La malaria sigue siendo una de las enfermedades más mortales del mundo. Cada año, las infecciones de malaria provocan cientos de miles de muertes, y la mayoría de las muertes ocurren en niños menores de cinco años. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades anunciaron recientemente que se detectaron cinco casos de malaria transmitida por mosquitos en los Estados Unidos, la primera propagación reportada en el país en dos décadas.
Afortunadamente, los científicos están desarrollando tecnologías seguras para detener la transmisión de la malaria mediante la edición genética de los mosquitos que propagan el parásito que causa la enfermedad. Investigadores de la Universidad de California en San Diego, dirigidos por el laboratorio del profesor Omar Akbari, han diseñado una nueva forma de suprimir genéticamente las poblaciones de Anopheles gambiae, los mosquitos que propagan principalmente la malaria en África y contribuyen a la pobreza económica en las regiones afectadas. El nuevo sistema tiene como objetivo y mata a las hembras de la población de A. gambiae, ya que muerden y propagan la enfermedad.
En una publicación del 5 de julio en la revista Science Advances, la primera autora Andrea Smidler, becaria postdoctoral en la Facultad de Ciencias Biológicas de la UC San Diego, junto con ex estudiantes de maestría y coautores James Pai y Reema Apte, crearon un sistema llamado Ifegenia, un acrónimo de “eliminación femenina heredada por nucleasas codificadas genéticamente para interrumpir alelos”. La técnica aprovecha la tecnología CRISPR para interrumpir un gen conocido como sin hembra (fle) que controla el desarrollo sexual en los mosquitos A. gambiae. Los científicos de la UC Berkeley y el Instituto de Tecnología de California contribuyeron al esfuerzo de investigación.
Ifegenia funciona codificando genéticamente los dos elementos principales de CRISPR dentro de los mosquitos africanos. Estos incluyen una nucleasa Cas9, las “tijeras” moleculares que hacen los cortes y un ARN guía que dirige el sistema al objetivo a través de una técnica desarrollada en estos mosquitos en el laboratorio de Akbari. Modificaron genéticamente dos familias de mosquitos para expresar por separado Cas9 y el ARN guía de detección de moscas.
“Los cruzamos juntos y en la descendencia mató a todos los mosquitos hembra”, dijo Smidler, “fue extraordinario”. Mientras tanto, los mosquitos macho A. gambiae heredan Ifegenia pero la edición genética no afecta su reproducción. Permanecen reproductivamente aptos para aparearse y propagar Ifegenia.
La propagación del parásito finalmente se detiene ya que se eliminan las hembras y la población llega a un callejón sin salida reproductivo. El nuevo sistema, señalan los autores, elude ciertos obstáculos de resistencia genética y los problemas de control que enfrentan otros sistemas, como los impulsores genéticos, ya que los componentes Cas9 y el ARN guía se mantienen separados hasta que la población está lista para ser suprimida.
“Demostramos que los machos de Ifegenia siguen siendo reproductivamente viables y pueden cargar tanto mutaciones de fle como maquinaria CRISPR para inducir mutaciones de fle en generaciones posteriores, lo que da como resultado una supresión sostenida de la población”, señalan los autores en el artículo. “A través del modelado, demostramos que las liberaciones iterativas de machos de Ifegenia que no muerden pueden actuar como un sistema de supresión y eliminación de población efectivo, confinable, controlable y seguro”.
Los métodos tradicionales para combatir la propagación de la malaria, como los mosquiteros y los insecticidas, han demostrado cada vez más ser ineficaces para detener la propagación de la enfermedad. Los insecticidas todavía se usan mucho en todo el mundo, principalmente en un esfuerzo por detener la malaria, que aumenta los riesgos ecológicos y para la salud en áreas de África y Asia.
Smidler, quien obtuvo un Ph.D. (ciencias biológicas de la salud pública) de la Universidad de Harvard antes de unirse a UC San Diego en 2019, está aplicando su experiencia en el desarrollo de tecnología genética para abordar la propagación de la enfermedad y el daño económico que conlleva. Una vez que ella y sus colegas desarrollaron Ifegenia, se sorprendió de lo eficaz que funcionaba la tecnología como sistema de supresión.
“Esta tecnología tiene el potencial de ser la solución segura, controlable y escalable que el mundo necesita con urgencia para eliminar la malaria de una vez por todas”, dijo Akbari, profesor del Departamento de Biología Celular y del Desarrollo. “Ahora necesitamos hacer la transición de nuestros esfuerzos para buscar la aceptación social, las autorizaciones de uso reglamentario y las oportunidades de financiación para someter este sistema a su prueba definitiva de supresión de las poblaciones de mosquitos salvajes que transmiten la malaria. Estamos en la cúspide de tener un gran impacto en el mundo y no se detendrá hasta que eso se logre”.
Los investigadores señalan que la tecnología detrás de Ifegenia podría adaptarse a otras especies que propagan enfermedades mortales, como los mosquitos que transmiten los virus del dengue, chikunguña y fiebre amarilla.
Fuente: Phys.org.
