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Control de enfermedades

La transformación de los insectos

Un mosquito transgénico y otro irradiado constituyen las nuevas armas para enfrentar al dengue

leo ramosLa merma de la población del mosquito transmisor del dengue es, ciertamente, la única forma disponible en la actualidad para controlar la enfermedad. Y ése el objetivo de dos proyectos a cargo de investigadores brasileños, uno que se lleva adelante en la localidad de Piracicaba, en el interior de São Paulo, y otro en Juazeiro, en Bahía. La meta de ambos trabajos es idéntica: la producción en laboratorio, a gran escala, de machos de la especie Aedes aegypti –la que transmite el virus causante del dengue– incapaces de generar crías sanas, para luego soltarlos en el ambiente y que compitan por las hembras con sus congéneres silvestres. Pero las estrategias destinadas a alcanzar este fin son disímiles. Mientras que en São Paulo los insectos son sometidos a un bombardeo con radiación gamma que los vuelve estériles, en Bahía se ha optado por la transgenia (lea en Pesquisa FAPESP nº 180). Se les inserta a los mosquitos un gen modificado que produce una proteína fatal para la prole resultante de su cruzamiento con las hembras normales existentes en el ambiente. La idea que subyace a ambas estrategias consiste en liberar masivamente mosquitos transgénicos e irradiados, incapaces por ello de procrear, en áreas infestadas de Aedes aegypti.

El dengue es uno de los principales problemas mundiales de salud pública. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), cincuenta millones de personas contraen anualmente la enfermedad, de las cuales 550 mil son internadas en los hospitales y 20 mil mueren. La liberación constante y en cantidades suficientes de estos insectos infértiles ayudará a mitigar el problema, con la disminución de la población nativa de Aedes a un nivel ubicado por debajo del necesario para la transmisión de la enfermedad. En mayores cantidades, éstos tendrán ventajas competitivas con respectos a los machos silvestres fértiles, que contarán con menos posibilidades de aparearse y generar crías. No reviste riesgos su suelta en el ambiente, pues solamente las hembras transmiten el virus del dengue.

El más reciente de ambos proyectos es el resultado de una asociación entre el Centro de Energía Nuclear en la Agricultura (Cena), de la Universidad de São Paulo (USP) con sede en la localidad paulista de Piracicaba, y la empresa Bioagri, un grupo privado de laboratorios de análisis. El profesor Valter Arthur, del Departamento de Radiobiología y Ambiente del Cena, comenta que la idea del trabajo surgió hace poco más de cuatro meses, durante una charla con Márcio Adriani Gava, director técnico de Bioagri. “Él me consultó porque pretendía hacer un doctorado y quería que yo lo dirigiera”, dice. “Como yo sabía que en el laboratorio de Bioagri estaban criando mosquitos para ensayos de eficacia de insecticidas y nosotros acá trabajamos con irradiación de insectos desde hace más de 30 años, le propuse asociarnos.”

La intención fue aprovechar la experiencia y las instalaciones de la unidad de Bioagri con sede en el municipio de Charqueada, a 20 kilómetros de Piracicaba, para la cría de mosquitos, y los conocimientos y equipamientos del Cena. “Hace 15 años que criamos los insectos que los fabricantes de insecticidas y larvicidas utilizan para verificar la eficacia de sus productos”, comenta Gava. “Aparte del Aedes aegypti, mantenemos la cría de Culex quinquefaciatus y de Anopheles aquasalis”. En la fábrica de Charqueada se producen en promedio 3 mil ejemplares de cada especie mensualmente.

068-071_Mosquitos_199Ana Paula CamposEl Cena, por su parte, posee irradiadores de rayos gamma desde 1968. La máquina utilizada es cilíndrica, mide poco más de 2 metros de altura y alrededor de 80 centímetros de diámetro, y está toda revestida en plomo. En su interior hay pastillas de cobalto-60, que emiten rayos gama dentro de una cámara también interna de 17 por 13 centímetros, donde quedan dispuestas las muestras, ya sean mosquitos, frutas o semillas. En el Cena, este aparato se emplea para esterilizar insectos y en investigaciones en las áreas de conservación y desinfección de alimentos, en el tratamiento en cuarentena de plagas de productos agrícolas y semillas destinado a incrementar la producción.

El proceso que lleva al Aedes estéril comienza en Bioagri. En sus criaderos, se mantienen poblaciones del mosquito en jaulas con finalidad de apareamiento y postura de huevos. Por eso se disponen pequeños recipientes con agua y un papel en el borde, donde quedan depositados los huevos. Tres veces por semana, se retiran los papeles con los huevos, que se ponen sobre una bandeja con agua en otras jaulas. Al cabo de tres o cuatro días, hace eclosión y de allí salen las larvas. Después de otros ocho días aproximadamente, las larvas se transforman en crisálidas o pupas, y entonces se las recolecta y se las separa por sexo. Para ello, se las pone en un aparato compuesto por dos placas de acrílico paralelas. Como las crisálidas de las hembras son mayores, no pasan por el espacio existente entre ambas placas. A las de los machos se las recoge en un recipiente con agua, que luego va al irradiador del Cena para que se las someta a radiación.

La dosis ideal
Según Arthur, lo ideal sería irradiar a los adultos, que ya tienen formados el aparato reproductor y otros órganos, para disminuir los efectos de la radiación. Pero sería sumamente difícil y complicado disponer 5 ó 10 mil insectos vivos en un pequeño recipiente. Por eso se optó por las crisálidas, que corresponden a la fase más cercana al animal adulto. “Al comenzar con el proyecto, el objetivo consistía en determinar la dosis ideal de radiación”, dice Arthur. “Debería ser una cantidad de energía que no matase a los mosquitos, sino que provocase alteraciones en su sistema biológico de manera tal que se volviesen infértiles. Asimismo, los machos estériles deberían mantener las mismas características que los que se encuentran en el ambiente, a los efectos de poder disputarse las hembras en condiciones de igualdad. Deberían aparearse con las hembras para que éstas pusiesen huevos que no se fecundasen.”

Para ello, los investigadores probaron con dosis de radiación de 10, 20, 30, 40, 100 y así sucesivamente; hasta llegar a 150 grays (Gy). Un gray es la unidad del Sistema Internacional de Unidades que representa la cantidad de radiación que absorbe (o la dosis) cada unidad de masa. En el experimento realizado en el Cena, por cada dosis se utilizaron entre 300 y 500 crisálidas en promedio, que luego regresaban a las jaulas para culminar su crecimiento, pero con la diferencia de que deberían generar machos infértiles. “Constatamos que la cantidad de energía ideal, la más eficiente para nuestros objetivos, fue de 30 Gy”, explica Arthur. “Es una dosis relativamente pequeña. A los efectos de comparación, puede decirse que se hacen necesarios alrededor de 5 mil Gy para matar a una mariposa.”

Arthur se encarga de subrayar que tanto los insectos como las frutas u otros productos irradiados no revisten ningún riesgo de contaminación para la salud humana o para el medio ambiente. “Mucha gente confunde material irradiado con material contaminado o radiactivo”, dice. “Una cosa no tiene nada que ver con la otra. El material irradiado solamente recibe energía que interactúa con la materia y luego se disipa. No queda contaminado con el material radiactivo de las pastillas de cobalto-60. Es lo mismo que sucede con una persona que se somete a un estudio de rayos X. Recibe la radiación, pero no queda contaminada.”

Los mosquitos transgénicos empleados en el marco del proyecto de Juazeiro tampoco implican riesgos para el medio ambiente ni para la población de la ciudad. Esto es lo que aseguran los investigadores que llevan adelante el trabajo y también desde la Comisión Técnica Nacional de Bioseguridad (CTNBio), que en diciembre de 2010 aprobó el experimento. Estas investigaciones, desarrolladas en el marco de un convenio entre el Instituto de Ciencias Biomédicas (ICB) de la USP, la organización social Biofábrica Moscamed y la empresa Oxford Insect Tecnologies (Oxitec), de Inglaterra, se encuentran más adelantadas que las de Piracicaba. Los Aedes aegypti genéticamente modificados ya están sueltos en el ambiente.

leo ramosEn Bioagri se emplean jaulas de tela como criaderos de mosquitosleo ramos

Crecen con antibiótico
Según el profesor jubilado de la USP Aldo Malavasi, fundador y director de Moscamed, encargado de la cría de los insectos, entre febrero de 2011 y julio de 2012 se liberaron alrededor de 15 millones de machos transgénicos del linaje OX513A desarrollado por Oxitec. “Se los soltó en los distritos de Itaberaba y Mandacaru de Juazeiro”, comenta. “Otras tres áreas han entrado en el proyecto, para confirmarse la posibilidad de eliminación del Aedes en dichos lugares”. Hasta ahora, los resultados han sido alentadores. “La población de mosquitos se ha reducido entre un 80% y un 90%”, comenta la bióloga Margareth Capurro, docente del ICB, coordinadora del proyecto. “Esto significa que la cantidad se encuentra por debajo del nivel necesario para la transmisión del virus del dengue.”

Para no morir en el laboratorio durante la fase de crisálida, los machos transgénicos desarrollados en Oxitec, que recibieron el gen que produce la proteína letal, crecen y se desarrollan en contacto con el antibiótico tetraciclina. Sin este antídoto, que inhibe la síntesis de la sustancia mortal, no habría sobrevivientes para su suelta en la naturaleza. En el ambiente en que se los libera, éstos copulan con hembras silvestres y los descendientes de esos apareamientos heredan la proteína letal. “Como en la naturaleza no hay tetraciclina, esas crías mueren aún durante la fase de larva o la de crisálida”, explica Margareth. “Por eso, con el tiempo, la población de mosquitos disminuye.”

Los buenos resultados iniciales del mosquito transgénico llevarán al proyecto hacia nuevas etapas. Según Malavasi, el próximo paso del trabajo en Bahía consiste en testear los mosquitos transgénicos en una ciudad de mediano porte. “De común acuerdo con la Secretaría de Salud del Estado de Bahía, que financiará el proyecto, se eligió la ciudad de Jacobina, situada en la región noroeste del estado, con una población de 80 mil habitantes y alta incidencia de dengue”, dice. “A través de nuestra nueva unidad de producción, inaugurada el día 7 de julio y construida con recursos de la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación del estado, lograremos producir 4 millones de machos por semana, una cantidad suficiente como para reducir la población de Aedes de la ciudad. Será un gran experimento, que aún aguarda la aprobación de la CTNBio.

El proyecto de Piracicaba se encuentra aún un tanto alejado de esa fase. De acuerdo con Gava, antes de la suelta masiva de mosquitos irradiados en la naturaleza, habrá que realizar ensayos de campo. “Hay que verificar cómo transcurrirá la dispersión del Aedes estéril en el ambiente y cuál será la competitividad del mismo con respecto al linaje silvestre”, añadió. Por ahora, el proyecto está desarrollándose en el Cena y en Bioagri sin inversiones provenientes de ninguna otra institución. “Se estima que se necesitarán 500 mil reales para que el proyecto sea factible, mediante la construcción de un laboratorio para la cría en gran escala del Aedes”, calcula Arthur.

Pese a ser distintas, las tecnologías de Piracicaba y de Juazeiro pueden complementarse y brindar un importante avance en el control del Aedes, y, consecuentemente, del dengue. Otra ventaja de esta forma de control es la reducción del uso de productos químicos, insecticidas y larvicidas, lo que aporta beneficios ambientales y para la salud humana. En otras partes del mundo se están realizando estudios similares. Según Arthur, la técnica de esterilización del Aedes con radiación es inédita en Brasil, pero existen varios trabajos en otros países, ya publicados en revistas científicas, que muestran la eficacia de este método de control. En cuanto a los transgénicos de Oxitec, ya se los ha probado en otros países. En 2010, por ejemplo, se soltaron 3 millones de machos genéticamente modificados en las Islas Cayman, en el Caribe. Los resultados fueron análogos a los de Juazeiro: supresión del 80% de la población silvestre en el área de suelta. Cifras parecidas se obtuvieron en Malasia, lo que estimuló a otras naciones a interesarse en los experimentos, entre ellos la India, Tailandia, Estados Unidos y Vietnam.

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