadores del Johns Hopkins Malaria Research Institute de la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health.
En un experimento de laboratorio, los investigadores utilizaron la tecnología de edición de genes CRISPR/Cas9 para eliminar el gen de una proteína llamada CTL4 de los mosquitos Anopheles gambiae. Esta eliminación hizo que los mosquitos fueran altamente resistentes al parásito de la malaria. Los investigadores encontraron que la interrupción de la proteína CTL4 produjo una disminución del 64 por ciento en la prevalencia de la infección. Los investigadores creen que centrarse en la proteína CTL4 podría ser la base de nuevas estrategias para controlar la malaria en regiones donde todavía es endémica.
Los hallazgos se publican en línea el 26 de enero en PLoS Biology.
«En comparación con la mayoría de las otras estrategias de manipulación de genes o ingeniería genética que se han estudiado, estos resultados son realmente potentes y prometedores», dice el autor principal del estudio, George Dimopoulos, Ph.D., profesor del Departamento de Molecular W. Harry Feinstone de la Escuela Bloomberg. Microbiología e Inmunología y subdirector del Instituto de Investigación de la Malaria de Johns Hopkins. «Hacer esto con una población de mosquitos en la naturaleza podría ser todo lo que necesita para eliminar la malaria en esa región».
La malaria sigue siendo uno de los principales enfermedades. En 2020, causó un estimado de 241 millones de casos y 627,000 muertes, principalmente entre niños menores de cinco años, según la Organización Mundial de la Salud. El control de la malaria se basa en una combinación de medidas y tratamientos preventivos, que incluyen mosquiteros, insecticidas, medicamentos antipalúdicos y, desde el año pasado, vacunación. Los científicos también se han centrado en la cadena de transmisión de mosquito a humano, investigando formas de hacer que los mosquitos sean más resistentes a los parásitos de la malaria.
Estudios anteriores han identificado CTL4, una proteína con funciones múltiples, en parte desconocidas, en los mosquitos Anopheles, como un posible objetivo para la alteración de los mosquitos. Reducir el nivel de CTL4, usando una técnica más antigua llamada interferencia de ARN (ARNi), protege fuertemente a Anopheles de la infección con un parásito llamado Plasmodium berghei, que causa una enfermedad similar a la malaria en roedores y se usa comúnmente para modelar la malaria humana.
Al mismo tiempo, los estudios han demostrado que la reducción de Anopheles CTL4 mediante ARNi no los protege significativamente de la infección por Plasmodium falciparum, el parásito de la malaria humana más peligroso y el más prevalente en África. Sin embargo, debido a las limitaciones de la tecnología RNAi, la reducción de CTL4 en esos estudios no fue completa.
En el nuevo estudio, Dimopoulos y sus colegas usaron la tecnología más poderosa de eliminación de genes CRISPR/Cas9, esencialmente para eliminar CTL4 por completo.
Descubrieron que este agotamiento completo de CTL4 marcaba una gran diferencia. Permitieron que los mosquitos sin CTL4 y CTL4 intactos confinados en el laboratorio se alimentaran de muestras de sangre humana mezcladas con parásitos P. falciparum, y luego observaron, ocho días después, que los insectos sin CTL4 tenían tasas de infección mucho más bajas. Cuando la concentración de parásitos en la comida de sangre era baja, imitando las condiciones típicas en la naturaleza, solo el 19,7 por ciento de los mosquitos sin CTL4 estaban infectados, en comparación con el 61,3 por ciento de los mosquitos de control. Cuando la concentración de parásitos en la comida de sangre era alta, solo el 45,0 por ciento de los mosquitos sin CTL4 albergaban los parásitos, en comparación con el 97,3 por ciento de sus primos con CTL4 intactos.
Los estudios de modelos de transmisión de la malaria sugieren que tales un alto grado de protección en una población de mosquitos se traduciría en una prevención casi completa de la transmisión local de mosquitos a humanos, dice Dimopoulos.
El estudio también incluyó experimentos que iluminan los mecanismos biológicos por los cuales CTL4 normalmente ayuda a la malaria. los parásitos sobreviven dentro de los mosquitos. Esto representa un avance significativo en la ciencia básica de la malaria, además de su posible importancia traslacional, dice Dimopoulos.
Aunque la eliminación de CTL4 no tuvo un impacto significativo en la vida útil del mosquito en el estudio, los experimentos se realizaron en condiciones de laboratorio artificiales y, por lo tanto, tendría que replicarse en condiciones más naturales antes de que el silenciamiento de CTL4 pudiera probarse como una estrategia de control de mosquitos en la naturaleza. CTL4 tiene múltiples funciones en los mosquitos, incluida una función esencial durante el desarrollo, por lo que cualquier estrategia anti-CTL4 apuntaría, por ejemplo, a silenciar la proteína solo en la edad adulta.
Dimopoulos y su equipo ahora están trabajando en estrategias para lograr esa supresión selectiva de CTL4, incluido el uso de técnicas de «impulso genético», que en principio podrían forzar un gen supresor de CTL4 artificial en las poblaciones de mosquitos en la naturaleza.
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La desactivación de genes con la nueva herramienta CRISPR hace que los mosquitos sean altamente resistentes al parásito de la malaria Más información: Maria L. Simes et al, C-type lectin 4 regula la melanización de amplio espectro- refractariedad basada en los parásitos de la malaria, PLOS Biology (2022). DOI: 10.1371/journal.pbio.3001515 Información de la revista: PLoS Biology
Proporcionado por la Facultad de Salud Pública Bloomberg de la Universidad Johns Hopkins Cita: Los científicos identifican una cadena de transmisión prometedora: breaker in the fight against malaria (2022, 26 de enero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-scientists-transmission-chain-breaker-malaria.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.