¿Qué son las unidades genéticas? Cómo los científicos luchan contra los mosquitos mortales

¿Cuál es el animal más mortal en la tierra? Es una pregunta que trae a la mente temibles leones, tigres, tiburones y cocodrilos. Pero la respuesta es un animal que no mide más de 1 centímetro de largo.

Unas pocas especies de mosquitos, de los miles que pueblan diferentes ambientes, son los animales más mortíferos en la tierra. Anofeles solo los mosquitos transmiten la malaria a través de su picadura e infectan anualmente a más de 200 millones de personas, y son responsables de 400,000 muertes por año, de las cuales el 70 por ciento son niños menores de 5 años.

Otras especies de mosquitos también transmiten enfermedades, como el dengue, el Nilo Occidental y el Zika, a través de su picadura.

Somos genetistas en el Imperial College de Londres que nos centramos en el mosquito y su papel como vector de la enfermedad. Durante más de 20 años, nos hemos centrado en el desarrollo de mosquitos manipulados genéticamente. Esto se debe a que décadas de control de la malaria nos han enseñado que la estrategia más efectiva para prevenir la malaria es controlar al mosquito en sí. Años de investigación han llevado al desarrollo de la herramienta genética definitiva y sofisticada llamada "unidad genética". Cuando se diseña correctamente, puede eliminar las poblaciones de mosquitos alojados en jaulas en el laboratorio.

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Luchamos contra las enfermedades transmitidas por mosquitos todos los días

Sólo los mosquitos hembra pican a los humanos. Ellos beben sangre humana para recolectar nutrientes para producir sus huevos. Si el mosquito hembra está infectado con un virus o parásito, pasará la infección a la persona mordida. Más adelante, si un mosquito no infectado pica al humano recién infectado, recogerá el microorganismo y también podrá propagar la enfermedad a otras personas.

Para una enfermedad como la malaria, que es una amenaza para casi la mitad de la población mundial, las iniciativas de salud pública han utilizado una variedad de métodos para atacar al parásito de la malaria en sí, como las vacunas y los medicamentos. Otros métodos, incluidos pesticidas, fumigación, mosquiteros y la eliminación de los hábitats de los mosquitos, se esfuerzan por reducir el contacto o la cantidad de mosquitos. Pero creemos que atacar al mosquito es la forma más efectiva de reducir los casos de malaria en todo el mundo.

Ahora en África, donde la carga de malaria es más alta, rociar insecticida en interiores y dormir bajo mosquiteras con mosquiteras, son las formas más efectivas de reducir rápidamente la transmisión de la malaria. Estas medidas de control e intervenciones han ayudado a reducir dramáticamente la carga de la malaria en muchos lugares. Desde 2010, las tasas de mortalidad causadas por la malaria han disminuido en un 35 por ciento entre los niños menores de 5 años.

Sin embargo, estos métodos no son sostenibles y deben implementarse a gran escala para alcanzar su máximo potencial. Esto se hizo evidente entre 2014 y 2016, que fue la primera vez desde 2010 en que los casos de malaria aumentaron, rompiendo la tendencia a la baja observada durante los años anteriores. Los mosquitos están desarrollando resistencia a los medicamentos antimaláricos e insecticidas, y nos estamos quedando sin opciones y tiempo.

Un nuevo enfoque

Para lograr la erradicación de la malaria, los investigadores de salud pública deben mejorar nuestro arsenal. Para avanzar hacia esta meta, nosotros, el laboratorio de Crisanti aquí en el Imperial College, hemos estado trabajando en un plan para hacer precisamente eso.

Recientemente, se ha desarrollado una tecnología llamada CRISPR que permite a los científicos editar el ADN con gran eficacia. Investigadores de todo el mundo están utilizando CRISPR para modificar el ADN del mosquito con el objetivo de eliminar las enfermedades transmitidas por mosquitos, como la malaria. En nuestro laboratorio, hemos desarrollado lo que quizás sea el uso más avanzado de la tecnología propuesta. Se denomina "unidad genética". Este tipo de modificación genética tiene la capacidad de propagar un rasgo en una población salvaje, anulando las leyes clásicas de la herencia.

El ADN que se transmite de uno de los padres, de una generación a otra a través de las leyes clásicas de la herencia, se hereda solo por la mitad de la progenie de cada generación. Esto mantiene la frecuencia de esa modificación genética o rasgo en la población de mosquitos.

Las unidades genéticas son heredadas por más del 50 por ciento de la progenie. Esto les da la capacidad de aumentar progresivamente la frecuencia de un rasgo en generaciones posteriores, lo cual es una ventaja sobre el uso potencial de otros mosquitos GM.

Ética de la alteración de las poblaciones de mosquitos silvestres

Hemos diseñado un mecanismo genético que se dirige a los genes de fertilidad que son esenciales para el desarrollo del mosquito hembra. Cuando estos genes se alteran, el insecto hembra no puede morder o producir descendencia.

La ventaja de las unidades genéticas es que solo podemos apuntar a Anopheles gambiae especie, uno de los principales vectores que transmiten la enfermedad en el África subsahariana, sin afectar a los que no lo hacen.

Cuando probamos nuestra tecnología en el laboratorio, pudimos transmitir este rasgo al 100 por ciento de la población de mosquitos en las jaulas. La consecuencia de producir mosquitos machos normales y hembras estériles fue que redujimos a la población a cero dentro de seis meses.

Esta es la primera vez que se suprime una población mediante una unidad genética, aunque en el laboratorio.

La unidad genética es una tecnología genética poderosa y de rápido movimiento. La capacidad de transformar las poblaciones naturales sin la intervención humana constante, las hace ideales para complementar las herramientas y métodos actuales utilizados para combatir las enfermedades infecciosas y reducir su carga económica y ecológica.

A pesar de que la supresión de las poblaciones de mosquitos enjaulados en el laboratorio es un logro histórico, la liberación real de una unidad de genes es al menos una década lejana en el futuro.

Debido a que pueden extenderse por su cuenta y sobre áreas geográficas potencialmente grandes, la tecnología plantea posibles inquietudes éticas sobre su uso. Por ejemplo, ¿quién decide cuándo se libera un impulso genético si no se logra un consenso total de las comunidades afectadas? Estos temas son ampliamente debatidos por los científicos, los especialistas en ética, los reguladores y aquellos que pueden verse afectados por el uso de la tecnología de unidad de genes.

Sin embargo, la comunidad científica ha hecho grandes progresos sobre los métodos potenciales para salvaguardar la tecnología, incluido el potencial de diseños que limitarían su difusión. La decisión final sobre si una unidad genética puede liberarse en la naturaleza debe tomarse con el consentimiento de los países afectados y más específicamente de las comunidades que viven con estas enfermedades todos los días.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation por Andrea Crisanti y Kyros Kyrou. Lee el artículo original aquí.