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Lima-Perú, 24/04/2019 a las 09:04am. por Lampadia

¿Cómo funciona?

Edición genética de mosquitos como solución a la malaria

Recientemente en Lampadia: Los avances de la Biología sintética avistamos algunos de los futuros beneficios y posibles riesgos de masificar el uso de la biología sintética a la luz de la experiencia histórica pasada con el surgimiento de otros fenómenos disruptivos relacionados. Como sugerimos el riesgo es menor, pero todo dependía de hacer un seguimiento y prever a futuro que esta tecnología no sea usada para malos fines.

En esta oportunidad queremos compartir un artículo escrito por Bill Gates en su blog Gates Notes (ver artículo líneas abajo) en el que se detallan los avances que se vienen realizando en otra línea de investigación arraigada a las ciencias de la vida, la edición de genes, y cómo esta  puede contribuir enormemente en la reducción de la incidencia de la malaria, a través de la erradicación del virus intergeneracional presente en uno de los principales transmisores de tal enfermedad en el ser humano: el mosquito.

Como señala el filántropo y magnate estadounidense, la tecnología de edición de genes, al ser una técnica altamente precisa en la detección de las especies portadoras del virus, “en lugar de matar mosquitos de manera indiscriminada, podría eliminar solo los peligrosos en un área en particular”. Así, la idea central de esta metodología consiste en modificar el ADN de las especies capturadas por el virus, de manera que, por un lado se elimine la bacteria que produce la enfermedad en mención y por otro, se impulse la probabilidad al 100% de que esta característica sea heredada en toda la línea reproductiva posterior. De esta forma y con el pasar del tiempo, se podría hasta extinguir el virus en grandes poblaciones de mosquitos.

Sin embargo, como bien indica Gates, el masificar esta técnica biológica a nivel internacional arraiga una serie de preguntas de índole no solo científica sino también social y regulatoria que van desde el impacto que puede generar en toda la línea alimentaria animal que esté vinculada a los mosquitos hasta las mismas reglas de juego que pondría la edición de genes sobre la mesa de los reguladores y los hacedores de política.  

Al igual que Gates, consideramos muy positivos tales avances frente a la falta de innovación para encontrar soluciones más eficaces para una enfermedad que, según la misma Fundación Gates, al 2017 afectó a por lo menos 219 millones de personas alrededor del mundo, de las cuales 435,000 murieron (ver Lampadia: Balance de los avances del 2018). De este total, más del 90% se encuentran en África y más de 60% incide en niños menores de 5 años. Cifras que realmente nos deben llevar a la acción a la brevedad.

Estaremos atentos pues a los beneficios que traiga esta nueva tecnología una vez que sea implementada plenamente en los países que más sufren los embates de tan nefasta enfermedad. Lampadia

Los mosquitos de probeta podrían ayudar a combatir la malaria

Bill Gates
Gates notes
15 de abril, 2019
Traducido y glosado por Lampadia

Es la Semana de los Mosquitos otra vez en las Gates Notes. Este año estoy explorando parte de la ciencia detrás de la malaria y otras enfermedades transmitidas por mosquitos. Puede leer a continuación sobre cómo la edición de genes podría jugar un papel clave en la erradicación de la malaria. También he escrito sobre avances sorprendentes en el seguimiento de la enfermedad y sobre cómo el parásito es un cambiaformas mortal.

Los seres humanos han pasado miles de años inventando nuevas formas de matar mosquitos. Los romanos lo hicieron drenando pantanos. Hoy puede que tengas un zapper de insectos en tu patio trasero. En los países de ingresos bajos y medios, es común ver a personas rociando insecticidas o colocando trampas pegajosas cebadas con azúcar.

Pero la evolución es inteligente. Es un reto para nosotros crear mosquitos que son más difíciles de matar. En el África subsahariana y en partes de Sudamérica y el sudeste de Asia, estamos observando un número alarmante de mosquitos que pueden resistir los insecticidas.

Esto es especialmente problemático para la lucha contra enfermedades transmitidas por mosquitos como la malaria. Para erradicar estas enfermedades, necesitamos nuevas herramientas para complementar las que ya tenemos.

Nuestra fundación está respaldando muchos avances diferentes. Una de las que me entusiasma especialmente es un conjunto de técnicas para modificar genéticamente los mosquitos que podrían reducir drásticamente la cantidad de insectos portadores de enfermedades en ciertas áreas.

Lo bueno de estas técnicas genéticas es lo precisas que pueden ser. La precisión importa porque de las más de 3,000 especies de mosquitos, solo cinco son responsables de causar la mayoría de los casos de malaria. De ellos, solo las hembras transmiten la enfermedad, porque son las únicas que pican a los humanos. (Lo hacen cuando necesitan proteínas adicionales para la reproducción. Los expertos lo llaman "tomar una comida de sangre".) Los machos simplemente beben néctar.

La promesa de la edición de genes es que, en lugar de matar a un grupo de mosquitos de manera indiscriminada, podríamos eliminar solo los peligrosos en un área en particular. Eso nos daría tiempo para curar a todas las personas con malaria. Entonces podríamos dejar que la población de mosquitos vuelva sin el parásito.

Una técnica de edición de genes emocionante se llama unidad de genes. El término cubre varios enfoques diferentes, pero la idea básica es utilizar el método CRISPR para reescribir las reglas de herencia habituales. Normalmente, para cualquier gen dado, hay un 50% de probabilidad de que un padre con ese gen se lo transmita a un niño. (Está compitiendo con uno del otro pariente, y solo uno de los dos puede ganar). Con el impulso genético, las probabilidades aumentan al 100%. Les das a unos pocos mosquitos un gen editado que se inserta o conduce a sí mismo en toda su descendencia. Cuando esos mosquitos se apareen con mosquitos silvestres, todos sus hijos tendrán el gen editado, y con el tiempo se abrirá paso a través de toda la población.

Imagínese si los mosquitos de ojos azules solo tuvieran niños de ojos azules, sin importar de qué color fueran los ojos de sus parejas. Eventualmente, cada mosquito en esa población tendría ojos azules.

Este gráfico muestra cómo el impulso genético eventualmente propaga un gen en toda la población:

No hay razón para pensar que el impulso genético sea incluso factible en los seres humanos, y mucho menos que sea aconsejable. También hay preguntas serias sobre el uso de esta tecnología en insectos, a las que llegaré en un momento. Pero primero quiero darles dos ejemplos de cómo funciona.

Una de ellas es la colorida trituradora-X. Como recordará de la clase de biología, el sexo de un mosquito está determinado en parte por los cromosomas sexuales que hereda de sus padres. Las hembras obtuvieron un cromosoma X de cada padre; los machos obtuvieron una X de su madre y una Y de su padre.

En 2014, los científicos del Imperial College London y el centro Fred Hutchinson aquí en Seattle pudieron editar una proteína en mosquitos machos para que destruya los cromosomas X en su esperma. Como resultado, los machos pasan la mayoría de los cromosomas Y, por lo que la mayoría de sus descendientes serán machos. Gracias al impulso genético, los descendientes también tendrán la proteína editada, por lo que la mayoría de sus hijos serán machos.

En unas pocas generaciones, el ratio macho / hembra se sale de control y, finalmente, la especie desaparece en esa área.

Otro ejemplo es el gen doublesex, que en los mosquitos funciona junto con el cromosoma sexual para determinar si un insecto se convierte en macho o hembra. El año pasado, los investigadores del Imperial College de Londres descubrieron que las mujeres con genes doublesex editados desarrollan una combinación de órganos masculinos y femeninos, incluidos los genitales masculinos y una probóscide que es demasiado débil para romper la piel humana. No pueden reproducirse, por lo que la población se reduce; y no pueden tomar una comida de sangre, por lo que no propagarán el parásito.

La edición de doublesex no afecta a los machos, aunque gracias al impulso genético, la transmitirán a sus descendientes, que es la forma en que se sigue propagando a través de la población.

Sabemos que la tecnología de unidad de genes funciona en el laboratorio. Cuando los investigadores del Imperial College pusieron a 150 machos con una copia de la edición de doublesex en una pequeña jaula con 450 mosquitos de tipo salvaje, la población se extinguió en unos pocos meses (aproximadamente 10 generaciones). La edición del sesgo sexual produjo resultados similares.

El siguiente paso es realizar pruebas en jaulas más grandes y, eventualmente, obtener el permiso de los gobiernos para realizarlas en el exterior. Necesitamos entender cosas como: ¿Cuál es el impacto en la cadena alimentaria si una cierta especie de mosquito comienza a morir? ¿Cuántos insectos alterados necesitaríamos introducir? ¿Cuánto tiempo necesitamos que los mosquitos se vayan? El año pasado, el gobierno de Burkina-Faso acordó permitir la liberación de mosquitos estériles y no genéticos en la naturaleza para que los investigadores puedan comenzar a estudiar algunas de estas preguntas.

Como mencioné, los temas sociales y regulatorios también entran en juego. Por ejemplo, como los mosquitos no respetan exactamente las fronteras nacionales, es probable que los países vecinos tengan que ponerse de acuerdo sobre las reglas que rodean el uso de la tecnología de edición de genes. Los formuladores de políticas y los científicos han estado debatiendo estas preguntas en foros como la Organización Mundial de la Salud y la agencia de desarrollo de la Unión Africana, y están avanzando hacia un consenso.

Creo que podemos tener las aprobaciones regulatorias vigentes para el 2024 y los primeros mosquitos genéticos listos para su uso para el 2026. Aunque esta técnica nunca reemplazará las otras herramientas que tenemos para combatir la malaria, soy optimista de que podría convertirse en una arma importante más en la erradicación de la enfermedad. Lampadia

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