Utilizando una técnica innovadora de edición de genes, los científicos de la Universidad de California han creado una variedad de mosquitos capaces de introducir rápidamente genes bloqueadores de la malaria en una población de mosquitos a través de su progenie, eliminando en última instancia la capacidad de los insectos de transmitir la enfermedad a los humanos.
Este nuevo modelo representa un avance notable en el esfuerzo por establecer una población de mosquitos antipalúdicos, que con un mayor desarrollo podría ayudar a erradicar una enfermedad que enferma a millones de personas en todo el mundo cada año.
Para crear esta raza, los investigadores de los campus de Irvine y San Diego insertaron un elemento de ADN en la línea germinal de los mosquitos Anopheles stephensi que resultó en que el gen que evita la transmisión de la malaria se transmite a un sorprendente 99.5 por ciento de la descendencia. A. stephensi es un vector líder de la malaria en Asia.
El estudio subraya la creciente utilidad del método Crispr, una poderosa herramienta de edición de genes que permite el acceso al núcleo de una célula para cortar el ADN para reemplazar genes mutados o insertar otros nuevos. Los resultados aparecen esta semana en la primera edición en línea de Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
"Esto abre la promesa real de que esta técnica puede adaptarse para eliminar la malaria", dijo Anthony James, profesor distinguido de biología molecular y bioquímica y microbiología y genética molecular en la UCI.
Durante casi 20 años, el laboratorio de James se ha centrado en la ingeniería de los mosquitos contra las enfermedades. Sus modelos contra la fiebre del dengue han sido probados en ensayos en jaulas en México y, en 2012, ayudó a demostrar que los anticuerpos que perjudican la biología del parásito se adaptaron deel sistema inmunitario de los ratones puede introducirse en los mosquitos, aunque este rasgo solo puede ser heredado por aproximadamente la mitad de la progenie.
A principios de este año, los biólogos de la UC San Diego Ethan Bier y Valentino Gantz trabajando con moscas de la fruta anunciaron el desarrollo de un nuevo método para generar mutaciones en ambas copias de un gen. Esta reacción en cadena mutagénica implicó el uso de la enzima nucleasa Cas9 asociada a Crispr ypermitió la transmisión de mutaciones a través de la línea germinal con una tasa de herencia del 95 por ciento.
Los dos grupos colaboraron para fusionar el método de Bier y Gantz con los mosquitos de James. Gantz empaquetó genes antipalúdicos con una enzima Cas9 que puede cortar el ADN y un ARN guía para crear un "casete" genético que, cuando se inyecta en un embrión de mosquito, apuntó a un punto altamente específico en el ADN de la línea germinal para insertar los genes del anticuerpo antipalúdico.
Para asegurarse de que el elemento que portaba los anticuerpos bloqueadores de la malaria había alcanzado el sitio de ADN deseado, los investigadores incluyeron en el casete una proteína que le daba fluorescencia roja a la progenie en los ojos. Casi el 100 por ciento de la descendencia - 99.5 por ciento, para ser exactos- exhibió este rasgo, que James dijo que es un resultado sorprendente para un sistema que puede cambiar los rasgos heredables.
Agregó que se necesitarán más pruebas para confirmar la eficacia de los anticuerpos y que esto eventualmente podría conducir a estudios de campo. "Este es un primer paso significativo", dijo James, miembro de la Academia Nacional de Ciencias. "Sabemos queel gen funciona. Los mosquitos que creamos no son la marca final, pero sabemos que esta tecnología nos permite crear eficientemente grandes poblaciones ".
Bier, profesor de biología en la Universidad de California en San Diego, también señaló que "la capacidad de este sistema para transportar grandes cargas genéticas debería tener amplias aplicaciones para el uso futuro de los sistemas relacionados con la 'genética genética activa' basados en Crispr".
La malaria es uno de los principales problemas de salud del mundo. Más del 40 por ciento de la población mundial vive en áreas donde existe el riesgo de contraer la enfermedad. Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, 300 millones a 500 millones de casos dela malaria ocurre cada año, y casi 1 millón de personas mueren de la enfermedad anualmente, en su mayoría bebés, niños pequeños y mujeres embarazadas, la mayoría de ellos en África.
Nijole Jasinskiene, Olga Tatarenkova, Aniko Fazekas y Vanessa Macias de UCI contribuyeron al estudio, que fue apoyado por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud AI070654, NS029870, AI29746 y AI116433 y la Fundación WM Keck y un regalo de los Dres.Sarah Sandell y Michael Marshall a Bier.
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Materiales proporcionado por Universidad de California, Irvine . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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