El control de enfermedades transmitidas por mosquitos tiene una nueva arma genética

La bacteria Wolbachia es el parásito con más éxito que se conoce. Capaz de infectar todo tipo de artrópodos, manipula su ciclo reproductivo para potenciar el nacimiento de hembras infectadas, ya que sólo se transmite por via materna. Conocer su estrategia genética puede ser una herramienta, no solo para reducir las poblaciones de mosquitos transmisores de enfermedades sino también para prevenir que sean colonizados por virus como el dengue o el zika.

 

La bacteria Wolbachia

Wolbachia es un género de bacterias que infectan artrópodos, incluida una alta proporción de especies de insectos. Es uno de los microbios parásitos más comunes a nivel global, y se estima que esta bacteria está presente en hasta un 60% de todas las especies de insectos, incluidos algunos mosquitos.

El secreto de su expansivo éxito es su habilidad para manipular la reproducción de sus anfitriones para propagarse a través de las hembras. Desde hace más de 40 años se conoce esta notable capacidad de la bacteria, pero ha sido ahora, en las Universidades de Vanderbilt y Yale (EEUU) que se han logrado identificar los genes específicos que se la confieren.

Los autores del estudio, que llevan cerca de dos décadas buscando estos genes, han visto su uso potencial en la ingeniería genética para producir métodos más eficaces de control de la propagación de enfermedades transmitidas por insectos, como el dengue y el Zika.

Incompatibilidad citoplasmática

Wolbachia manipula la reproducción de sus anfitriones mediante un proceso llamado "incompatibilidad citoplásmica", que hace que el esperma de los machos infectados sea letal para los huevos de las hembras no infectadas. Al parecer el proceso está producido por un único par de genes, que producen este efecto sólo cuando trabajan juntos.

wolbachiaCuando un macho infectado con la bacteria se aparea con una hembra no infectada, no eclosiona prácticamente ninguno de sus huevos. Sin embargo, cuando un macho infectado se aparea con una hembra infectada, o un macho no infectado con una hembra infectada, producen el mismo número de descendientes que las parejas en las que macho y hembra no están infectados.

Este fenómeno maximiza el número de hembras infectadas producidas en cada generación, lo que beneficia a Wolbachia, que sólo se transmite a través de la línea materna. La estrategia es extremadamente efectiva y, en condiciones ideales, permite a la bacteria infectar toda la población de anfitriones en un intérvalo de pocas generaciones o años.

Nuevas estrategias de control en mosquitos

Durante años los científicos han intentado encontrar la manera de utilizar esta bacteria para controlar los mosquitos transmisores de enfermedades, con algunos éxitos. 

Por ejemplo, aunque la bacteria Wolbachia no se encuentra normalmente en el mosquito Aedes aegypti, transmisor de los virus del dengue, zika y chikungunya, investigadores australianos descubrieron hace unos años, que cuando se la introduce en este mosquito evita que estos virus crezcan dentro del insecto.A partir de este hallazgo, se creó la iniciativa internacional "Eliminar el Dengue", que investiga el uso de la bacteria para reducir la capacidad de los mosquitos para transmitir virus dañinos para la salud humana, como el dengue, considerado como la enfermedad viral transmitida por mosquitos de más rápida propagación a nivel mundial.

El nuevo hallazgo realizado en Vanderbilt y Yale plantea dos posibilidades de control, que ya están en proceso de ser patentadas.

wolbachia

Una de ellas es transformar directamente cepas de Wolbachia, insertandoles más copias de los genes responsables de la incompatibilidad citoplásmica (IC). Los insectos infectados con esta "super-Wolbachia" se propagarían más rápidamente y podrían ser más eficaces dentro de una estrategia dirigida al reemplazo o la supresión de la población de mosquitos.

La otra opción es insertar los genes IC en el genoma del insecto, para que puedan causar directamente la incompatibilidad citoplasmática. Esta técnica haría posible contener o reprimir las especies de insectos que son resistentes a la infección por Wolbachia.

Un largo camino todavia por recorrer

La larga búsqueda de los genes IC ha implicado un proceso de seguimiento, por secuenciación y comparación de genomas de cepas de Wolbachia que causan incompatibilidad citoplásmica y otras que no. Por un proceso de eliminación, rastrearon buscando los genes responsables de la IC hasta identificar dos que parecian prometedores.

Al insertar cada uno de estos dos genes por separado en el genoma de mosca de la fruta no se detectó ningún efecto sobre la reproducción de la mosca y sus huevos eclosionaron normalmente. Fué al intentarlo con ambos genes a la vez cuando se consiguió lograr el efecto de incompatibilidad citoplásmica en la mosca.

Sin embargo, el origen de estos genes sigue siendo un misterio. Al parecer están localizados en una porción del genoma de Wolbachia llamado "módulo de asociación eucariota", que contiene genes que son utilizados por la bacteria para interactuar con su anfitrión.

El próximo paso que se plantea el equipo de investigadores es buscar los genes, en las hembras infectadas, que contrarrestan a la IC, rescatan los huevos y permiten que éstos eclosionen normalmente.

 

Fuente: www.vanderbilt.edu

 

 

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