Gracias a la investigación genética, los mosquitos podrían dejar de picarnos

Entre todas las bestias del reino animal, quizás ninguna sea más peligrosa para los humanos como el mosquito.

Los estridentes insectos no sólo son irritantes, también pueden ser mortales. De hecho, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE.UU (CDC) consideran que son responsables de al menos 700.000 decesos en todo el mundo cada año, gracias a su capacidad de transmitir enfermedades como la malaria y la fiebre amarilla con una sola picadura.

Esto los convierte en 50.000 veces más mortales para los humanos que los tiburones, según la agencia.

Para frustrar a estos pequeños asesinos voladores, los investigadores desarrollaron una gama de estrategias que incluyen insecticidas, programas de esterilización y repelentes como Deet. Ahora, los científicos creen que la genética de los mosquitos les ayudará a agregar una nueva arma a ese arsenal.

“Para descubrir cómo tratar a los mosquitos, primero tenemos que entenderlos”, explicó Matt DeGennaro, un neurobiólogo especializado en estos insectos, de Florida International University, en Miami.

El trabajo de DeGennaro se centra en una especie específica llamada Aedes aegypti. Es un insecto pequeño y sigiloso que está altamente adaptado a vivir con humanos.

La especie fue vista por primera vez en el sur de California en 2014, y se ha extendido desde entonces.

Desafortunadamente para nosotros, no les lleva mucho tiempo propagarse: sus huevos pueden eclosionar en un cuarto de pulgada de agua contenida en una tapa de botella, e incluso en una bolsa de comida arrugada salpicada por un aparato de riego.

Las hembras requieren una comida de sangre para poner sus huevos (los machos no pican), y prefieren picar a los humanos. En el camino, pueden infectarse con virus que causan zika, dengue, fiebre amarilla y chikungunya. Los virus no afectan a los mosquitos, pero pueden enfermar al humano que tuvo la mala suerte de ser picado inmediatamente después (o después, o después).

“Creo que son increíbles; como científico me encanta estudiarlos, pero me doy cuenta de que mi objetivo final es frustrarlos”, remarcó DeGennaro. “Somos algo así como enemigos íntimos”.

Durante los últimos años, DeGennaro ha intentado entender cómo los mosquitos encuentran a los humanos para picar, y qué genes les ayudan a hacerlo. “Esa información es realmente importante, porque una vez que aprendemos cómo funcionan esos receptores sensoriales, podemos manipularlos con repelentes”, remarcó.

Trabajos anteriores han demostrado que la Aedes aegypti hembra se basa en una serie de señales químicas para detectar un huésped humano.

Primero, huele el dióxido de carbono que exhalamos, que puede sentir desde más de 30 pies de distancia. Esto la alerta de la presencia de un vertebrado cercano.

“Es como el café para los mosquitos”, comparó DeGennaro.

Luego vuela más cerca para detectar nuestro olor corporal, con la esperanza de identificar la mezcla única y compleja de compuestos que le dice que la fuente de CO2 es realmente humana.

A continuación, volará aún más cerca para ver si puede sentir el calor de nuestro cuerpo. Esto confirma que estamos vivos, respiramos y estamos llenos de sangre.

Finalmente aterriza, degustando nuestra piel con sensores en sus patas. “En este momento experimentan todas las señales a la vez, y debe ser algo embriagador”, dijo DeGennaro. “El mosquito piensa: ‘No me importa si vas a golpearme, te voy a picar de todas formas’”.

Todos los vertebrados exhalan CO2 y la mayoría libera calor corporal, por lo que los científicos concluyeron que debe haber un aroma humano único que guíe un mosquito directamente a nosotros. También debe existir un gen (o varios) que los ayude a hacerlo.

En un estudio anterior, DeGennaro usó el sistema de edición de genes CRISPR-Cas9 para eliminar el gen de un receptor de olor en sus neuronas olfativas, para ver cómo afectaba la capacidad del insecto de encontrar un humano a quien picar. Por supuesto, los mosquitos mutantes sin el gen del receptor, llamado Orco, tuvieron más problemas que los mosquitos comunes para diferenciar entre humanos y otros animales.

Pero incluso sin Orco, aún podían hallar humanos. Esto significaba que tenía que haber otros receptores de olor que les permitieran localizarlos.

DeGennaro lo intentó de nuevo. En otro estudio, usó CRISPR para alterar el gen de un receptor de olor diferente, conocido como IR8a. El experto eligió este gen porque se expresa sólo en las antenas de los mosquitos, que son lo que emplean para oler su ambiente, dijo.

En uno de los primeros experimentos, los investigadores insertaron un electrodo en las antenas de los insectos para medir la actividad eléctrica que generaban en presencia de ácido láctico y CO2 (el ácido láctico es un componente clave del olor humano, que nos diferencia de otras especies del reino animal).

Los mosquitos sin el gen IR8a funcional no respondieron en absoluto al ácido láctico ni a otras sustancias químicas ácidas emitidas por los humanos, mientras que aquellos con una versión normal del gen sí lo hicieron.

Después, compararon el comportamiento de las hembras con y sin el gen IR8a, colocando a los insectos en un tubo de plástico con una caja de olor pegada contra el viento. De sentirse atraídos por lo que percibían en la caja, los mosquitos volarían hacia ella y quedarían atrapados en una pequeña trampa.

Usando este artilugio, encontraron que en presencia de CO2 y olor humano -provisto por un brazo humano o una media de nylon que había sido frotada contra la piel humana- el 75% de los mosquitos inalterados caían en la trampa, en comparación con el 50% con IR8a mutantes.

En otro experimento, usando un alimentador de sangre artificial, el 75% de los Aedes aegypti normales se alimentaba en presencia de CO2, olor y calor humanos, en comparación con alrededor del 30% de los mosquitos cuyo gen IR8a había sido eliminado.

Los resultados, publicados el pasado jueves en Current Biology, demuestran que el gen IR8a desempeña un papel importante en ayudar a los mosquitos hembra a encontrar humanos. Esto les da a los científicos un objetivo potencialmente útil para mantener a los insectos alejados de nosotros.

Sin embargo, todavía hay más trabajo por hacer.

“Es un avance significativo en el campo, pero no es infalible”, remarcó Walter Leal, quien estudia el olfato de insectos en UC Davis y no participó en el nuevo estudio. “Incluso si tuviéramos que generar mosquitos transgénicos que carezcan de IR8a, estos encontrarían humanos y otros vertebrados en el medio ambiente”.

Para Christopher Potter, un neurocientífico especializado en el olfato de insectos en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, aunque el trabajo demuestra de manera convincente que el IR8a es importante para la atracción humana en los mosquitos, no aborda el papel del gen en la identificación de seres humanos en particular.

“¿Los mosquitos con Ir8a mutantes tendrían problemas para distinguir a los humanos de otros animales? ¿O sólo serían defectuosos en la atracción hacia los animales en general?”, se preguntó Potter, quien no trabajó en el estudio. “Eso todavía debe determinarse”.

DeGennaro afirmó que sus próximos pasos son identificar los genes que funcionan con IR8a para detectar el ácido láctico en el sudor humano.

También planea buscar otros compuestos, además del ácido láctico, que puedan activar los receptores IR8a en los mosquitos, así como los olores que podrían bloquearlos. El primer tipo de molécula podría usarse para crear una trampa que ahuyente a los mosquitos de los humanos; el segundo podría hacer que los humanos resulten menos atractivos para estos insectos.

“Nuestro objetivo es descubrir cómo los mosquitos encuentran a las personas, y luego usar esa información para crear un perfume que nos salve de los piquetes”, afirmó DeGennaro.

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