Lucha contra la malaria con hongos: un ingeniero de biólogos es un hongo que es más mortal para los mosquitos

Lucha contra la malaria con hongos: un ingeniero de biólogos es un hongo que es más mortal para los mosquitos Pulverizar insecticida para matar mosquitos: Los mosquitos son vectores de muchas enfermedades devastadoras como la malaria. Sukjanya / Shutterstock.com

Redes de cama. Insecticidas. Insectos estériles y genéticamente modificados.. Ahora los científicos están agregando un hongo tóxico de ingeniería genética Al arsenal de armas para acabar con los mosquitos que portan el parásito de la malaria.

A pesar de que los insecticidas y las mosquiteras con mosquitero, por mucho las dos estrategias más comúnmente empleadas, han disminuido efectivamente el número de infecciones y muertes, La carga mundial de malaria no ha disminuido en los últimos años.. En 2017, 219 millones de personas se infectaron con malaria y se estima que un 435,000 murió. Eso es porque Los mosquitos están desarrollando resistencia a los insecticidas..

Lucha contra la malaria con hongos: un ingeniero de biólogos es un hongo que es más mortal para los mosquitos An Anofeles Mosquito tomando una comida de sangre de un huésped humano. Es en el curso de estas comidas de sangre que los mosquitos transmiten la malaria a los humanos. CDC

La rápida evolución de la resistencia es un tema común y recurrente en nuestras carreras armamentistas contra los mosquitos transmisores de la malaria, así como contra las plagas y patógenos en general. A través del tiempo, Los organismos mutan y desarrollan resistencia. a cualquier nueva droga que se use para matarlos. No es de extrañar que los humanos siempre terminen perdiendo; Es por eso que se necesita una nueva arma. Y el último es un hongo asesino.

Luchando contra asesinos con asesinos.

Como biólogo evolutivo estudiando hongosEstoy familiarizado con la capacidad de estos organismos para causar enfermedades devastadoras en diversos plantas y animales, incluidos los humanos. Mientras que muchos patógenos fúngicos infectan una amplia gama de hospedadores, otros pueden atacar solo unos pocos.

Esta realización ha llevado a los científicos a una nueva estrategia para combatir la malaria: infectar y matar a los mosquitos transmisores de enfermedades utilizando los patógenos fúngicos que se encuentran en la naturaleza. Esta no es la primera vez que los hongos han sido armados. De hecho, esta es precisamente la estrategia detrás del pesticida biológico de gran éxito, Musculo verde, que mata langostas y saltamontes en todo el mundo.

Infectar a los mosquitos con sus patógenos naturales, como los hongos patógenos del género. Metarhizium - es una estrategia particularmente atractiva porque, a diferencia de los patógenos bacterianos o virales, Los hongos pueden infectar a los mosquitos simplemente al entrar en contacto con ellos. y no tiene que ser ingerido. Además, los hongos son generalmente más amigables con el medio ambiente que los insecticidas químicos tradicionales. ¿Pero funciona esta estrategia?

Hace quince años, una prueba de campo en Tanzania rural demostró que podía. Al colgar sábanas de algodón inoculadas con hongos que matan insectos en los techos de las casas donde reposan los mosquitos, un tercio de los mosquitos se infectaron. De acuerdo con los modelos de transmisión de la malaria, tal tasa de infección Podría reducir los casos de malaria en un 75%.

Pero Metarhizium hongos como demostró el ensayo de campo de Tanzania, no siempre son capaces de infectar a sus huéspedes mosquitos. Y, las infecciones por hongos suelen tardar varios días en matar los mosquitos. En el laboratorio, los hongos toman un promedio de entre siete y nueve días para matar a los mosquitos, dependiendo de la dosis. Brian Lovett, un estudiante graduado trabajando en Laboratorio de Ray St. Leger y Etienne bilgo, un postdoctorado que trabaja con entomólogo Abdoulaye Diabate, pensaron que podrían infectar a más mosquitos y matarlos más rápido.

¿Cómo? Mediante el uso de hongos que se modificaron genéticamente para producir una toxina llamada "Híbrido", que ataca específicamente el sistema nervioso de los artrópodos, un grupo que incluye insectos y sus parientes, como las arañas y los crustáceos. Los experimentos de laboratorio anteriores en 2017 por el mismo equipo ya habían demostrado que estos hongos transgénicos mataron a los mosquitos más rápido que los no modificados.

La gran pregunta ahora era si funcionaba en la naturaleza.

Lucha contra la malaria con hongos: un ingeniero de biólogos es un hongo que es más mortal para los mosquitos El equipo de MosquitoSphere está formado por autores en el periódico y voluntarios locales de Soumousso, Burkina Faso. Fila de atrás (de izquierda a derecha): Etienne Bilgo, Oliver Zida, Bema Ouattara; Fila intermedia: Boureima Saré, Judicael Zida, Brian Lovett, Moussa Ouattara, MichaÏlou Sanfo y Bamory Ouattara; Primera fila: Yaya Ouattara y Jacques Gnambani. Brian Lovett, CC BY-SA

Los hongos transgénicos matan a los mosquitos más rápido y las poblaciones se estrellan

Para reducir los riesgos planteados por las pruebas de campo, Lovett y Bilgo probaron sus hongos GM en el "MosquitoSphere", Un gran campo diseñado especialmente diseñado para adaptarse a las condiciones exteriores en Soumousso, Burkina Faso. Estableciendo chozas con sábanas de algodón que contenían esporas de GM que producen toxinas Metarhizium Lovett y Bilgo, así como hongos no modificados como controles, encontraron que el 70% al 80% de mosquitos estaban infectados en ambos tipos de cabañas. Pero Mosquitos en chozas con hongos transgénicos. murieron en un promedio de cinco días, mientras que los mosquitos en chozas con hongos no modificados murieron después de casi nueve días.

Lucha contra la malaria con hongos: un ingeniero de biólogos es un hongo que es más mortal para los mosquitos Las chozas de MosquitoSphere en Soumousso, Burkina Faso, donde tuvieron lugar los experimentos con hongos tóxicos asesinos de GM. Brian Lovett

Al examinar cómo las poblaciones de mosquitos evolucionaron con el tiempo, también descubrieron que Los hongos transgénicos infectaron múltiples generaciones de mosquitos. En un recinto con hongos GM, una población inicial de mosquitos 1,500, se colapsó a solo 13 después de un mes y medio.

Promesa y riesgos

Al armar genéticamente un patógeno fúngico ya mortal con una poderosa toxina, los investigadores pudieron reducir drásticamente la población del "campo" de mosquitos en una parte del mundo donde la malaria es endémica y los mosquitos son resistentes a los insecticidas químicos.

Existe una necesidad urgente de frenar la transmisión de la malaria, especialmente en el África subsahariana, donde 92% de casos y 93% de muertes ocurrir. En conjunto, la Agencia de Protección Ambiental de los EE.UU. aprobación de la toxina híbrida bajo el nombre comercial Versitude, y la aprobación del uso de no modificados Metarhizium Los hongos, como “bioplaguicidas” de varios países africanos, pueden allanar el camino para dar luz verde al uso de productos genéticamente modificados. Metarhizium Hongos en la lucha contra la malaria.

Por otro lado, la liberación de hongos que transportan una toxina mortal para los insectos genera inquietudes acerca de los daños no intencionales a los insectos "no objetivo". Metarhizium Los hongos infectan sólo una pequeña gama de insectos y experimentos donde los insectos no se dirigen, como las abejas, se infectaron con el GM y los hongos no modificados no afectaron la supervivencia de las abejas. Incluso si el gen encuentra su camino en los hongos que infectan a los humanos, un escenario altamente improbable, no tendría ningún efecto sobre nosotros porque la toxina solo funciona en los insectos.

Restringir la propagación del gen que produce la toxina híbrida en organismos distintos a Metarhizium Los hongos son otra preocupación potencial. Una precaución de seguridad podría ser agregar Interruptores genéticos que reducen la supervivencia. Del hongo fuera del ambiente interior. Pero también hay varias características inherentes de Metarhizium hongos, como sus esporas grandes, no transmitidas por el aire y sensibles a la luz ultravioleta, que reducen las posibilidades de dispersión.

Si bien es prometedora, esta estrategia de envenenamiento de mosquitos con hongos genéticamente modificados no está garantizada. Los mosquitos podrían desarrollar resistencia a esto. Pero con cientos de miles de personas muriendo cada año en este juego mortal contra los patógenos, quizás la única certeza es que, al igual que nuestros oponentes, también tendremos que seguir evolucionando nuestras estrategias.La conversación

Sobre el Autor

Antonis Rokas, catedrático Cornelius Vanderbilt en Ciencias Biológicas y Profesor de Ciencias Biológicas e Informática Biomédica, La Universidad de Vanderbilt

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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