Dependiendo de dónde viva, el zumbido de un mosquito cercano puede ser una molestia o puede ser mortal. En todo el mundo, más de 500 millones de personas padecen enfermedades transmitidas por insectos que se alimentan de sangre, incluida la malaria, el dengue, el zikay West Nile, y cada año se atribuyen casi un millón de muertes a enfermedades transmitidas por mosquitos.
Investigadores de la Universidad de Arizona han descubierto una proteína en los mosquitos que es fundamental para el proceso de producción de huevos viables y podría allanar el camino para el "control de la natalidad de los mosquitos". Cuando los investigadores bloquearon selectivamente la actividad de la proteína, a la que llamaronFactor de organización de la cáscara de huevo 1, o EOF-1: en los mosquitos hembra, los mosquitos ponen huevos con cáscaras de huevo defectuosas, lo que provoca la muerte de los embriones en el interior.
En el informe, publicado en la revista de acceso abierto Biología PLoS el 8 de enero, el equipo demostró que EOF-1 existe solo en los mosquitos. Por lo tanto, cualquier fármaco desarrollado para hacer que la proteína sea disfuncional solo afectaría a los mosquitos y no a otros organismos.
El equipo, dirigido por Jun Isoe, un científico investigador en el laboratorio de Roger Miesfeld, profesor distinguido de la UA y jefe del Departamento de Química y Bioquímica, tiene la esperanza de que el enfoque pueda ofrecer una forma de interrumpir la formación de huevos de mosquitos y reducir los mosquitospoblaciones en áreas de transmisión de enfermedades humanas sin dañar insectos beneficiosos como las abejas melíferas.
"Buscamos específicamente genes que fueran exclusivos de los mosquitos y luego probamos su papel funcional en la síntesis de la cáscara de huevo", dice Isoe. "Creemos que hay otros descubrimientos por hacer utilizando este mismo enfoque dirigido a especies"
Isoe utilizó por primera vez un enfoque bioinformático para buscar e identificar genes que son exclusivos de los mosquitos. Ninguno de esos genes se conocía previamente con respecto a su función. Luego, el equipo de investigación creó pequeñas moléculas de ARN que inhiben específicamente cada una de las proteínas de los genesEsta técnica, conocida como interferencia de ARN, o ARNi, funciona suprimiendo las moléculas de ARN mensajero que sirven como planos para las proteínas.
Centrándose en los genes candidatos previamente identificados uno a la vez, las moléculas de ARNi se inyectaron en mosquitos hembra justo antes de ingerir sangre. Solo las hembras pican porque necesitan una ingesta de sangre para producir huevos; los machos visitan las flores para beber néctar.Una vez que un mosquito hembra ha ingerido sangre, sus folículos se desarrollan y se necesitan tres días para poner huevos.
Cada mosquito individual se examinó para detectar descendencia viable. De los 40 genes específicos de mosquitos que el equipo probó, solo uno, el gen EOF-1, se encontró que interrumpe la formación de la cáscara de huevo y da como resultado la muerte del embrión del mosquito.
Un mosquito hembra necesita una segunda comida de sangre para producir el siguiente lote de huevos fertilizados. Por lo general, los efectos de la inyección de ARNi duran solo un ciclo de puesta de huevos, pero en el caso de EOF-1, los investigadores se sorprendieronpara descubrir que las hembras tratadas ya no podían producir huevos viables durante el resto de su vida útil de dos a tres semanas, incluso después de tres ingestas de sangre consecutivas.
"Este efecto duradero hace que la proteína EOF-1 sea un objetivo muy atractivo para los medicamentos", dice Miesfeld.
Las imágenes obtenidas mediante microscopía electrónica revelaron que cuando los mosquitos son deficientes en la proteína EOF-1, las hembras ponen huevos con cáscaras de huevo de aspecto anormal. Aunque la función exacta de la proteína aún no se ha esclarecido, Isoe y Miesfeld creen que EOF-1 podría actuar como un interruptor maestro al inicio de la capacidad de los insectos para producir huevos viables en respuesta a una ingestión de sangre.
Sobre la base de estos resultados, el equipo prevé una estrategia que utiliza medicamentos de moléculas pequeñas que interfieren selectivamente con el mosquito EOF-1 en áreas del mundo donde prevalecen las enfermedades humanas transmitidas por mosquitos, lo que da como resultado huevos que nunca se convierten en larvas.
"Creemos que esta estrategia puede tener una probabilidad mucho menor de dañar a otros organismos que la que se usa hoy", dice Miesfeld. "Desde los días del DDT, sabemos que el control de la población de mosquitos funciona para reducir la incidencia de enfermedades humanas. Esta podría ser una herramienta de próxima generación que podría aplicarse a mosquiteros y otras áreas frecuentadas por mosquitos ".
De las más de casi 3500 especies de mosquitos que zumban en todos los continentes excepto en la Antártida, tres géneros se destacan como portadores de enfermedades humanas: los mosquitos del género Aedes transmitir los virus de la fiebre amarilla, el dengue, el chikungunya y el zika; el virus del Nilo occidental se transmite por los mosquitos Culex; y Anopheles los mosquitos son portadores de la malaria. Para asegurarse de que la alteración de EOF-1 no fuera específica de los mosquitos criados en laboratorio, Isoe lo probó en una cepa de Aedes aegypti mosquitos recolectados de poblaciones silvestres en el área de Tucson y encontraron que sus huevos se vieron afectados de manera similar.
"Los inhibidores disponibles actualmente para controlar los mosquitos se han utilizado durante tanto tiempo que las plagas se están volviendo resistentes a ellos", dice Miesfeld. "Nuestra idea es reducir sus poblaciones a un nivel en el que se pueda romper el ciclo de transmisión de enfermedadesentre mosquitos y humanos ".
Como primer paso para convertir el descubrimiento en una aplicación que podría comercializarse, el equipo ha presentado una patente provisional sobre el proceso de descubrimiento de especies específicas a través de la oficina de transferencia de tecnología de la UA, Tech Launch Arizona.
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Materiales proporcionados por Universidad de Arizona . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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