MADRID, 20 Nov. (EUROPA PRESS) -
El mosquito 'Aedes aegypti' es una especie poderosa y abundante: puebla seis continentes, puede transportar virus mortales y pica con desenfreno, pero, hasta hace poco, su genoma estaba hecho jirones. Durante la última década, los investigadores que intentaron estudiar el ADN del mosquito solo tenían fragmentos con los que trabajar (muestras genéticas que no se unieron para formar un todo cohesivo), pero un reciente estudio multiinstitucional, ha producido un nuevo modelo del genoma de 'Aedes aegypti' que mejora enormemente el de su predecesor.
El estudio, dirigido por científicos de la Universidad Rockefeller, en Nueva York, Estados Unidos, y publicado en 'Nature', describe importantes aplicaciones de este nuevo recurso, que incluye múltiples estrategias para reducir las enfermedades transmitidas por mosquitos.
Como varias otras especies de mosquitos, 'Ae. Aegypti' transporta patógenos perniciosos, como el Zika, el dengue y la fiebre amarilla, y transmite estas enfermedades a cientos de millones de personas cada año. Muchos investigadores creen que la mejor manera de frenar la infección es comprender mejor a los que transmiten la infección.
Con este fin, en 2007 científicos intentaron secuenciar el genoma grande y repetitivo del mosquito. Aunque los resultados de este esfuerzo permitieron una investigación genética de mosquitos durante más de una década, las técnicas de la época eran limitadas y el genoma tenía deficiencias significativas.
"El genoma estaba en tantas partes que no estábamos seguros de cómo encajaban, y tampoco estábamos seguros de que estuviera completo", afirma Ben Matthews, especialista en investigación en el laboratorio de Leslie B. Vosshall. "Y si no puedes confiar en que la secuencia de ADN se haya ensamblado correctamente, no llegarás muy lejos", agrega.
Los científicos de Rockefeller no fueron los únicos impedidos por dudosos datos de ADN. Matthews recuerda haberse reunido con investigadores de mosquitos de otras instituciones cuyos proyectos se habían vuelto excesivamente lentos, o totalmente imposibles, debido a la falta de información genética fiable. Tras el brote de Zika en 2016, la frustración de los científicos aumentó a medida que la enfermedad se convirtió en una crisis de salud pública.
Y Vosshall decidió que era hora de actuar. "Estaba harta de escuchar que los miembros de mi laboratorio no podían encontrar versiones completas de los genes en los que estábamos trabajando --dice ella--. Así que llevé mi frustración a Twitter y rápidamente formé el Grupo de trabajo del genoma de 'Aedes".
Al colaborar con universidades y socios de la industria de todo el mundo, Vosshall y sus colegas tuvieron acceso a los últimos avances en genómica. El equipo primero envió una muestra de ADN de 'Ae. Aegypti' a la compañía Pacific Biosciences, cuya tecnología generó secuencias genéticas mucho más largas que las del estudio de 2007.
A continuación, los científicos de Bionano Genomics determinaron cómo encajaban esas largas secuencias. Finalmente, investigadores de la Universidad de Baylor, en Waco, Texas, Estados Unidos, utilizaron un método llamado Hi-C para descubrir cómo se organizaban las secuencias en cromosomas completos.
La colaboración dio como resultado un completo catálogo de ADN de 'Ae. Aegypti': un genoma tan robusto como la especie de la que proviene. Y el grupo no perdió el tiempo poniendo a trabajar su nueva herramienta. Equipados con un plan genómico de alta calidad, los investigadores pudieron caracterizar genes no identificados previamente.
MANIPULAR SUS GENES PARA REDUCIR LAS INFECCIONES
Los científicos encontraron, por ejemplo, genes que codifican docenas de nuevos receptores ionotrópicos (IR), que detectan olores en el medio ambiente y ayudan a guiar a los mosquitos hacia lugares importantes, como un sitio para poner huevos, o una rótula desnuda madura que picar. Armados con nuevos detalles genéticos sobre los IR, los investigadores ahora pueden desarrollar nuevos repelentes de insectos que interfieran en la capacidad de los mosquitos de encontrarnos y picarnos.
Al analizar el genoma, los investigadores también notaron que algunos mosquitos tenían copias múltiples de genes que codifican para glutatión S-transferasa (GST), una enzima que neutraliza los efectos tóxicos de los insecticidas. Este hallazgo, dice Matthews, sugiere que 'Ae. Aegypti' están evolucionando para protegerse de las toxinas hechas por el hombre al aumentar los genes que destruyen los químicos diseñados para matarlos. Este descubrimiento podría ayudar a los investigadores a crear sustancias químicas que eliminen los mosquitos resistentes a los insecticidas existentes.
Una estrategia más respetuosa con el medio ambiente mediante la cual combatir los insectos portadores de enfermedades consiste en no matarlos directamente, sino en manipular sus genes de una forma que los haga menos amenazadores para los humanos. Y, según informan los investigadores, su nuevo estudio del genoma ofrece varias ideas sobre cómo realizar tales ajustes genéticos.
La primera implica un poco de discriminación sexual. Sólo las hembras 'Ae. Aegypti' se alimentan de la sangre; por lo tanto, una reducción en las hembras conlleva una reducción en la transmisión del virus. Al consultar el nuevo genoma, los investigadores pudieron identificar los genes responsables de determinar el sexo de un mosquito, un hallazgo que podría usarse para diseñar poblaciones exclusivamente masculinas. Y, como Matthews resume: "Sin hembras, no hay picaduras y no hay enfermedades".
Sin embargo, no todos los mosquitos hembra llevan virus. Los investigadores sabían, por ejemplo, que algunos 'Ae. Aegypti' no pueden ser infectados por el virus del dengue y, por lo tanto, no puede transmitirlo a los humanos. Usando el nuevo genoma, el equipo pudo determinar la ubicación de los genes que controlan la susceptibilidad al virus. Y con más investigación, los científicos pueden alterar el ADN de 'Ae. Aegypti' para que la especie sea incapaz de propagar la enfermedad.
"Para editar de manera efectiva el genoma del mosquito, necesitas saber algo más que la secuencia de los genes involucrados --explica Matthews--. También necesitas conocer la secuencia de las regiones circundantes del ADN, para saber dónde insertar los genes deseados. Y es por eso que es tan importante que este nuevo genoma sea correcto y completo".
