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El avance representa un importante paso hacia el establecimiento de una población de mosquitos “antimaláricos” que, con un mayor desarrollo, podrían ayudar a erradicar una enfermedad que contagia 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, importante portador de la malaria en Asia. El elemento insertado previene la transmisión del paludismo de los mosquitos adultos a sus crías. En la actualidad, la enfermedad se transmite a un sorprendente 99,5 por ciento de las crías de esta especie.
Los resultados obtenidos ponen de relieve la creciente utilidad del método CRISPR, una potente herramienta de modificación genética que permite el acceso al núcleo de la célula para cortar el ADN y reemplazar genes mutados o insertar otros nuevos. Los resultados aparecen esta semana en la edición de Proceedings of the National Academy of Sciences.
Realidad ante la erradicación de la malaria
Esta nueva técnica "se puede adaptar para la eliminación de la malaria", explica Anthony James, profesor de biología molecular, bioquímica y microbiología y genética molecular en la UCI.
Durante casi 20 años, el laboratorio de James se ha centrado en diseñar mosquitos anti-enfermedad. Sus modelos contra la fiebre del dengue han sido probado ya en ensayos realizados con México y, en 2012, James ayudó a demostrar que los anticuerpos que impiden que la biología de este parásito se adapte al sistema inmune de los ratones podían ser introducidos en mosquitos. Este rasgo, sin embargo, sólo era heredado por aproximadamente la mitad de la descendencia de los mosquitos modificados.
Colaboración científica
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 mutagénica en cadena implicó el uso del método CRISPR, en relación con la enzima nucleasa Cas9. Este uso permitió la transmisión de mutaciones a través de la línea germinal de las moscas, con una tasa de herencia de un 95%.
Los dos grupos han colaborado ahora para fusionar los métodos de Bier y de Gantz con los aplicados a mosquitos por James. Los genes de Gantz antipalúdicos fueron envasados con una enzima Cas9 (que puede cortar el ADN) y un ARN guía.
De esta forma, se creó un "paquete" genético que, cuando se inyecta en un embrión de mosquito, se dirige a un lugar muy específico del ADN de la línea germinal, para insertar en ella los genes de anticuerpos contra la malaria.La posibilidad de crear poblaciones extensas
Para asegurar que el elemento que lleva los anticuerpos de bloqueo de la malaria llegan al sitio del ADN deseado, los investigadores incluyeron en dicho paquete una proteína que hace que la descendencia con la modificación genética aplicada presente una fluorescencia roja en sus ojos. Casi el 100% de las crías, el 99,5%, exhibió este rasgo. James señala que este es un resultado sorprendente para un sistema de este tipo, que puede cambiar rasgos heredables.
El investigador añade que aún serán precisas pruebas adicionales para confirmar la eficacia de los anticuerpos y futuros estudios de campo. "Este es un primer paso importante", afirma. "Sabemos cómo trabajan los genes. Los mosquitos que hemos creado no son la marca final, pero sabemos que esta tecnología nos permite crear de manera eficiente extensas poblaciones modificadas".
Estudios anteriores
Esta no es la primera vez que se lucha contra la malaria por esta vía. Un equipo del Imperial College de Londres también ha desarrollado otra técnica que implica la introducción en mosquitos de un gen que provoca que la inmensa mayoría de la descendencia sea masculina.
Esto supone un beneficio a corto plazo, debido a que los machos no pican a los seres humanos y no pueden transmitir el paludismo. A largo plazo, se reduciría la población de mosquitos o estiose extinguirían, ya que entre su descendencia no habría apenas hembras.
Un gran problema
La malaria es uno de los principales problemas de salud del mundo. Más del 40% de la población mundial vive en zonas donde existe el riesgo de contraer la enfermedad. Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, cada año se producen entre 300 y 500 millones de casos de malaria, y casi 1 millón de personas mueren por esta enfermedad anualmente, en gran parte bebés, niños pequeños y mujeres embarazadas, la mayoría de ellos en África.
Referencia bibliográfica:
Valentino M. Gantz, Nijole Jasinskiene, Olga Tatarenkova, Aniko Fazekas, Vanessa M. Macias, Ethan Bier, Anthony A. James. Highly efficient Cas9-mediated gene drive for population modification of the malaria vector mosquitoAnopheles stephensi. Proceedings of the National Academy of Sciences (2015) DOI: 10.1073/pnas.1521077112.
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