La ciencia está trabajando en una solución para controlar los mosquitos editados por genes

Los investigadores están experimentando con el uso de mosquitos modificados genéticamente para reducir la propagación de enfermedades mortales. Pero si las cosas salen mal, hay seguridad.

A pesar de su pequeño tamaño, los mosquitos son el animal más mortífero del mundo, portan y propagan enfermedades que matan a millones de personas cada año. Pero los científicos están trabajando en cómo usar la biología de los mosquitos contra ellos, y ahora se están realizando intentos para usar mosquitos modificados genéticamente para combatir la fiebre amarilla, el dengue y el Zika. En julio, se lanzó en Burkina Faso el primer estudio abierto de mosquitos esterilizados genéticamente en un intento por reducir la propagación de la malaria.

Pero la promesa de erradicar al animal más mortífero del mundo también plantea preocupaciones éticas y ambientales: ¿qué sucede si se falsifica el ADN de los organismos vivos?

Oxitec, una empresa de biotecnología del Reino Unido, está probando si los mosquitos genéticamente modificados (GM) pueden suprimir una población de mosquitos no modificados desde 2009. Estrategia: desplegar mosquitos macho Aedes aegypti macho (sin picaduras) que portan un gen letal que se transmite a la descendencia y , como resultado, verá caer la población. Los mosquitos Oxitec se criaron utilizando mosquitos silvestres de Cuba y México, y luego se liberaron en una ciudad brasileña.

Esta semana, se publicó en Nature Scientific Reports un análisis independiente de un estudio inicial de la tecnología Oxitec, que sugiere que mosquitos transgénicos aparentemente estériles se cruzaron con mosquitos locales y produjeron crías que habían alcanzado la madurez sexual. El director de ciencia regulatoria de la compañía, Nathan Rose, no se sorprende por los hallazgos. “Siempre he tenido muy claro que un cierto porcentaje de mosquitos sobrevive y que esta supervivencia es inofensiva”, dice. “La supervivencia también podría permitir que algunos de los genes naturales presentes en el mosquito se transmitan a los mosquitos salvajes”.

Los mosquitos oxitecos genéticamente modificados OX513A han sido diseñados para ser “autolimitados”, lo que significa que cuando se aparean con hembras salvajes, su descendencia hereda una copia del gen que les impedirá sobrevivir hasta la edad adulta. Al ser un insecto con un ciclo de vida corto de aproximadamente un mes, el enfoque de la compañía requiere la liberación continua de mosquitos transgénicos para reducir la población local; esto se debe a que el cambio genético disminuirá gradualmente con cada nueva generación hasta que desaparezca por completo.

El crecimiento masivo y la liberación masiva de mosquitos machos estériles pueden ser capaces de suprimir una población objetivo, pero el método requiere la liberación de series frecuentes de organismos modificados. En un esfuerzo similar para combatir la mosca del Mediterráneo, una plaga dañina de los cítricos, cada semana se liberan millones de moscas estériles en partes infectadas de los EE. UU. Y la República Dominicana.

“Los hombres estériles están muy localizados y son muy reversibles, por lo que en realidad solo surten efecto donde los liberas. Hay que liberarlos mucho y con bastante frecuencia ”, dice Luke Alphey, director de genética de artrópodos del Instituto Pirbright en el Reino Unido. Tan pronto como los insectos estériles desaparecen, sus sustitutos no estériles se mueven y comienzan a reproducirse de nuevo como de costumbre. Como cofundadora de Oxitec, Alphey ha trabajado anteriormente en técnicas de insectos estériles, pero desde que asumió el nuevo rol, ha cambiado su enfoque para encontrar formas más rentables en las que se puedan liberar menos mosquitos transgénicos en un área con más efecto sostenido.

Introducir unidades genéticas, una controvertida tecnología genética que viola las leyes de la herencia. Una unidad genética puede copiar y pegar una secuencia específica de ADN del cromosoma que lo lleva al otro cromosoma, asegurando que siempre se transmita a la descendencia. Durante varias generaciones, el gen se propaga rápidamente a través de una población.

Utilizando el sistema de edición de genes CRISPR, los investigadores del Imperial College de Londres alteraron un gen en los mosquitos Anopheles gambiae, uno de los principales portadores de malaria en África subsahariana, que esterilizó a las mujeres y, al menos en el laboratorio, determinó la población de mosquitos. colapsar en seis meses.

En julio, Target Malaria, un consorcio de investigación sin fines de lucro dirigido por el Imperial College de Londres y apoyado por la Fundación Bill y Melinda Gates, lanzó un lote de pruebas de mosquitos modificadas genéticamente en Burkina Faso, aunque aún no estaban equipadas con unidades genéticas. La tecnología innovadora podría tener el potencial de eliminar toda la población de A. gambiae para que no puedan transmitir la enfermedad, pero tales experimentos pueden tener efectos no deseados que no se pueden revertir y, por lo tanto, se han limitado estrictamente a los laboratorios.

Los avances científicos y técnicos en la acción genética se están moviendo rápidamente, mientras que los países individuales todavía están tratando de descubrir la mejor manera de regularlos. Tales experimentos siempre tendrán que sopesar los riesgos y beneficios ambientales para la salud pública o la seguridad alimentaria, dice Michael Bonsall, profesor de biología matemática en la Universidad de Oxford que trabajó con la Organización Mundial de la Salud para producir un marco para probar mosquitos transgénicos. “Si pones algo allí que atraviesa la población y porta este gen, y el desempeño de estos insectos no daña la propagación de este rasgo. Pero resulta que tiene algunas consecuencias no deseadas, entonces, ¿qué haces?”, Pregunta. , aclarando que el control es fundamental en este ámbito, pero que el entorno normativo no debe ser demasiado estricto para permitir la innovación.

Incluso si hubiera una forma de revertir o sobrescribir una unidad genética que ya estaba mal, Bonsall encuentra difícil persuadir a la sociedad para que haga otro experimento. “Sin embargo, hay mucho enfoque en pensar en cómo se puede limitar la propagación de una unidad”, dice. En esencia, los científicos están trabajando para construir sistemas de impulso genético con controles incorporados que evitarían que se vuelvan globales. El financiamiento de la mayoría de estos esfuerzos es la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de EE. UU., Que ha invertido alrededor de $ 65 millones en investigación genética como parte de su programa Safe Genes; la agencia también otorgó una subvención de investigación de $ 2.6 millones dirigida por Luke Alphey de Pirbright Instituto.

La creación de una “cadena de margaritas” es una forma en que los investigadores del MIT han propuesto frenar el impulso genético. Esto funciona dividiendo el componente genéticamente modificado en tres partes: A, B y C, todas las cuales son necesarias para que la edición tenga efecto. Para que B se coloque en su lugar, C debe aparecer primero en el genoma. Y para que A se ponga en funcionamiento (finalización de la edición) deben estar presentes tanto B como C. Un lote de mosquitos modificados llevaría los tres elementos, pasando los elementos A y B a todos los descendientes, pero solo la mitad heredará el elemento. C , que ocurre en un solo cromosoma. Si bien los elementos A y B se propagarán más rápido con cada generación, el elemento C se perderá gradualmente, lo que conducirá a un desvanecimiento gradual de todos los elementos en los genomas de las generaciones futuras.

La tecnología de generación de la “cadena de margaritas” puede verse como un término medio entre las técnicas de insectos estériles bien establecidas y propuestas más controvertidas. “En lo que nos estamos enfocando es en tratar de crear acciones genéticas de acción local que permitan que un rasgo genético persista y tal vez aumente en frecuencia en una población objetivo”, dice Alphey. “No se esparcirán inevitablemente por toda la especie, pero estarán relativamente localizados en los lugares donde los suelte”.

Las versiones genéticas de un componente que está desarrollando el grupo Target Malaria parecen estar un paso por delante. “Nuestro plan actual es tener un archivo (o solicitud) para pruebas de campo listo para su presentación en 2025”, dice Austin Burt, profesor de genética evolutiva en el Imperial College. Mientras tanto, el equipo todavía tiene mucho trabajo técnico y pruebas por hacer, desde el modelado de impacto hasta el diseño de protocolos de prueba de campo y la realización de evaluaciones de riesgo e impacto. Una pregunta que suele surgir se refiere al impacto ecológico de reducir la cantidad de mosquitos de la malaria, una pregunta que el equipo está investigando en el campo. “Lo que se conoce en la literatura sugiere que Anopheles gambiae no es una especie llamada ‘clave’ y es poco probable que reducir su número tenga grandes efectos en cascada”, dice Burt.

“Ciertamente hay preocupaciones sobre esto, y nada está exento de riesgos”, dice Bonsall. “Pero si creemos que el control de la malaria, el dengue o las plagas es algo que la sociedad quiere para mejorar la salud pública o salvar las cosechas, entonces el desarrollo de herramientas para esto debe ser lo que hay que hacer”.

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