La guerra de la ciencia contra el mosquito del zika
La manipulación genética y el uso de bacterias podrían extinguir los mosquitos que transmiten el virus
Miguel Ángel Criado
El País
La ciencia podría acabar con el mosquito que transmite el virus del Zika o, al menos, reducir de forma significativa su población. Con el concurso de las más modernas herramientas de manipulación genética, los científicos proponen esterilizar a los machos, masculinizar a las hembras o hacer a las crías adictas a un antibiótico. Otros han encontrado en una bacteria un mecanismo menos radical para que los mosquitos sean resistentes a los virus.
La Organización Mundial de la Salud decía esta semana que hay al menos 15 grupos trabajando en una vacuna contra el virus del Zika. Pero añadía enseguida que harán falta unos 18 meses para que pueda ser probada a gran escala. En ese plazo, la ciencia podría llevar a la extinción al mosquito que transmite el virus, siempre que se rebajaran los controles de seguridad a los experimentos que se están realizando con mosquitos transgénicos. Otra cosa es que sea aceptable acabar con toda una especie, aunque sea la de un mosquito que transmite varios virus.
La idea básica aquí es matar al mensajero. El vector del Zika es el Aedes aegypti, mosquito originario de África que ha colonizado toda la zona tropical del planeta y que también puede transmitir la fiebre amarilla, el dengue o el chikunguña. Entre las armas convencionales para frenarlo están los insecticidas y el uso de repelentes o hasta, como han hecho las autoridades de varios países americanos con más efectismo que efectividad, desplegar miles de soldados para cazarlos casa por casa.
Pero esta guerra no se va a ganar con armas convencionales, sino con la genética y una especie de guerra bacteriológica. La esterilización de mosquitos machos mediante radiación antes de liberarlos en grandes cantidades es una de las opciones ya realizada en pequeños experimentos. Se trataría de soltar tantos que tuvieran una ventaja numérica frente a los silvestres a la hora de aparearse con las hembras.
Con la misma filosofía, la firma británica Oxitec usa una estrategia mucho más refinada. mediante manipulación genética, consiguieron el mosquito OX513A, un ejemplar macho que porta y transmite una mutación genética que hace que sus crías sean dependientes de la tetraciclina, un antibiótico. Al faltarles, mueren antes de superar la fase de pupa o larva. Tras una serie de ensayos en varios países, el año pasado, Oxitec inició un piloto en Piracicaba (Brasil). Aunque entonces su objetivo era comprobar si la proliferación de estos mosquitos transgénicos rebajaba la incidencia del dengue, ahora se ha ampliado a más zonas, esta vez para luchar contra el zika.
"La estrategia de Oxitec requiere la separación a mano de los machos y las hembras en la fase de pupa. Eso es mucho trabajo, tanto en separarlos y criarlos como al descartar a las muchas hembras", dice el profesor de la universidad Virginia Tech (EE UU), Zach Adelman. Este entomólogo propone otra idea más radical: masculinizar a las hembras del A. aegypti, las únicas que pican y transmiten el virus. "Usando nuestro enfoque, todos los mosquitos criados en la factoría serían machos. No sería necesaria la separación por sexos ni desperdiciar recursos con las hembras", añade.
Liderando una decena de científicos, Adelman descubrió el verano pasado lo que llamaron el factor M o de masculinidad que determina el sexo en el A. aegypti. "El factor M es un gen que sirve como interruptor maestro. Cuando está on, el mosquito se desarrolla como macho, cuando está off, lo hace como hembra. Como solo las hembras ponen huevos, cuanto más extendido esté este interruptor en la naturaleza, menos hembras de las que pican habrá", explica Adelman.
Con una manipulación genética tradicional, la transmisión de este factor de masculinidad seguiría las leyes de Mendel, es decir, al principio se transmitiría al 50% de las crías, pero sin la liberación de nuevas remesas de mosquitos transgénicos, acabaría por retroceder. Aquí es donde interviene una de las técnicas más recientes y tan poderosa que casi da miedo.
Genetistas quieren esterilizar a los machos del mosquito 'A. aegypti', masculinizar a las hembras o hacer a las crías adictas a un antibiótico
Se trata de los sistemas que en español han bautizado como reacción en cadena genética o impulso genético (gene drive, en inglés). Usando la técnica de edición genética CRISPR, Adelman cree que se podría convertir al gen del factor M en dominante. "El sistema CRISPR/Cas9 permite actuar sobre una zona específica de un cromosoma, quebrándola. Si somos muy precisos donde rompemos, podríamos duplicar el gen del factor. De esta manera, casi toda la progenie serían machos, en vez de solo la mitad. Este sesgo podría continuar en cada generación hasta que casi no quedaran hembras", sostiene el entomólogo estadounidense.
Este poder de los sistemas de impulso genético llevó a una veintena de los más destacados expertos en estas nuevas herramientas de ingeniería genética a publicar una lista de recomendaciones de seguridad para evitar que los experimentos no salgan aún del laboratorio. Las Academias Nacionales de EE UU están elaborando un informe sobre las posibilidades y los riesgos de estas técnicas de manipulación que se espera para esta primavera.
La bacteria antivirus
Mucho antes de que los humanos idearan estos sofisticados sistemas de manipulación genética, una bacteria ya se las había ingeniado para determinar el sexo de los insectos dentro de los que vive. Se trata de la Wolbachia pipientis y, a pesar de que tiene el poder de decidir qué hembra puede tener descendencia y cual no, está considerada como un simbionte y no como un parásito o patógeno. La razón es que compensa aquello con la defensa que ofrece a su huésped contra varios virus. Y si el mosquito no tiene el virus, no puede transmitirlo a los humanos.
"Numerosas cepas de Wolbachia inducen lo que se llama incompatibilidad citoplasmática en los insectos en los que viven. Aunque el mecanismo molecular, no está claro, lo que ocurre es que si un mosquito macho con Wolbachia se aparea con una hembra sin Wolbachia, los huevos no eclosionan. Por el contrario, si tanto el macho como la hembra contienen la bacteria, los huevos eclosionan y los nuevos mosquitos estarán infectados con Wolbachia. Este mecanismo proporciona una ventaja reproductiva a las hembras con Wolbachia frente a las hembras sin Wolbachia", explica el entomólogo de la Universidad Monash de Melbourne (Australia), Iñaki Iturbe-Ormaetxe.
Este investigador vasco forma parte de un grupo de científicos que investiga el uso de la Wolbachia para acabar con el dengue, otro de los virus que transmite el A. aegypti. La bacteria, que está presenta en hasta el 70% de las especies de artrópodos, no tiene a este mosquito entre sus huéspedes. Por eso, el equipo del que forma parte Iturbe-Ormaetxe lleva años inoculando diversas cepas de la bacteria en mosquitos.
"En el año 2011 iniciamos la liberación de mosquitos con Wolbachia en el norte de Queensland, Australia, en las localidades de Cairns y Townsville. Estos ensayos se han expandido globalmente y estamos liberando mosquitos en Medellín (Colombia), en Vietnam, en Yogyakarta (Indonesia) y Río de Janeiro, en Brasil", comenta el entomólogo vasco. El objetivo último de estos ensayos lo deja claro el nombre de la web del proyecto: Eliminate Dengue: Our Challenge, liderada por el científico Scott O'Neill.
Aprovechando aquella incompatibilidad citoplasmática, los mosquitos con Wolbachia liberados podrían desatar una reacción en cadena e ir reemplazando a los que no portan la bacteria. O'Neill y los suyos acaban de publicar su última creación. Un mosquito que porta dos cepas diferentes de la Wolbachia. De esta manera, se bloquea la posibilidad de que el virus se haga resistente. Sus resultados son muy prometedores.
A cuatro grupos de mosquitos sin presencia vírica, uno silvestre, otros dos con cepas diferentes de la bacteria y un cuarto con las dos cepas, los alimentaron con sangre de 43 enfermos de dengue. Según publican en PLoS Pathogens, el 42,6% de los silvestres acabó teniendo el virus en su saliva, frente a poco más del 6% de los que tenían una cepa bacteriana. Sin embargo, los infectados por las dos cepas de Wolbachia a la vez, solo el 2,8% tenía el virus del dengue. Además, la concentración del virus en el abdomen y las glándulas salivares era mucho menor en los mosquitos con Wolbachia, en especial en los protegidos por las dos variedades de la bacteria.
"Aunque el principal objetivo de nuestro programa es la eliminación del dengue, esta tecnología es aplicable a otras enfermedades transmitidas por mosquitos, ya que la presencia de Wolbachia en el mosquito Aedes aegypti también reduce significativamente la transmisión de otros virus, incluyendo el virus de la fiebre amarilla, el Chikunguña, y el virus del Zika", sostiene Iturbe-Ormaetxe. De hecho, están a punto de publicar un estudio sobre el uso de la Wolbachia para frenar al zika.
Tanto la manipulación genética con técnicas de gene drive como el uso de la bacteria prometen acabar con el mosquito vector de cuatro de los virus que más asolan este planeta. Pero mientras que la primera exige acabar con el mosquito, erradicarlo, la segunda solo quiere, como dice el entomólogo vasco, "nuestro proyecto no está encaminado a eliminar los mosquitos sino a reemplazarlos por otros que no transmiten estos virus, por ello nuestro método no tiene impactos en el ecosistema; simplemente estamos eliminando la capacidad del mosquito de transmitir virus".
El País
La ciencia podría acabar con el mosquito que transmite el virus del Zika o, al menos, reducir de forma significativa su población. Con el concurso de las más modernas herramientas de manipulación genética, los científicos proponen esterilizar a los machos, masculinizar a las hembras o hacer a las crías adictas a un antibiótico. Otros han encontrado en una bacteria un mecanismo menos radical para que los mosquitos sean resistentes a los virus.
La Organización Mundial de la Salud decía esta semana que hay al menos 15 grupos trabajando en una vacuna contra el virus del Zika. Pero añadía enseguida que harán falta unos 18 meses para que pueda ser probada a gran escala. En ese plazo, la ciencia podría llevar a la extinción al mosquito que transmite el virus, siempre que se rebajaran los controles de seguridad a los experimentos que se están realizando con mosquitos transgénicos. Otra cosa es que sea aceptable acabar con toda una especie, aunque sea la de un mosquito que transmite varios virus.
La idea básica aquí es matar al mensajero. El vector del Zika es el Aedes aegypti, mosquito originario de África que ha colonizado toda la zona tropical del planeta y que también puede transmitir la fiebre amarilla, el dengue o el chikunguña. Entre las armas convencionales para frenarlo están los insecticidas y el uso de repelentes o hasta, como han hecho las autoridades de varios países americanos con más efectismo que efectividad, desplegar miles de soldados para cazarlos casa por casa.
Pero esta guerra no se va a ganar con armas convencionales, sino con la genética y una especie de guerra bacteriológica. La esterilización de mosquitos machos mediante radiación antes de liberarlos en grandes cantidades es una de las opciones ya realizada en pequeños experimentos. Se trataría de soltar tantos que tuvieran una ventaja numérica frente a los silvestres a la hora de aparearse con las hembras.
Con la misma filosofía, la firma británica Oxitec usa una estrategia mucho más refinada. mediante manipulación genética, consiguieron el mosquito OX513A, un ejemplar macho que porta y transmite una mutación genética que hace que sus crías sean dependientes de la tetraciclina, un antibiótico. Al faltarles, mueren antes de superar la fase de pupa o larva. Tras una serie de ensayos en varios países, el año pasado, Oxitec inició un piloto en Piracicaba (Brasil). Aunque entonces su objetivo era comprobar si la proliferación de estos mosquitos transgénicos rebajaba la incidencia del dengue, ahora se ha ampliado a más zonas, esta vez para luchar contra el zika.
"La estrategia de Oxitec requiere la separación a mano de los machos y las hembras en la fase de pupa. Eso es mucho trabajo, tanto en separarlos y criarlos como al descartar a las muchas hembras", dice el profesor de la universidad Virginia Tech (EE UU), Zach Adelman. Este entomólogo propone otra idea más radical: masculinizar a las hembras del A. aegypti, las únicas que pican y transmiten el virus. "Usando nuestro enfoque, todos los mosquitos criados en la factoría serían machos. No sería necesaria la separación por sexos ni desperdiciar recursos con las hembras", añade.
Liderando una decena de científicos, Adelman descubrió el verano pasado lo que llamaron el factor M o de masculinidad que determina el sexo en el A. aegypti. "El factor M es un gen que sirve como interruptor maestro. Cuando está on, el mosquito se desarrolla como macho, cuando está off, lo hace como hembra. Como solo las hembras ponen huevos, cuanto más extendido esté este interruptor en la naturaleza, menos hembras de las que pican habrá", explica Adelman.
Con una manipulación genética tradicional, la transmisión de este factor de masculinidad seguiría las leyes de Mendel, es decir, al principio se transmitiría al 50% de las crías, pero sin la liberación de nuevas remesas de mosquitos transgénicos, acabaría por retroceder. Aquí es donde interviene una de las técnicas más recientes y tan poderosa que casi da miedo.
Genetistas quieren esterilizar a los machos del mosquito 'A. aegypti', masculinizar a las hembras o hacer a las crías adictas a un antibiótico
Se trata de los sistemas que en español han bautizado como reacción en cadena genética o impulso genético (gene drive, en inglés). Usando la técnica de edición genética CRISPR, Adelman cree que se podría convertir al gen del factor M en dominante. "El sistema CRISPR/Cas9 permite actuar sobre una zona específica de un cromosoma, quebrándola. Si somos muy precisos donde rompemos, podríamos duplicar el gen del factor. De esta manera, casi toda la progenie serían machos, en vez de solo la mitad. Este sesgo podría continuar en cada generación hasta que casi no quedaran hembras", sostiene el entomólogo estadounidense.
Este poder de los sistemas de impulso genético llevó a una veintena de los más destacados expertos en estas nuevas herramientas de ingeniería genética a publicar una lista de recomendaciones de seguridad para evitar que los experimentos no salgan aún del laboratorio. Las Academias Nacionales de EE UU están elaborando un informe sobre las posibilidades y los riesgos de estas técnicas de manipulación que se espera para esta primavera.
La bacteria antivirus
Mucho antes de que los humanos idearan estos sofisticados sistemas de manipulación genética, una bacteria ya se las había ingeniado para determinar el sexo de los insectos dentro de los que vive. Se trata de la Wolbachia pipientis y, a pesar de que tiene el poder de decidir qué hembra puede tener descendencia y cual no, está considerada como un simbionte y no como un parásito o patógeno. La razón es que compensa aquello con la defensa que ofrece a su huésped contra varios virus. Y si el mosquito no tiene el virus, no puede transmitirlo a los humanos.
"Numerosas cepas de Wolbachia inducen lo que se llama incompatibilidad citoplasmática en los insectos en los que viven. Aunque el mecanismo molecular, no está claro, lo que ocurre es que si un mosquito macho con Wolbachia se aparea con una hembra sin Wolbachia, los huevos no eclosionan. Por el contrario, si tanto el macho como la hembra contienen la bacteria, los huevos eclosionan y los nuevos mosquitos estarán infectados con Wolbachia. Este mecanismo proporciona una ventaja reproductiva a las hembras con Wolbachia frente a las hembras sin Wolbachia", explica el entomólogo de la Universidad Monash de Melbourne (Australia), Iñaki Iturbe-Ormaetxe.
Este investigador vasco forma parte de un grupo de científicos que investiga el uso de la Wolbachia para acabar con el dengue, otro de los virus que transmite el A. aegypti. La bacteria, que está presenta en hasta el 70% de las especies de artrópodos, no tiene a este mosquito entre sus huéspedes. Por eso, el equipo del que forma parte Iturbe-Ormaetxe lleva años inoculando diversas cepas de la bacteria en mosquitos.
"En el año 2011 iniciamos la liberación de mosquitos con Wolbachia en el norte de Queensland, Australia, en las localidades de Cairns y Townsville. Estos ensayos se han expandido globalmente y estamos liberando mosquitos en Medellín (Colombia), en Vietnam, en Yogyakarta (Indonesia) y Río de Janeiro, en Brasil", comenta el entomólogo vasco. El objetivo último de estos ensayos lo deja claro el nombre de la web del proyecto: Eliminate Dengue: Our Challenge, liderada por el científico Scott O'Neill.
Aprovechando aquella incompatibilidad citoplasmática, los mosquitos con Wolbachia liberados podrían desatar una reacción en cadena e ir reemplazando a los que no portan la bacteria. O'Neill y los suyos acaban de publicar su última creación. Un mosquito que porta dos cepas diferentes de la Wolbachia. De esta manera, se bloquea la posibilidad de que el virus se haga resistente. Sus resultados son muy prometedores.
A cuatro grupos de mosquitos sin presencia vírica, uno silvestre, otros dos con cepas diferentes de la bacteria y un cuarto con las dos cepas, los alimentaron con sangre de 43 enfermos de dengue. Según publican en PLoS Pathogens, el 42,6% de los silvestres acabó teniendo el virus en su saliva, frente a poco más del 6% de los que tenían una cepa bacteriana. Sin embargo, los infectados por las dos cepas de Wolbachia a la vez, solo el 2,8% tenía el virus del dengue. Además, la concentración del virus en el abdomen y las glándulas salivares era mucho menor en los mosquitos con Wolbachia, en especial en los protegidos por las dos variedades de la bacteria.
"Aunque el principal objetivo de nuestro programa es la eliminación del dengue, esta tecnología es aplicable a otras enfermedades transmitidas por mosquitos, ya que la presencia de Wolbachia en el mosquito Aedes aegypti también reduce significativamente la transmisión de otros virus, incluyendo el virus de la fiebre amarilla, el Chikunguña, y el virus del Zika", sostiene Iturbe-Ormaetxe. De hecho, están a punto de publicar un estudio sobre el uso de la Wolbachia para frenar al zika.
Tanto la manipulación genética con técnicas de gene drive como el uso de la bacteria prometen acabar con el mosquito vector de cuatro de los virus que más asolan este planeta. Pero mientras que la primera exige acabar con el mosquito, erradicarlo, la segunda solo quiere, como dice el entomólogo vasco, "nuestro proyecto no está encaminado a eliminar los mosquitos sino a reemplazarlos por otros que no transmiten estos virus, por ello nuestro método no tiene impactos en el ecosistema; simplemente estamos eliminando la capacidad del mosquito de transmitir virus".
