La edici¨®n gen¨¦tica elimina una poblaci¨®n de mosquitos transmisores de malaria
Una mutaci¨®n artificial que causa infertilidad en las hembras lleva a insectos cautivos a la extinci¨®n
Cient¨ªficos del Imperial College de Londres (Reino Unido) han erradicado una poblaci¨®n cautiva de mosquitos transmisores de la malaria mediante la introducci¨®n de una mutaci¨®n gen¨¦tica que vuelve a las hembras est¨¦riles. La t¨¦cnica que han utilizado, denominada gen¨¦tica dirigida o impulso gen¨¦tico (gene drive), consiste en editar el ADN de unos pocos individuos y esperar a que la mutaci¨®n se extienda en generaciones sucesivas. Su logro acerca los planes de liberar mosquitos modificados para erradicar poblaciones salvajes de insectos transmisores de enfermedades como la malaria, el dengue, la fiebre amarilla o el zika.
Esta es la primera vez que un experimento logra anular la capacidad de reproducci¨®n de una poblaci¨®n entera de animales en el laboratorio utilizando edici¨®n gen¨¦tica para modificar el gen que determina el desarrollo sexual de una especie. En experimentos anteriores de otros investigadores, los mosquitos desarrollaron mutaciones nuevas que les confirieron resistencia a la modificaci¨®n gen¨¦tica inducida en pocas generaciones. ¡°Lo incre¨ªble aqu¨ª es que tambi¨¦n se produjeron mutaciones, pero esas nuevas variantes gen¨¦ticas hacen que el gen [que determina el desarrollo sexual] deje de funcionar. No han podido desarrollar resistencia¡±, se?ala Andrea Cristiani, el autor principal del estudio que se publica hoy en Nature Biotechnology.
Pedro Alonso, director del Programa Mundial sobre Malaria de la Organizaci¨®n Mundial de la Salud (OMS), se?ala que la gen¨¦tica dirigida "se ve como una de las v¨ªas m¨¢s prometedoras para avanzar en la lucha contra la malaria y es, en realidad, la m¨¢s prometedora para contemplar" su eventual? "erradicaci¨®n".
Cristiani y sus compa?eros aplicaron la t¨¦cnica de edici¨®n gen¨¦tica CRISPR?para modificar un gen que determina el desarrollo sexual en mosquitos de la especie Anopheles gambiae. Introdujeron la mutaci¨®n en el 12% de una poblaci¨®n de 600 insectos. A lo largo de un a?o los cient¨ªficos cuidaron de los mosquitos, alimentando a las larvas con comida de gato, a los machos adultos con agua azucarada y a las hembras ¡ªlas ¨²nicas que pican¡ª con sangre descartada del banco de donantes. La mutaci¨®n se extendi¨® paulatinamente, de modo que en un espacio de entre 7 y 11 generaciones no quedaba ning¨²n animal, en lugar de los 20 millones que cabr¨ªa esperar de una poblaci¨®n sana.
Seg¨²n Cristiani, ¡°la gente pensaba que nunca podr¨ªa funcionar¡±, porque parece contradictorio que una mutaci¨®n que causa esterilidad pueda ser cada vez m¨¢s abundante en generaciones sucesivas. La clave est¨¢ en que la mutaci¨®n es recesiva, es decir, solo afecta a las hembras que tienen dos copias del gen mutado, una del padre y otra de la madre. Estas se desarrollan con caracter¨ªsticas anat¨®micas de ambos sexos y son incapaces de picar o poner huevos. Todos los machos y las hembras con una sola copia de la mutaci¨®n pudieron reproducirse con normalidad y as¨ª afianzar la modificaci¨®n gen¨¦tica inducida en la siguiente generaci¨®n. Con el tiempo, no quedaron suficientes hembras f¨¦rtiles para asegurar la continuidad de la poblaci¨®n.
Los cient¨ªficos eligieron mutar ese gen concreto porque es una regi¨®n del ADN ¡°muy conservada¡± en la evoluci¨®n. Esto significa que requiere una estructura muy precisa para funcionar. Cualquier alteraci¨®n de su c¨®digo gen¨¦tico, por peque?a que sea, resulta en la muerte o infertilidad del animal, y por eso no persisti¨® ninguna de las mutaciones aleatorias que podr¨ªan haber otorgado resistencia a la poblaci¨®n.
La t¨¦cnica es ¡°muy emocionante¡± porque los mosquitos ¡°no son capaces de esquivarla evolutivamente¡±, seg¨²n un entom¨®logo
¡°Un gen como este est¨¢ presente en todas las especies de insectos¡±, explica Cristiani: ¡°El descubrimiento abre la posibilidad de atacar otros transmisores de enfermedades como los mosquitos Aedes [portadores del dengue, la fiebre amarilla y el zika] o plagas de insectos¡±. Zachary Adelman, un entom¨®logo de la Universidad A&M de Texas (EE UU) ajeno a este estudio y que ha desarrollado experimentos de gen¨¦tica dirigida para cambiar de sexo a los mosquitos Aedes, considera que esta t¨¦cnica es ¡°muy interesante¡± porque los mosquitos ¡°no son capaces de esquivarla evolutivamente¡±.
¡°A menudo, los investigadores intentan exagerar sus resultados. Estos cient¨ªficos han hecho un trabajo muy bueno al ser cautos con sus interpretaciones¡±, a?ade Adelman. ¡°Es un avance tecnol¨®gico incre¨ªble, pero todav¨ªa queda mucho por probar¡±, advierte. Los autores del estudio explican que ser¨¢ necesario experimentar de nuevo bajo condiciones de laboratorio que reflejen el ambiente tropical natural de los mosquitos.
El consenso es que las primeras pruebas de campo no llegar¨¢n antes de por lo menos cinco a?os. ¡°Tengo confianza de que podremos obtener resultados convincentes en la pr¨®xima fase de semicautiverio. De ah¨ª a las poblaciones salvajes entramos en territorio completamente desconocido, en el que las decisiones pol¨ªticas probablemente ser¨¢n m¨¢s relevantes que nuestra capacidad t¨¦cnica¡±, concluye Cristiani. Alonso alerta de que la implementaci¨®n supondr¨¢ retos nuevos que "no ser¨¢n menores". "El riesgo es siempre lo desconocido", dice: "[en la OMS] lo vemos no necesariamente con optimismo, pero s¨ª con ilusi¨®n".
La malaria en cifras
La malaria es una enfermedad causada por par¨¢sitos del g¨¦nero Plasmodium que afecta sobre todo a pa¨ªses africanos. De las aproximadamente 3.500 especies de mosquito que existen, solo unas 40 transmiten los par¨¢sitos, por picaduras de las hembras. La Organizaci¨®n Mundial de la Salud (OMS) estima que en 2016 hubo 216 millones de casos en 91 pa¨ªses, un aumento de 5 millones con respecto al a?o anterior. Seg¨²n los investigadores del estudio, ese fue el primer a?o en que aumentaron los casos en m¨¢s de dos d¨¦cadas.
La enfermedad produce fiebre, normalmente entre 10 y 15 d¨ªas despu¨¦s de la picadura, por lo que su detecci¨®n resulta dif¨ªcil. La OMS advierte que si no se trata en el primer d¨ªa, puede producir complicaciones y llevar a la muerte. En 2016, se estima que la inversi¨®n total en control y eliminaci¨®n de la malaria fue de 27.000 millones de d¨®lares. El 31% de este coste lo asumieron los gobiernos de pa¨ªses donde la enfermedad es end¨¦mica.
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