La edición de genes podría usarse para combatir enfermedades transmitidas por mosquitos

¿Podría la edición genética ser la respuesta a la propagación de enfermedades transmitidas por mosquitos como el virus Zika y la fiebre del dengue?

Un gen de interruptor maestro recientemente descubierto puede dar a los humanos la ventaja en las guerras de insectos de siglos de antigüedad, y la capacidad de combatir los insectos de una manera menos costosa y más efectiva.

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Estas son las buenas noticias de un entomólogo y un bioquímico de Virginia Tech, cuyo avance en la edición de genes se describe en una revisión, publicada hoy en la revista Trends in Parasitology.

Los coautores Zach N. Adelman, PhD, profesor asociado de entomología, y Zhijian Tu, PhD, profesor de bioquímica, creen que su descubrimiento de un factor determinante masculino en los mosquitos, combinado con el gen sistema de estudio CRISPR-Cas9, podría forzar a las poblaciones de mosquitos a producir menos hembras y más machos.

Los mosquitos hembras son los transmisores del Zika, la fiebre amarilla, la malaria, Chikungunya y la fiebre del dengue.

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El virus del Zika y otras enfermedades peligrosas se propagan solo por una de las 3 500 especies de mosquitos, Aedes aegypti o mosquito tigre asiático, común en los Estados Unidos.

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Cómo "Nix" Female Mosquitoes

El descubrimiento de Adelman y Tu del primer factor determinante masculino, también conocido como factor M, en los mosquitos se llama Nix. Se informó en mayo de 2015 en un estudio de alto perfil en la revista Science.

Los investigadores encontraron que cuando Nix se expresaba en embriones femeninos, generaba el desarrollo de genitales masculinos internos y externos.

Los científicos han tenido éxito con los intentos recientes de controlar la fiebre del dengue genéticamente mediante la liberación de mosquitos transgénicos estériles, según el informe de los investigadores.

Pero los métodos utilizados son caros y poco prácticos porque requieren liberaciones de insectos a largo plazo y son difíciles de lograr a gran escala.

Esto se ha mostrado prometedor como un enfoque fácil, eficiente y preciso para introducir mutaciones en prácticamente cualquier sitio genómico de interés en una amplia gama de organismos, incluidos los mosquitos. Zhijian Tu, Virginia Tech

Los científicos de Virginia Tech han descubierto una mejor manera de luchar contra los insectos mortales.

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"Un enfoque más efectivo y menos costoso podría ser impulsar genes de masculinidad con el sistema CRISPR-Cas9", dijo Tu a Healthline. "Esto se ha mostrado prometedor como un enfoque fácil, eficiente y preciso para introducir mutaciones en prácticamente cualquier sitio genómico de interés en una amplia gama de organismos, incluidos los mosquitos". "

'Los mosquitos son como nosotros.Tienen dos copias de cada uno de sus cromosomas ", agregó Adelman en una entrevista de Healthline. "Agregar el gen Nix debería obligar a todos los mosquitos a desarrollarse como varones. "

Con los métodos actuales, cada generación de mosquitos estériles debe criarse en una fábrica y liberarse. Los machos están físicamente separados de las mujeres en la fábrica.

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"Con el método de 'conducir los genes masculinos', las hembras no necesitan ser clasificadas en la fábrica, porque tienen todos los machos", dijo Adelman. "Cuando utilizas un enfoque en el que los machos Nix también son fértiles, por cada generación que crías en la fábrica puedes obtener muchas generaciones que producen todos los machos salvajes. "

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CRISPR es el ingrediente final

El gen Nix solo, sin embargo, solo se transmitirá a la mitad del descendencia. Los científicos necesitarán usar CRISPR-Cas9 para romper el cromosoma que no tiene Nix, dijo.

"Las células son muy buenas para reparar cromosomas rotos", dijo Adelman. "Y en este caso utilizarán el cromosoma que contiene Nix como guía para reparar el que está roto. El resultado es que cada cromosoma ahora contendrá Nix, en lugar de solo uno. Por lo tanto, la mayoría de la progenie será masculina en cada generación. "

" Nos quedó claro que Nix es un fuerte candidato para el factor determinante masculino porque solo se encuentra en los hombres ", dijo Tu. "Se expresa temprano durante el desarrollo antes de que se determine el sexo, y su secuencia indica una función potencial en la regulación de los jugadores clave en la determinación del sexo. "

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Los científicos demostraron que Nix es el primer factor masculino determinante de los mosquitos al mostrar que es tanto" necesario y suficiente "para iniciar el desarrollo del mosquito macho, agregó.

En la siguiente etapa, Adelman y Tu probarán su hipótesis.

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Creen que si integran uno o unos pocos genes clave de determinación masculina (como Nix) en los autosomas (cromosomas no relacionados con el sexo), será suficiente reducir el número de mosquitos hembras al conferir la letalidad femenina o convertir a las hembras en machos fértiles o estériles.

Adelman dijo que "todavía hay muchos detalles técnicos para resolver", incluida la obtención de asistencia local para probar la tecnología en campo, antes de que puedan aplicar su descubrimiento en el campo.

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Cómo funciona Nix es un misterio

Por el momento, aún no está claro cómo controla Nix la determinación del sexo en los mosquitos, dijo Tu, y si M factores se conservan a través de especies que transmiten diferentes enfermedades.

Agregó que la efectividad y la estabilidad a largo plazo de los sistemas de manejo de genes basados ​​en CRISPR en los mosquitos siguen siendo desconocidos.

"Este nuevo enfoque es probablemente más eficiente que las técnicas clásicas de insectos estériles para lograr la reducción de la población y controlar la enfermedad, porque el sesgo masculino se mantiene durante muchas generaciones", dijo Tu."El enfoque seguiría siendo autolimitado porque las poblaciones locales pueden colapsar debido a un número insuficiente de hembras, lo que podría eliminar el gen Nix modificado del medio ambiente. "

Su trabajo ha sido apoyado por dos subvenciones exploratorias del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de los Institutos Nacionales de Salud. Este mes recibieron dos becas más de la misma agencia para continuar su investigación sobre determinación del sexo y aplicaciones relacionadas tanto en Aedes aegypti como Anopheles stephensi (portador de malaria en India, Asia del Sur). y Medio Oriente).

Si bien su investigación podría tener una influencia extraordinaria en la salud mundial, los científicos están preocupados por la ética de la liberación de organismos genéticamente modificados en el medio ambiente.

"Tomamos estas preocupaciones muy en serio", dijo Adelman. "Publicar nuestros puntos de vista sobre la tecnología ahora, cuando todavía quedan algunos años antes de cualquier prueba potencial, debería ayudar a traer todos los argumentos a la esfera pública con tiempo suficiente para tener una discusión informada. "