A la mosca del vinagre, Drosophila suzukii, le gusta infectar distintos frutos antes de que maduren. Tan sólo en 2008 las pérdidas causadas por esta mosca en las cosechas de cerezas, zarzamoras, frambuesas y duraznos –entre otras frutas– alcanzaron los 500 millones de dólares a nivel mundial.

Investigadores de las universidades de Yale y Vanderbilt, en Estados Unidos, están trabajando en una posible solución a ésta y otras plagas producidas por insectos. Lo que Judith Ronau, John Beckmann y sus colaboradores planean hacer es, paradójicamente, liberar más moscas, o cualquiera de los insectos que se estén convirtiendo en peste. La solución, a primera vista contradictoria, tiene dos condiciones: la primera es que sólo se liberarán insectos macho, la segunda es que éstos serán transgénicos y tendrán dos genes de la bacteria Wolbachia en su genoma.

Esta nueva herramienta de defensa, descrita en dos artículos en las revistas Nature y Nature Microbiology, publicados hoy 27 de febrero, se basa en que las Wolbachia toman el control poblacional de los insectos.

La eficiencia con la que las Wolbachia logran infectar poblaciones de insectos humillaría a Napoleón y a Gengis Kan. Se calcula que cuatro de cada diez especies de artrópodos –grupo al que pertenecen los insectos– del mundo están infectadas con algún tipo de Wolbachia. ¿Cómo es que este género bacteriano logra tener tanto éxito? Las Wolbachia controlan directamente la reproducción de los insectos infectados y sus técnicas son variadas.

Ronau y Beckmann se fijaron en algo que se conoce como incompatibilidad citoplásmica. Las Wolbachia son lo suficientemente pequeñas como para vivir dentro de los óvulos y espermatozoides de los insectos, y desde ahí controlan la reproducción. Si un macho infectado fertiliza un óvulo no infectado, el huevo no se desarrolla; es decir, el macho es estéril ante estas hembras. Pero si la hembra también está infectada, entonces el óvulo fertilizado se convierte en un huevo que alcanza la madurez y cuyos espermatozoides u óvulos estarán infectados con Wolbachia.

Ronau y Beckmann lograron desmantelar un sistema de incompatibilidad citoplásmica y encontraron una manera de esterilizar por completo a los machos. “En el caso de los insectos, la esterilidad es causada porque los cromosomas del óvulo fecundado no segregan junto con todas las células”, relata Judith Ronau para Cienciorama. Si algunas células del huevo no contienen todos los cromosomas que deberían tener, significa que no tienen las instrucciones completas para ser funcionales y “esto detiene el desarrollo” comenta Judith. Cada que se divide una célula hay proteínas que se encargan de que cada célula hija tenga una copia de cada cromosoma, pero estas proteínas sólo deben de activarse en el momento preciso de la división celular. La célula reconoce las proteínas que debe de activar porque a éstas les añade una pequeña señal, como una bandera. “CidB es la enzima que causa la esterilidad en los machos, se encarga de cortar estas banderas, modificando la función de las proteínas”, explica la Dra. Ronau; esto es lo que provoca que no todas las células tengan su juego de cromosomas completo.

Cuando se agregan al genoma de los insectos macho un par de genes de Wolbachia –el gen de CidB, y otro que permite el buen funcionamiento de dicha enzima–, cualquier huevo que fertilicen detendrá su desarrollo antes de convertirse en adulto. Así que al liberar grandes cantidades de estos insectos transgénicos, es posible reducir significativamente la población de los insectos causantes de alguna plaga o que transmitan cierta enfermedad.

Otros grupos de investigación han intentado utilizar las Wolbachias directamente –y no solamente sus genes– para controlar la transmisión de enfermedades como el dengue o el zika. El problema de esta técnica es conseguir la infección de un tipo específico de Wolbachia en un insecto que normalmente no es infectado por ella, como es el caso del mosquito Aedes, responsable de transmitir dengue y zika. Conseguir una infección que perdure exitosamente, puede llevar hasta ocho años. Además de que el proceso se tiene que repetir para cada nuevo insecto.

“Transferir los genes que regulan la esterilidad de los machos, en vez de la bacteria, es mucho más sencillo, ya que reduce las variables con las que trabajas” comenta para Cienciorama John Beckmann. “Los genes bacterianos son introducidos en los insectos con la ayuda de genes saltarines llamados transposones” que cortan un trozo de ADN, en este caso el que contiene los genes causantes de la esterilidad, y los hacen “saltar” de posición para insertarlos dentro del genoma del insecto. “Esta técnica es efectiva y puede funcionar con cualquier tipo de insecto que puedas imaginar”, continúa John. Hasta ahora, los investigadores sólo han probado la técnica con la mosca de la fruta, pero los siguientes experimentos se realizarán con la mosca del vinagre y con distintos mosquitos Aedes y Anopheles, conocidos por transmitir distintas enfermedades en los humanos.

Criar machos estériles en el laboratorio es bastante sencillo. “Lo complicado –cuenta el Dr. Beckmann – es conseguir el permiso del gobierno –estadounidense–, y encontrar financiamiento para el proyecto. Estas tecnologías transgénicas también reducirán el uso de pesticidas, que generan grandes daños en el medio ambiente.” La gente debe de apoyar a los transgénicos, ya que no sólo combaten pestes y enfermedades, sino que nos ayudan a dejar de contaminar y no generan peligro alguno para los humanos o para los ecosistemas.

 

Fuentes: Beckmann, JF; Ronau, JA; Hochstrasser M. (2017) A Wolbachia deubiquitylating enzyme induces cytoplasmic incompatibility. Nature Microbiology. (Pub Feb 27)

Microbiology: Manipulation of the manipulators. William Sullivan & Scott L. O’Neill Nature (2017) doi:10.1038/nature21509 Published online 27 February 2017

Imagen: Mosca del vinagre infectando una frambuesa. Crédito: http://www.georgofili.world/detail.aspx?id=42


Originalmente publicado en Cienciorama

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