¿Ayudarán los insectos transgénicos a detener las enfermedades?
wikimedia, departamento de agricultura de los Estados Unidos
Los insectos transmiten algunos de los patógenos más debilitantes del mundo, incluidos los responsables de la malaria, el dengue, la enfermedad de Chagas y la enfermedad del sueño. Entonces, naturalmente, la mejor manera de combatir estas enfermedades que amenazan la vida es en su origen. Históricamente, las estrategias de control de la malaria y el dengue han incorporado el control de la población de insectos mediante el uso de insecticidas, pero en los últimos años, los investigadores han recurrido a la ingeniería genética. Al desarrollar mosquitos que no son portadores de tales patógenos, los investigadores esperan detener la propagación de la enfermedad.
Después de muchos años de desarrollo esperanzador, estos mosquitos modificados genéticamente podrían finalmente estar cerca de demostrar su valía. Las pruebas de campo de mosquitos esterilizados genéticamente, dirigidos a las especies portadoras del dengue, están demostrando que fomentan la supresión de las poblaciones de mosquitos, mientras que una variedad de mosquitos resistentes a la malaria o al dengue manipulados genéticamente se acercan a su oportunidad de abordar las infecciones transmitidas por mosquitos fuera del laboratorio.
Eliminación de insectos
Los investigadores que crean insectos genéticamente modificados (GM) generalmente tienen uno de dos objetivos…
Una estrategia similar, conocida como el insecto estéril (SIT), se ha utilizado para reducir con éxito las poblaciones de moscas tsetsé, que portan el parásito que causa la enfermedad del sueño. En SIT, los insectos machos se esterilizan mediante irradiación y luego se liberan en la naturaleza, donde se reproducen con hembras silvestres, pero no producen descendencia, lo que reduce el tamaño de la siguiente generación. Al liberar regularmente suficientes machos estériles, los funcionarios pueden reducir drásticamente la cantidad de insectos portadores de enfermedades.
El uso de la ingeniería genética podría optimizar la estrategia SIT, dijo el genetista Luke Alphey de la Universidad de Oxford. En 2002, Alphey desarrolló un método que llamó RIDL, liberación de insectos portadores de un letal dominante. Modificó Aedes aegytpi, los principales portadores de la fiebre del dengue, para expresar una toxina letal en forma de larva, pero solo cuando no se exponen al antibiótico tetraciclina. Una dieta de alimentos ricos en tetraciclina permite que los insectos GM se desarrollen normalmente en el laboratorio, luego se liberan en la naturaleza donde no hay tetraciclina, y la progenie que hereda el gen de la toxina será eliminada antes de la edad adulta.
El mismo año , Alphey formó la empresa Oxitec para implementar sus mosquitos modificados en el campo. Hasta la fecha, Oxitec ha colaborado con los gobiernos de las Islas Caimán, Malasia y Brasil para comenzar a liberar sus mosquitos en áreas plagadas de dengue. Apenas el año pasado, informaron una supresión del 80 por ciento de los mosquitos en las Islas Caimán, y el ensayo brasileño está en curso.
Alphey y sus colegas de la Universidad de Oxford y el Imperial College de Londres también están desarrollando un medicamento similar sin tetraciclina basado en -estrategia de mordida que hace que las hembras no puedan volar. Y otra colaboración entre investigadores del Instituto de Tecnología de California y el Imperial College London está desarrollando machos transgénicos, llamados Semele, que portan una toxina que mata a las hembras salvajes al aparearse. Estas técnicas aún no se han probado en el campo.
Mosquitos libres de enfermedades
Una vez que un parásito de la malaria entra en un mosquito Anopheles, tarda 2 semanas en completa su ciclo de vida en su huésped, viaja a las glándulas salivales de los mosquitos y se vuelve infeccioso para los humanos. Esto brinda una ventana de oportunidad dorada para los investigadores que esperan desarrollar estrategias para hacer que los mosquitos sean más resistentes al parásito Plasmodium, las llamadas estrategias de picadura, explicó Marcelo Ramalho-Ortigo, entomólogo del estado de Kansas.</p
Algunos investigadores están desarrollando mosquitos para expresar péptidos y enzimas contra la malaria que inhiben el desarrollo de parásitos, por ejemplo. Otros, incluido James, se están enfocando incluso en etapas más tempranas de la infección, diseñando mosquitos para que expresen anticuerpos derivados de ratones que bloquean el Plasmodium para que no invada los tejidos de los mosquitos.
Investigadores de Johns La Universidad de Hopkins (JHU) está probando una táctica diferente para modificar el propio sistema inmunológico de los mosquitos. Los pocos parásitos lo suficientemente resistentes como para evadir el sistema inmunitario de los mosquitos son los que transmiten enfermedades, pero el biólogo molecular de JHU, George Dimoupolos, sospechaba que si aumentamos la respuesta inmunitaria natural [de los mosquitos], tal vez podríamos lograr una resistencia completa.
El grupo Dimopouloss ya ha desarrollado mosquitos Anopheles transgénicos que, en el laboratorio, resistieron mejor la infección por Plasmodium, con poco costo para la longevidad y la fecundidad, y los investigadores están trabajando actualmente para idear estrategias similares para combatir el dengue en A. aegypti también.
GM versus salvaje
El éxito de las estrategias de picar y no picar depende de la capacidad de los mosquitos GM para propagarse a través de la población silvestre. . Cuando un mosquito transgénico se aparea con un mosquito silvestre, solo algunos de los descendientes portarán los nuevos genes de resistencia transgénicos. Para asegurarse de que los genes transgénicos se introduzcan en las poblaciones silvestres, los científicos están desarrollando estrategias de impulso genético que garanticen que la descendencia de un apareamiento GM-silvestre portará los nuevos genes de resistencia.
La estrategia Semele adopta un rumbo particularmente inteligente. Mientras que los machos transgénicos portan una toxina que mata a las hembras salvajes, los investigadores también han desarrollado hembras transgénicas que portan un antídoto. Por lo tanto, los mosquitos GM machos solo producen descendencia con hembras GM que expresan las características GM mientras matan a las hembras salvajes para reducir la población de tipo salvaje.
Otro método de conducción genética prometedor, aún no probado en mosquitos, utiliza un elemento llamado Medea, un microARN derivado de la madre que silencia la expresión de una proteína importante para el desarrollo del embrión, combinado con un gen que rescata a la descendencia. Si las hembras transgénicas de moscas de la fruta se aparean con machos no transgénicos, solo la progenie que heredó Medea de su madre sobrevive hasta la edad adulta. Al emparejar Medea con genes transgénicos de interés, como los que confieren resistencia a la malaria a los mosquitos, los científicos esperan propagar rápidamente los transgenes en las poblaciones de insectos.
Otro método más en desarrollo se basa en una endonucleasa dirigida llamada I-SceI. Los genes de endonucleasas homing (HEG) son elementos genéticos egoístas que pueden propagarse a cromosomas homólogos, convirtiendo a los portadores heterocigotos en homocigotos que deben transmitir el HEG. De hecho, cuando los investigadores diseñaron mosquitos Anopheles gambiae para transportar I-Scel, descubrieron que se propagaba rápidamente a través de las poblaciones enjauladas. El siguiente paso es incorporar genes transgénicos en I-Scel, que los investigadores esperan que también asegure su rápida propagación.
Aunque ninguno de estos métodos se ha probado aún en el campo, confío en que un sistema de impulso genético se desarrollará para los mosquitos, dijo Dimopoulos. Y con tantos mosquitos transgénicos que controlan enfermedades en la última etapa de desarrollo, predice que las técnicas se pondrán a prueba en el campo y posiblemente se pondrán en práctica en los próximos 5 años más o menos.
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