Según la Organización Mundial de la Salud, la malaria afecta a cientos de millones de personas en todo el mundo, matando a más de 400,000 al año. Las décadas de uso de insecticidas no han logrado controlar los mosquitos que transmiten el parásito de la malaria y han provocado resistencia a los insecticidas entre muchos mosquitos.En respuesta, los científicos comenzaron a modificar genéticamente los mosquitos y otros organismos que pueden ayudar a erradicar los mosquitos. Hasta ahora, ninguno de estos enfoques transgénicos fue más allá de las pruebas de laboratorio.
En un trabajo de investigación publicado en la edición del 31 de mayo de 2019 de la revista ciencia , un equipo de científicos de la Universidad de Maryland y Burkina Faso describió el primer ensayo fuera del laboratorio de un enfoque transgénico para combatir la malaria. El estudio mostró que un hongo natural diseñado para administrar una toxina a los mosquitos redujo las poblaciones de mosquitos de manera seguramás del 99% en un entorno de pueblo simulado y cerrado por pantalla en Burkina Faso, África occidental.
"Ningún control transgénico de la malaria ha llegado tan lejos en el camino hacia las pruebas de campo reales", dijo Brian Lovett, un estudiante graduado en el Departamento de Entomología de la UMD y autor principal del artículo. "Este documento marca un gran paso y establece unprecedente para que este y otros métodos transgénicos avancen "
"Demostramos que la eficacia de los hongos transgénicos es mucho mejor que el tipo salvaje que justifica el desarrollo continuo", dijo Raymond St. Leger, profesor universitario distinguido de entomología en la UMD y coautor del estudio.
El hongo es un patógeno natural que infecta a los insectos en la naturaleza y los mata lentamente. Se ha utilizado para controlar varias plagas durante siglos. Los científicos utilizaron una cepa del hongo que es específica de los mosquitos y la diseñaron para producir untoxina que mata a los mosquitos más rápidamente de lo que pueden reproducirse. Este hongo transgénico causó que las poblaciones de mosquitos en su sitio de prueba colapsen a niveles insostenibles en dos generaciones.
"Puedes pensar en el hongo como una aguja hipodérmica que usamos para administrar una potente toxina específica de insecto al mosquito", dijo St. Leger.
La toxina es un insecticida llamado Híbrido. Se deriva del veneno de la araña de tela en embudo de las Montañas Azules de Australia y ha sido aprobada por la Agencia de Protección Ambiental EPA para su aplicación directa en cultivos para controlar las plagas de insectos agrícolas.
"Simplemente aplicando el hongo transgénico a una sábana que colgamos en una pared en nuestra área de estudio causó que las poblaciones de mosquitos colapsen en 45 días", dijo Lovett. "Y es tan efectivo para matar mosquitos resistentes a los insecticidas como nolos resistentes "
Lovett dijo que las pruebas de laboratorio sugieren que el hongo infectará la gama de mosquitos portadores de la malaria. La abundancia de especies que transmiten la malaria ha obstaculizado los esfuerzos para controlar la enfermedad, porque no todas las especies responden a los mismos métodos de tratamiento.
Para modificar el hongo Metarhizium pingshaense para que produzca y entregue Híbrido, el equipo de investigación de la Universidad de Maryland utilizó un método estándar que emplea una bacteria para transferir intencionalmente el ADN a los hongos. El ADN que los científicos diseñaron e introdujeron en los hongos proporcionó elplanos para hacer híbridos junto con un interruptor de control que le dice al hongo cuándo producir la toxina.
El interruptor de control es una copia del propio código de ADN del hongo. Su función normal es decirle al hongo cuándo construir un caparazón defensivo a su alrededor para que pueda esconderse del sistema inmune de un insecto. Construir ese caparazón es costoso para elhongo, por lo que solo hace el esfuerzo cuando detecta el entorno adecuado, dentro del torrente sanguíneo de un mosquito.
Al combinar el código genético para ese interruptor con el código para hacer híbrido, los científicos pudieron asegurarse de que su hongo modificado solo produzca la toxina dentro del cuerpo de un mosquito. Probaron su hongo modificado en otros insectos en Maryland y BurkinaFaso, y descubrió que el hongo no era dañino para especies beneficiosas como las abejas.
"Estos hongos son muy selectivos", dijo St. Leger. "Saben de dónde provienen las señales químicas y las formas de las características del cuerpo de un insecto. La cepa con la que estamos trabajando le gustan los mosquitos. Cuando este hongo detecta que esen un mosquito, penetra en la cutícula del mosquito y entra al insecto. No molestará a otros insectos, por lo que es bastante seguro para especies beneficiosas como las abejas ".
Después de demostrar la seguridad de su hongo genéticamente modificado en el laboratorio, Lovett y St. Leger trabajaron estrechamente con colegas científicos y autoridades gubernamentales en Burkina Faso para probarlo en un ambiente controlado que simulaba la naturaleza. En un área rural endémica de malariade Burkina Faso, construyeron una estructura protegida de aproximadamente 6,550 pies cuadrados que llamaron MosquitoSphere. En el interior, varias cámaras protegidas contenían chozas experimentales, plantas, pequeñas piscinas de cría de mosquitos y una fuente de alimento para los mosquitos.
En una serie de experimentos, los investigadores colgaron una sábana de algodón negro recubierta con aceite de sésamo en la pared de una choza en cada una de las tres cámaras. Una sábana recibió aceite mezclado con el hongo transgénico Metarhizium pingshaense, uno recibió aceite de tipo salvajeMetarhizium y uno solo recibieron aceite de sésamo. Luego, liberaron 1,000 mosquitos machos adultos y 500 hembras adultas en cada cámara de MosquitoSphere para establecer poblaciones reproductoras. Los investigadores contaron los mosquitos en cada cámara todos los días durante 45 días.
En la cámara que contiene la lámina tratada con el hongo transgénico, las poblaciones de mosquitos cayeron en picado durante 45 días a solo 13 mosquitos adultos. Eso no es suficiente para que los machos creen un enjambre, que es necesario para que los mosquitos se reproduzcan. En comparación, elLos investigadores contaron 455 mosquitos en la cámara tratada con hongos de tipo salvaje y 1.396 mosquitos en la cámara tratada con aceite de sésamo normal después de 45 días. Hicieron este experimento varias veces con los mismos resultados dramáticos.
En experimentos similares en el laboratorio, los científicos también encontraron que las hembras infectadas con hongos transgénicos pusieron solo 26 huevos, de los cuales solo tres se convirtieron en adultos, mientras que las hembras no infectadas pusieron 139 huevos que resultaron en 74 adultos.
Según los investigadores, es de vital importancia que las nuevas tecnologías antipalúdicas, como la probada en este estudio, sean fáciles de emplear para las comunidades locales. Las sábanas de algodón negro y el aceite de sésamo son relativamente económicos y están disponibles localmente.La práctica tampoco requiere que las personas cambien su comportamiento, porque el hongo se puede aplicar junto con pesticidas que se usan comúnmente en la actualidad.
"Siguiendo muy de cerca los protocolos de la EPA y la Organización Mundial de la Salud, trabajando con el gobierno central y local para cumplir con sus criterios y trabajando con las comunidades locales para ganar aceptación, hemos superado una barrera", dijo Lovett. "Nuestros resultados serántener amplias implicaciones para cualquier proyecto que proponga ampliar las tecnologías nuevas, complejas y potencialmente controvertidas para la erradicación de la malaria ".
A continuación, el equipo internacional de científicos espera probar su hongo transgénico en una aldea o comunidad local. Hay muchos puntos de referencia regulatorios y sociales que cumplir antes de implementar este nuevo método en un entorno abierto como una aldea, pero los investigadores dijeron que estoel estudio ayuda a justificar tales ensayos.
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Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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