Carolyn "Lindy" McBride está estudiando una pregunta que ronda cada reunión de verano: ¿Cómo y por qué los mosquitos son atraídos por los humanos?
Pocos animales se especializan tanto como los mosquitos que transmiten enfermedades como el zika, la malaria y el dengue.
De hecho, de las más de 3.000 especies de mosquitos en el mundo, la mayoría son oportunistas, dijo McBride, profesor asistente de ecología y biología evolutiva y el Instituto de Neurociencia de Princeton. Pueden ser picadores de mamíferos o picadores de aves, con un leveprefieren varias especies dentro de esas categorías, pero la mayoría de los mosquitos no son totalmente indiscriminados ni específicos de la especie, pero McBride está más interesado en los mosquitos que los científicos llaman "vectores de enfermedades", portadores de enfermedades que afectan a los humanos, algunos de los cuales han evolucionadomorder a los humanos casi exclusivamente.
Ella estudia varios mosquitos que transmiten enfermedades, incluso Aedes aegypti , que es el vector primario para la fiebre del dengue, Zika y fiebre amarilla, y Culex pipiens , que transporta el virus del Nilo Occidental. A. Aegypti se especializa en humanos, mientras que C. pipiens es menos especializado, lo que le permite transmitir el Nilo Occidental de las aves a los humanos.
"Son los especialistas los que tienden a ser los mejores vectores de enfermedades, por razones obvias: pican a muchos humanos", dijo McBride. Ella está tratando de entender cómo el cerebro y el genoma de estos mosquitos han evolucionado para especializarse en humanos- incluyendo cómo pueden distinguirnos de otros mamíferos de manera tan efectiva.
Para ayudarla a comprender lo que atrae a los mosquitos humanos especializados, McBride compara el comportamiento, la genética y el cerebro del mosquito Zika con una cepa africana de la misma especie que no se especializa en humanos.
En una línea de investigación, ella investiga cómo los cerebros de los animales interpretan los aromas complejos. Esa es una propuesta más complicada de lo que parece, ya que el olor humano está compuesto por más de 100 compuestos diferentes, y esos mismos compuestos, en proporciones ligeramente diferentes,están presentes en la mayoría de los mamíferos.
"Ninguno de esos químicos es atractivo para los mosquitos por sí mismo, por lo que los mosquitos deben reconocer la proporción, la combinación exacta de componentes que define el olor humano", dijo McBride. "Entonces, ¿cómo lo resuelve su cerebro?"
También está estudiando qué combinación de compuestos atrae a los mosquitos. Eso podría conducir a cebos que atraigan a los mosquitos a trampas letales o repelentes que interrumpan la señal.
La mayoría de los estudios sobre mosquitos en las últimas décadas han sido experimentos de comportamiento, que requieren mucha mano de obra, dijo McBride. "Usted les huele y dice: '¿Te gusta esto?' E incluso con cinco compuestos, la cantidad de permutaciones que tienespara averiguar exactamente cuál es la proporción correcta, es abrumador ". Con 15 o 20 compuestos, el número de permutaciones se dispara, y con el complemento completo de 100, es astronómico".
Para evaluar la preferencia del olor de los mosquitos, el laboratorio de McBride ha utilizado principalmente conejillos de indias, pequeños mamíferos con una mezcla diferente de muchos de los mismos 100 compuestos de olor de los humanos. Los investigadores recogen su olor al soplar aire sobre sus cuerpos, y luego presentanmosquitos con posibilidad de elegir entre eau de cuy y un brazo humano. "Doméstico" especializado en humanos A. Aegypti los mosquitos irán hacia el brazo del 90 al 95 por ciento de las veces, dijo McBride, pero el "bosque" africano A. Aegypti los mosquitos tienen más probabilidades de volar hacia el aroma del conejillo de indias.
En otro experimento reciente, la entonces senior Meredith Mihalopoulos de la Clase de 2018 reclutó a siete voluntarios e hizo "pruebas de preferencia" tanto en el bosque como en el hogar A. Aegypti mosquitos. Dejó que los mosquitos eligieran entre ella y cada uno de los voluntarios, descubriendo que algunas personas son más atractivas para los insectos que otras. Luego, Alexis Kriete, especialista en investigación en el laboratorio de McBride, analizó el olor de todos los participantes.Demostraron que mientras los mismos compuestos estaban presentes, cada humano era más similar entre sí que con los conejillos de Indias.
"No hay nada realmente único en el olor de los animales", dijo McBride. "No hay un compuesto que caracterice a una especie de cobaya. Para reconocer una especie, hay que reconocer las mezclas".
El laboratorio de McBride se ampliará para incluir a otros mamíferos y aves en su investigación. La estudiante graduada Jessica Zung está trabajando con granjas y zoológicos para recolectar muestras de pelo, piel, plumas y lana de 50 especies animales. Espera extraerles olory analizar los olores en una instalación de la Universidad de Rutgers que fracciona los olores e identifica la proporción de los compuestos. Al ingresar sus perfiles de olores en un modelo computacional, ella y McBride esperan entender cómo exactamente los mosquitos pueden haber evolucionado para distinguir a los humanos de los animales no humanos..
El estudiante de posgrado de McBride, Zhilei Zhao, está desarrollando un enfoque completamente nuevo: tomar imágenes de cerebros de mosquitos a resoluciones muy altas para descubrir cómo un mosquito identifica a su próxima víctima. "¿Qué combinación de señales neuronales en el cerebro hace que el mosquito sea atraído o repelido?"Preguntó McBride." Si podemos resolver eso, entonces es trivial buscar mezclas que puedan ser atractivas o repelentes. Pones el mosquito allí, abres la cabeza, imaginas el cerebro, reventas un aroma tras otro y observas:¿Golpea la combinación correcta de neuronas? "
McBride dijo que "la clave para ese estudio será el equipo de imágenes provisto por el Centro Bezos de Dinámica de Circuitos Neurales de Princeton". Podemos caminar hasta allí y decir que queremos obtener imágenes de esto, en esta resolución, con esta orientación, y unos pocos mesesmás tarde, se construye el microscopio ", dijo." Podríamos haber comprado un microscopio comercial, pero hubiera sido mucho más lento y mucho menos potente. Ayuda de Stephan Thiberge, el director del Centro Bezos,ha sido crítico para nosotros "
McBride comenzó su carrera de biología estudiando la evolución en las mariposas, pero fue atraída a los mosquitos vectores de enfermedades por lo fácil que son criarlas en el laboratorio. Mientras que las mariposas que estudió McBride necesitan un año para desarrollarse A. Aegypti los mosquitos pueden pasar por un ciclo de vida completo en tres semanas, lo que permite experimentos genéticos de respuesta rápida.
"Eso fue lo que primero me atrajo a los mosquitos", dijo McBride. "Una de las sorpresas para mí ha sido cuán satisfactorio es que tienen un impacto en la salud humana. Ciertamente no es por eso que me metí en biología: estaba estudiandopájaros y mariposas en las montañas, tan lejos de los humanos como pude, pero realmente aprecio ese elemento del trabajo de los mosquitos ahora.
continuó, pero lo que sigue siendo emocionante es la facilidad con que podemos manipular a los mosquitos para probar hipótesis sobre cómo evolucionan los nuevos comportamientos ", continuó." Podemos crear cepas transgénicas, podemos eliminar genes, podemos activar las neuronas con luz. TodoEstas cosas se han hecho en sistemas modelo, como el ratón y la mosca, pero nunca en un organismo no modelo, nunca en un organismo, estoy mostrando mi sesgo aquí, con una ecología y evolución tan interesantes ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Princeton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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