Primera prueba de mosquitos de la malaria: La manipulación genética hace que sea completamente inmune al parásito

Junio 1, 2016 Admin Salud 0 4
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Ahora, por primera vez, de la Universidad de Arizona entomólogos han tenido éxito en los mosquitos que alteran genéticamente de una manera que los hace inmune al parásito, un solo organismo unicelular llamado Plasmodium. Algún día los investigadores esperan poder reemplazar los mosquitos silvestres con poblaciones se reproducen laboratorio capaz de actuar como vectores, es decir transmitir el parásito que causa la malaria.

"Si desea detener eficazmente la propagación del parásito de la malaria, es necesario que los mosquitos no son resistentes a ella a menos de 100 por ciento. Si un solo parásito se desliza a través de e infecta a un ser humano, todo el enfoque estará condenada al fracaso" dijo Michael Riehle, quien dirigió la investigación, cuyos resultados serán publicado el 15 de julio en la revista Public Library of Science patógenos. Riehle es profesor de entomología en la Universidad UA de Agricultura y Ciencias de la Vida y es miembro del Instituto BIO5.




El equipo Riehle utiliza técnicas de biología molecular para diseñar una pieza de información genética puede encajar en el genoma de un mosquito. A continuación, este constructo se inyecta en los huevos de los mosquitos. La generación emergente lleva la información genética alterada y transmitido a las generaciones futuras. Para sus experimentos, los científicos utilizaron Anopheles stephensi, una especie de mosquito que es un importante vector de la malaria en el subcontinente indio.

Los investigadores apuntan a una de las muchas vías bioquímicas dentro de las células del mosquito. En particular, se diseñó un trozo de código genético que actúa como un interruptor molecular en el complejo de control de las funciones metabólicas dentro de la célula. La construcción genética actúa como un interruptor que siempre está en "on", que lidera la actividad permanente de una enzima llamada señalización Akt. Funciones Akt como una molécula mensajera en varias funciones metabólicas, incluyendo el desarrollo de las larvas, la respuesta inmune y la vida útil.

Cuando Riehle y sus colaboradores estudiaron a los mosquitos modificados genéticamente después de alimentarlos sangre infestada de malaria, se dieron cuenta de que los parásitos Plasmodium no infectan a un solo estudio en animales.

"Nos sorprendió lo bien que funciona", dijo Riehle. "Estábamos esperando ver algún efecto sobre la tasa de crecimiento de los mosquitos, vida útil o su susceptibilidad al parásito, pero fue agradable ver que nuestra construcción bloqueó completamente el proceso de infección. "

De los aproximadamente 250 millones de personas que contraen la malaria cada año, 1 millón - en su mayoría niños - no sobreviven. El noventa por ciento de la cantidad de muertes, que Riehle sospecha sin denunciarse, se producen en el África subsahariana.

Cada nuevo caso de la malaria comienza con la picadura de un vector - un mosquito perteneciente al género Anopheles. Cerca de 25 especies de Anopheles son portadores importantes de la enfermedad.

Sólo las hembras de los mosquitos Anopheles se alimentan de sangre, que necesitan para producir huevos. Cuando muerden un humano o animal infectado, que ingieren el parásito de la malaria.

Una vez que las células se encuentran en el intestino medio del insecto Plasmodium, que entra en acción. Deje el tracto digestivo del intestino medio del insecto presionando a través del recubrimiento. La gran mayoría de las células de Plasmodium no sobreviven este viaje y se eliminan por las células inmunes del mosquito. Una pequeña fracción de células parásitos, por lo general no más de un puñado, y hacer que se pegue en la pared del intestino donde se desarrollan en las células llamados ooquistes eclosión.

Dentro de 10 a 12 días, miles de nuevas células de Plasmodium, llamados esporozoitos, brotan dentro de los ooquistes. Después de la eclosión de los ooquistes, los esporozoitos se abren camino en las glándulas salivales del insecto, donde están al acecho hasta que el mosquito encuentra una víctima por una comida de sangre. Cuando el mosquito pica a algunos esporozoitos son lavados en la sangre de la víctima.

"El mosquito promedio transmite alrededor de 40 esporozoitos cuando pica", dijo Riehle, "pero sólo se necesita uno para infectar a un humano y hacer una nueva víctima de la malaria."

Hay varias especies de Plasmodium en diferentes partes del mundo, todos los cuales son organismos microscópicos unicelulares que viven en las células rojas de la sangre de sus anfitriones. Cada vez que los parásitos se someten a una ronda de multiplicación, las células huésped se rompen y liberan la progenie en el torrente sanguíneo, causando períodos dolorosos de la fiebre que la malaria es conocido y temido por.

La malaria mató a más soldados en la guerra civil que los combates, según Riehle. De hecho, la malaria fue generalizada en la mayoría de los Estados Unidos hasta finales de 1940 y principios de 1950, cuando el DDT campañas de fumigación portadores borrados del mapa. Hoy en día, un nuevo caso de la malaria se produce en los Estados Unidos sólo en raras ocasiones.

La gravedad de la enfermedad depende en gran medida de la especie del parásito Plasmodium paciente pasa a contraerse.

"Sólo dos especies de Plasmodium provocan recaídas temían enfermedad", dijo Riehle. "Uno de ellos, el Plasmodium vivax, puede permanecer latente en el hígado durante 10 a 15 años, pero ahora los medicamentos se han convertido en disponibles que se dirigen a los parásitos en el hígado, así como los de las células de la sangre."

Dicho esto, no existen vacunas eficaces o aprobadas malaria. Algunos candidatos vacunales han ido a los ensayos clínicos, pero han demostrado ser ineficaces o proporcionar solamente una protección a corto plazo. Si una vacuna eficaz se desarrollara, la distribución sería un problema serio, dijo Riehle.

Los investigadores y los funcionarios de salud ponen más altas esperanzas en los programas de erradicación, cuyo objetivo es llevar a las enfermedades de transmisión mosquitos en lugar de los agentes patógenos que causan.

"La pregunta es," ¿Qué podemos hacer para convertir un buen vector en una mala vector? '", Dijo Riehle.

"La erradicación escenario requiere tres cosas: Un gen que interrumpe el desarrollo del parásito en el mosquito, una técnica genética para que ese gen en el genoma del mosquito y un mecanismo que da el mosquito modificado una ventaja sobre las poblaciones naturales de modo que puede desplazar en el tiempo ".

"El tercer requisito será el más difícil de los tres que se dan cuenta", agregó, por lo que su equipo decidió abordar los otros dos antes.

"Se sabía que la enzima Akt está implicada en el crecimiento del mosquito y la respuesta inmune, entre otras cosas," dijo Riehle. "Así que seguimos adelante con este constructo genético para ver si somos capaces de despegar función Akt y ayudar al sistema inmunológico de los insectos luchar contra el parásito de la malaria."

La segunda razón de esta estrategia era utilizar la señalización Akt para detener el crecimiento de los mosquitos y reducir su duración.

"En la naturaleza, un mosquito vive un promedio de dos semanas", dijo Riehle. "Sólo los mosquitos más viejos son capaces de transmitir el parásito. Si somos capaces de reducir la duración de la vida de los mosquitos, podemos reducir el número de infecciones."

Su equipo de investigación ha descubierto que los mosquitos portadores de dos copias del gen alterado habían perdido su capacidad de actuar como portadores de la malaria en total.

"En ese grupo de mosquitos, ni una sola de ooquistes Plasmodium logró formar."

En este punto, hay mosquitos modificados en laboratorios altamente protegido, sin la posibilidad de escapar. Una vez que los investigadores a encontrar una forma de reemplazar las poblaciones de mosquitos silvestres con las del laboratorio de raza, descubrimientos como la obtenida por el grupo de Riehle podrían allanar el camino hacia un mundo donde la malaria es casi historia.

Este estudio fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud.

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