Què són les unitats de gens? Com es barallen els científics contra els mosquits mortals

Quin és el més mortal de la terra? És una pregunta que recorda lleons, tigres, taurons i cocodrils temibles. Però la resposta és un animal que no supera els 1 centímetres.

Algunes espècies de mosquits, dels milers que poblen diferents entorns, són els animals més mortals de la terra. Anopheles Els mosquits sols, transmeten la malària a través de la seva mossegada i infecten anualment més de 200 milions de persones i són responsables de 400.000 morts per any, de les quals el 70% són nens menors de 5 anys.

Altres espècies de mosquits també transmeten malalties (dengue, Nil Occidental i Zika) a través de la seva mossegada.

Som genetistes a l'Imperial College de Londres que se centren en el mosquit i el seu paper com a vector de malalties. Durant més de 20 anys, ens hem centrat en el desenvolupament de mosquits manipulats genèticament. Això es deu al fet que dècades de control de la malària ens han ensenyat que l’estratègia més eficaç per prevenir la malària és controlar el propi mosquit. Anys d'investigació han conduït al desenvolupament de l'última i sofisticada eina genètica anomenada "unitat de gen". Quan està dissenyada correctament, pot eliminar les poblacions de mosquits ubicades a les gàbies al laboratori.

Vegeu també: Quants milions de mosquits muntats per robots poden lluitar contra Zika

Lluitem mostres de mosquits cada dia

Només els mosquits femenins mosseguen els humans. Beuen sang humana per recollir nutrients per produir els seus ous. Si el mosquit és infectat per un virus o un paràsit, passarà la infecció a la persona picada. Més endavant, si un mosquit no infectat pateix a l'ésser humà recentment infectat, recollirà el microorganisme i també podrà estendre la malaltia a altres individus.

Per a una malaltia com la malària, que suposa una amenaça per a gairebé la meitat de la població mundial, les iniciatives de salut pública han utilitzat una varietat de mètodes per orientar el paràsit de la malària en si mateix, com les vacunes i les drogues. Altres mètodes, inclosos els plaguicides, la fumigació, les xarxes de llit i l’eliminació d’hàbitats dels mosquits, intenten reduir el contacte amb els mosquits o el nombre de mosquits. Però creiem que apuntar el mosquit és la manera més eficaç de reduir els casos de malària a tot el món.

Ara, a Àfrica, on la càrrega de la malària és més elevada, hi ha la forma més eficaç de reduir ràpidament la transmissió de la malària per polvoritzar insecticides a l'interior i dormir sota mosquiteres. Aquestes mesures de control i intervencions han contribuït a reduir dràsticament la càrrega de la malària en molts llocs. Des de 2010, les taxes de mortalitat causades per la malària han caigut un 35% entre els menors de 5 anys.

Aquests mètodes, però, no són sostenibles, i han de ser implementats a gran escala per assolir el seu màxim potencial. Això es va fer evident entre el 2014 i el 2016, que va ser la primera vegada des del 2010 en què els casos de malària han augmentat, trencant la tendència decreixent observada durant els anys anteriors. Els mosquits estan desenvolupant resistència a medicaments antimalàrics i insecticides, i estem quedant sense opcions i temps.

Un nou enfocament

Per aconseguir l’eradicació de la malària, els investigadors en salut pública han d’ampliar l’arsenal. Per avançar cap a aquest objectiu, al laboratori de Crisanti, a l'Imperial College, hem estat treballant en un pla per fer això.

Recentment, s'ha desenvolupat una tecnologia anomenada CRISPR que permet als científics editar el DNA amb gran eficiència. Els investigadors de tot el món utilitzen CRISPR per modificar l’ADN del mosquit amb l’objectiu d’eliminar les malalties transmeses pels mosquits, com la malària. En el nostre laboratori, hem desenvolupat el que és potser l’ús més avançat de la tecnologia mai proposada. Es diu "unitat de gens". Aquest tipus de modificació genètica té la capacitat de difondre un tret en una població salvatge, superant les lleis clàssiques de l'herència.

L’ADN que es transmet d’un pare, d’una generació a l’altra a través de les lleis clàssiques de l’herència, només és heretat per la meitat de la descendència de cada generació. Això manté la freqüència d'aquesta modificació genètica o tret en la població de mosquits igual.

Els discos genètics són heretats per més del 50 per cent de la descendència. Això els permet augmentar progressivament la freqüència d'un tret en generacions posteriors, cosa que suposa un avantatge sobre el possible ús d'altres mosquits transgènics.

Ètica de modificar les poblacions de mosquits salvatges

Hem dissenyat una unitat de gen que s'adreça als gens de fertilitat que són essencials per al desenvolupament del mosquit femení. Quan es trenquen aquests gens, l’insecte femení no pot mossegar o produir descendència.

L’avantatge de les unitats genètiques és que només podem orientar l’objectiu Anopheles gambiae espècie - un dels vectors primaris que porten la malaltia a l'Àfrica subsahariana - sense afectar a aquells que no ho fan.

Quan vam provar la nostra tecnologia al laboratori, vam poder difondre aquest tret al 100% de la població de mosquits a les gàbies. La conseqüència de produir mosquits masculins normals i femelles estèrils va ser que vam fer caure la població a zero en els sis mesos següents.

Aquesta és la primera vegada que s'ha suprimit una població mitjançant un control genètic, encara que en el laboratori.

La unitat genètica és una tecnologia genètica potent i ràpida. La capacitat de transformar poblacions naturals sense una intervenció humana constant, les fa ideals per complementar les eines i mètodes actuals utilitzats per combatre les malalties infeccioses i reduir la seva càrrega econòmica i ecològica.

Tot i que la supressió de les poblacions de mosquits a la gàbia al laboratori és un èxit històric, el llançament real d’un camp d’energia genètica té almenys una dècada en el futur.

Com que es poden difondre per si mateixos i per zones geogràfiques potencialment grans, la tecnologia planteja possibles preocupacions ètiques sobre el seu ús. Per exemple, qui decideix quan es deixa anar una unitat de gen si no s'aconsegueix un consens complet de les comunitats afectades? Aquests problemes són àmpliament debatuts per científics, ètics, reguladors i aquells que poden estar afectats per l’ús de la tecnologia d’unitats genètiques.

No obstant això, la comunitat científica ha avançat molt en relació amb els mètodes possibles per salvaguardar la tecnologia, incloent-hi el potencial de dissenys que limitin la seva propagació. La decisió final sobre si es pot alliberar una unitat genètica a la natura s'ha de fer amb el consentiment dels països afectats i, més concretament, de les comunitats que viuen amb aquestes malalties cada dia.

Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation de Andrea Crisanti i Kyros Kyrou. Llegiu l'article original aquí.