Si pudieras tener solo una superpotencia, vuelo o invisibilidad, ¿cuál elegirías? ¿Y cambiaría tu respuesta si pudieras volverte invisible para los mosquitos?
Claro, es posible que nunca te eleves entre las águilas o roces tu mejilla contra una nube. Pero tampoco huirías más de las nubes de mosquitos y estarías protegido de las enfermedades mortales que propagan los insectos.
Por primera vez, los científicos han utilizado la herramienta de edición de genes Crispr-Cas9 para hacer que los humanos sean efectivamente invisibles a los ojos de Aedes aegypti mosquitos, que utilizan señales visuales oscuras para cazar, según un papel publicado recientemente en la revista Biología actual. Al eliminar dos de los receptores sensibles a la luz de ese mosquito, los investigadores eliminaron su capacidad para apuntar visualmente a los huéspedes.
«Nadie ha estudiado esto antes», dijo Neha Thakre, investigadora postdoctoral de la Universidad de California en San Diego, que estudia Crispr como una herramienta de control de mosquitos. Thakre, que no participó en la investigación, dijo que vio el estudio como un «gran comienzo» para comprender qué controla la visión de los mosquitos.
Aedes aegypti es un flagelo que afecta a los seres humanos en todo el mundo. Las hembras, en busca de la sangre que necesitan para poner sus huevos, infectan cada año a decenas de millones de personas con flavivirus que conducen al dengue, la fiebre amarilla y el Zika.
“Cuanto mejor comprendamos cómo perciben al ser humano, mejor podremos controlar al mosquito de una manera ecológica”, dijo Yinpeng Zhan, investigador postdoctoral de la Universidad de California en Santa Bárbara y autor principal del artículo.
Los mosquitos Anopheles, que propagan la malaria, cazan de noche, mientras que Aedes aegypti caza bajo el sol, al amanecer y al anochecer. La especie depende de una flota de sentidos para encontrar sangre. Una simple bocanada de dióxido de carbono, una señal de que alguien o algo acaba de exhalar cerca, envía al mosquito en un vuelo frenético.
«También pueden detectar algunas de las señales orgánicas de nuestra piel», como el calor, la humedad y el hedor, dijo Craig Montell, neurobiólogo de la Universidad de California en Santa Bárbara y autor del estudio. Pero si no hay un huésped adecuado, el mosquito volará directamente al objetivo más cercano: una mancha oscura.
En 1937, los científicos observaron que Aedes aegypti Los mosquitos se sentían especialmente atraídos por las personas con ropa oscura. Pero el mecanismo molecular por el cual los mosquitos detectaban visualmente sus objetivos era en gran parte desconocido.
Muchos experimentos sobre la visión de los mosquitos se llevan a cabo en túneles de viento, grandes cámaras que pueden costar decenas de miles de dólares. En experimentos anteriores, los mosquitos colocados en el túnel de viento y al que se les dio una bocanada de dióxido de carbono eligieron volar a una mancha oscura sobre una blanca.
El laboratorio de Montell no tiene un túnel de viento, por lo que Zhan diseñó una configuración económica, una jaula con un círculo negro y un círculo blanco en el interior, que costó menos de $ 100 y ofreció los mismos resultados que un túnel de viento. En la primavera de 2019, Zhan realizó pruebas puntuales en la jaula. En el otoño, Jeff Riffell, un biólogo de la Universidad de Washington, junto con Claire Rusch, una estudiante de posgrado, y Diego Alonso San Alberto, un becario postdoctoral, realizaron los mismos experimentos usando un túnel de viento para verificar los resultados originales.
Elimina una proteína
Montell y Zhan sospecharon que una de las cinco proteínas sensibles a la luz expresadas en el ojo del mosquito podría ser la clave para eliminar su capacidad de buscar visualmente huéspedes humanos mediante la detección de colores oscuros. Primero, decidieron eliminar la proteína rodopsina Op1. Op1, la proteína visual más ampliamente expresada en los ojos compuestos del mosquito, parecía el mejor candidato para interferir con la visión del mosquito. Zhan inyectó la mutación en miles de diminutos huevos de mosquito usando una herramienta con una aguja especial con una punta muy pequeña.
Después de que sus pequeños mutantes se convirtieron en adultos, Zhan succionó a unas 10 hembras en un tubo usando un aspirador controlado por la boca. Con cada grupo, contuvo la respiración, se acercó a la jaula y soltó a las hembras con una gran exhalación.
Los mutantes Op1 se comportaron exactamente como el Aedes aegypti de tipo salvaje: después de inhalar dióxido de carbono, volaron directamente al punto negro de la jaula. Montell y Zhan lo intentaron de nuevo, esta vez noqueando a Op2, una rodopsina estrechamente relacionada. Aún así, los mutantes Op2 no mostraron una disminución significativa en su visión.
Pero cuando los investigadores eliminaron ambas proteínas, los mosquitos zumbaron sin rumbo fijo, sin mostrar preferencia entre el círculo blanco y los círculos negros. Habían perdido la capacidad de buscar huéspedes de color oscuro.
¿Los mosquitos eran completamente ciegos o simplemente ciegos para las personas?
Para responder a esta pregunta, Montell y Zhan realizaron una serie de pruebas para ver cómo respondían los mutantes dobles a la luz.
Primero, probaron si los mutantes dobles se moverían hacia la luz. A continuación, conectaron electrodos a los ojos de los mutantes dobles para medir si los ojos mostraban cambios de voltaje en respuesta a la luz. Finalmente, colocaron los mutantes dobles en cilindros giratorios con franjas verticales en blanco y negro para ver si los insectos caminaban en la dirección de las franjas en movimiento. Los mutantes dobles pasaron las tres pruebas, aunque tuvieron una respuesta más débil que los tipos salvajes en las dos últimas pruebas.
Después de todo, los mosquitos no eran ciegos. «Mi primer mosquito transgénico», dijo Zhan con orgullo. «Tuvimos un final feliz».
El nuevo documento podría informar estrategias futuras para controlar las poblaciones de mosquitos. Si las hembras de mosquitos no pudieran ver a los huéspedes, tendrían más dificultades para encontrar la sangre necesaria para que se desarrollen sus huevos. “La población colapsaría”, dijo Montell.
Este artículo apareció originalmente en Los New York Times.