Eliminar un solo gen de los mosquitos puede hacerlos altamente resistentes al parásito de la malaria y, por lo tanto, es mucho menos probable que transmitan el parásito a los humanos, según un nuevo documento de científicos del Instituto de Investigación de la Malaria de la Escuela de Salud Pública Bloomberg de la Escuela Johns Hopkins Bloomberg.
Los científicos utilizaron el nuevo sistema CRISPR / Cas9, que permite la edición precisa del ADN, para eliminar un gen llamado FREP1 del genoma de los mosquitos Anopheles gambiae, los principales transmisores de la malaria a los humanos. Dentro de los mosquitos modificados, los parásitos de la malaria eran mucho menoses probable que sobreviva y se multiplique. El sistema CRISPR / Cas9 utilizado en este estudio fue desarrollado por Eric Marois, científico investigador de la Universidad de Estrasburgo,
El estudio, publicado el 8 de marzo en PLoS Pathogens, es el primero en mostrar que eliminar un gen de los mosquitos puede hacerlos resistentes a los parásitos de la malaria. También subraya el potencial de esta estrategia para modificar las poblaciones de mosquitos silvestres y, por lo tanto, reducir la transmisión de la malaria ahumanos
El sistema CRISPR / Cas9 es un conjunto de moléculas de edición de ADN implicadas en el mecanismo de defensa bacteriana contra virus. En los últimos años, los biólogos lo han adaptado como una herramienta precisa para la ingeniería genética, en experimentos científicos y en posibles modificaciones genéticasestrategias contra enfermedades como la malaria.
"Nuestro estudio muestra que podemos usar esta nueva tecnología de edición de genes CRISPR / Cas9 para hacer que los mosquitos sean resistentes a la malaria mediante la eliminación de un gen llamado factor del huésped", dice el autor principal del estudio George Dimopoulos, PhD, profesor en la Escuela BloombergDepartamento de Microbiología e Inmunología Molecular: "Esto nos brinda una buena plataforma tecnológica para desarrollar estrategias avanzadas de control de la malaria, basadas en mosquitos genéticamente modificados que no pueden transmitir la enfermedad, y para estudiar la biología de los parásitos de la malaria en sus mosquitos".
La Organización Mundial de la Salud estima que hubo más de 200 millones de casos de la enfermedad en 2016 y más de 400,000 muertes, la mayoría entre niños menores de cinco años en África subsahariana. Existe una vacuna contra la malaria, pero su protección es soloparcial y temporal, y al igual que los medicamentos antipalúdicos, la vacuna tiene un suministro limitado. Los investigadores están recurriendo a estrategias potencialmente rentables que apuntan a los mosquitos portadores de la malaria para prevenir la propagación de la malaria en primer lugar.
Para la investigación, realizada en el insectario del Instituto de Investigación de la Malaria Johns Hopkins en Baltimore, Dimopoulos y sus colegas modificaron los mosquitos Anopheles gambiae eliminando el gen FREP1, que codifica una proteína inmune, proteína relacionada con el fibrinógeno 1. Por razones que no sont completamente claro, la proteína ayuda a los parásitos de la malaria a sobrevivir dentro del intestino del mosquito y progresar a las etapas de desarrollo necesarias para su transmisión a las personas. Por lo tanto, FREP1 se considera un "factor huésped" de la malaria.
La eliminación de este factor huésped a través de la eliminación del gen FREP1 tuvo otros efectos además de reducir la cantidad de mosquitos infectados con malaria. Después de la eliminación de FREP1, la mayoría de los mosquitos modificados no tenían evidencia en sus glándulas salivales de la etapa de esporozoitoparásitos que ingresan al torrente sanguíneo humano a través de una picadura de mosquito.
"La resistencia a los parásitos de la malaria que se logra al eliminar FREP1 es notablemente potente", dice Dimopoulos. "Si pudieras reemplazar con éxito a los mosquitos comunes y salvajes con estos mosquitos modificados, es probable que haya un impacto significativo en la transmisión de la malaria"..
Todavía no se ha intentado reemplazar los mosquitos comunes en la naturaleza con mosquitos genéticamente modificados, aunque los científicos han estado trabajando en técnicas de "impulso genético" que hacen que las modificaciones del ADN se propaguen rápidamente a una población salvaje a través de la reproducción normal.La capacidad de edición de ADN de Cas9 para piratear esencialmente el proceso de concepción, empujando una modificación genética en todos o casi todos los descendientes de un animal modificado. En 2016, por ejemplo, los investigadores informaron que habían creado un impulso genético CRISPR / Cas9 que fuerza la fertilidadque reduce la modificación genética en mosquitos hembra Anopheles gambiae, lo que podría reducir rápidamente las poblaciones locales de Anopheles si se desata en la naturaleza.
En principio, la eliminación o inactivación de FREP1 también podría incorporarse en un sistema de impulso de genes. Debido a que no tiene como objetivo reducir la salud o la capacidad de reproducción de los mosquitos, reduciendo la "aptitud" en el sentido darwiniano, un FREP1la inactivación crearía menos oportunidades para las mutaciones de mosquitos que resisten sus efectos.
Dimopoulos y su equipo de investigación descubrieron que eliminar FREP1 completamente de Anopheles conllevaba algunos costos de acondicionamiento físico para los mosquitos modificados. En comparación con sus primos de tipo salvaje, los mosquitos sin FREP1 desarrollados en adultos más lentamente, eran menos propensos a tomarcomidas de sangre cuando se les da la oportunidad y ponen menos huevos menos viables.
"Ahora estamos haciendo mosquitos en los que FREP1 se desactivará solo en el intestino adulto", dice Dimopoulos. "Predecimos que cuando hagamos eso, el mosquito no sufrirá los mismos costos de aptitud física".
Además, él y su equipo están utilizando su plataforma de edición de ADN CRISPR / Cas9 para estudiar los efectos de eliminar otros genes potenciales del factor huésped de la malaria y para aprender más sobre el papel de estos factores del huésped en los mosquitos ". Estamosse centró no solo en desarrollar una estrategia de control de la malaria, sino también en aprender más sobre la biología de los mosquitos portadores de la malaria ", dice Dimopoulos.
El apoyo fue proporcionado por el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas, las Filantropías Bloomberg, CNRS, Inserm, la Universidad de Estrasburgo, la Agencia Nacional de Investigación y el Instituto de Investigación de la Malaria Johns Hopkins.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Salud Pública Bloomberg de la Universidad Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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