LUCIANO ANDRADE MOREIRAGenes insertados en el genoma del Aedes funcionan como anticuerpos contra el dengue, con interferencia directa sobre el virusLUCIANO ANDRADE MOREIRA
Las lluvias abundantes de verano y la temperatura elevada forman una peligrosa combinación que contribuye a la explosión poblacional del mosquito Aedes aegypti y la consiguiente transmisión del virus del dengue, enfermedad caracterizada en su forma clásica por fiebre alta, dolor de cabeza, y mucho dolor en el cuerpo, pero que raramente mata. Más grave es el dengue hemorrágico que además de los síntomas clásicos, también provoca sangrado, insuficiencia circulatoria y la disminución de la presión arterial, y puede llevar al enfermo a la muerte. La enfermedad afecta a más de un centenar de países en varios continentes y en la forma de epidemias que se repiten. Estimados de la Organización Mundial de la Salud (OMS) señalan que entre 50 y 100 millones de personas se infectan anualmente, con un saldo de 550 mil ingresos en centros hospitalarios y 20 mil muertes en consecuencia de la enfermedad.
En Brasil, el cuadro no es muy alentador después de enfrentar una epidemia de dengue en el 2002 con casi 800 mil casos notificados, los especialistas temen que ocurra otro brote en este año. “Hay riesgo de introducción del serotipo 4 (en el país ya existen los serotipos 1,2 y 3 del virus), considerado el más letal que se encuentra circulando en varios países de Las Américas”, dice Maria da Gloria Teixeira, profesora del Instituto de Salud Colectiva de la Universidad Federal de Bahía (UFBA) y autora de un estudio epidemiológico sobre el dengue. Hasta hoy no ha sido descubierto un remedio eficiente contra el virus de la enfermedad. Ella exige acompañamiento médico y es tratada con medicamentos que atenúan los síntomas, además de reposo. Vacunas para combatir el dengue están siendo estudiadas, pero aún queda un largo camino por delante, porque para que sean eficientes ellas tendrán que inmunizar a las personas, simultáneamente, para los cuatro serotipos del virus, de la familia de los flavivirus.
Con tantas dificultades para derrotar el virus, la manera es el combate al mosquito, que es también el transmisor de la fiebre amarilla. En el 2006 fueron presentadas nuevas formas de control del Aedes, capaces de evitar la proliferación del mosquito. En la línea de frente de las nuevas tecnologías se encuentra un sistema de monitoreo del mosquito transmisor que utiliza trampas, software y computadoras de mano (palmtops) para la captura de los insectos y el análisis de las áreas de riesgo. Dentro de la trampa llamada Mosquitrap, una especie de vaso negro con agua en el fondo que imita el criadero del mosquito, es colocado el Atraiaedes, sustancia sintética que libera un olor y hace que las hembras preñadas, depositen sus huevos en el recipiente. “El producto aromático fue aislado a partir de una infusión lograda con la gramínea Panicum maximum”, dice el profesor Eduardo Alvarez Eiras del Instituto de Ciencias Biológicas de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG). Responsable del desarrollo del sistema llamado Monitoreo Inteligente del dengue.
Al ser atraído por el Atraiaedes los insectos entran en la trampa y quedan presos en un cartón adhesivo colocado en la pared del recipiente. Después de una semana es hecho el conteo de cuantos mosquitos fueron capturados, trabajo realizado por agentes de la salud, entrenados para el reconocimiento del Aedes en su etapa adulta. No es necesario llevar el insecto al laboratorio para ser identificado, como ocurre actualmente con las larvas recogidas en floreros y neumáticos con agua estancada. “Al atacar directamente al mosquito impedimos que las hembras depositen los huevos. Trabajamos en el control del insecto con las trampas, ya que la transmisión del virus del dengue es hecha por la hembra infectada”, dice Eiras. Cuando la hembra, que necesita la sangre para madurar los huevos y dar continuidad al ciclo reproductivo, pica a una persona infectada, el virus se instala y se multiplica en sus glándulas salivares y el intestino. A partir de ahí, el insecto permanece infectado por el resto de sus 30 a 40 días de vida, como promedio.
El Mosquitrap hace el control de la infección por medio de una computadora de mano. Los datos de la cantidad de mosquitos capturados en la trampa son enviados a una central que genera, en tres horas un mapa preciso sobre las áreas de riesgo de la enfermedad. Ese mapa queda disponible on-line para que los gestores de salud sepan en donde concentrar las acciones de combate al dengue.
Con base en el conocimiento del comportamiento del vector, el equipo de la Ecovec, empresa creada para desarrollar y comercializar el producto surgido en la universidad minera, que tiene Eiras como uno de los socios, elabora un proyecto con diagnósticos locales, determinando el número y la posición de las trampas necesarias para garantizar la eficiencia del monitoreo. Los datos son actualizados semanalmente, lo que representa 52 mapas por año. “El costo es cerca del 90% inferior al del sistema de monitoreo de las larvas del Aedes usado por varios países, inclusive Brasil, entre cuatro y seis veces al año”, dice Eiras. El análisis de las larvas recolectadas por los agentes de salud en las visitas domiciliares es hecho en el laboratorio, lo que demanda tiempo y costos extras. Sin contar que el uso de insecticidas para combatir al Aedes no tiene en cuenta la presencia o no del mosquito.
Sistema premiado
El método de la Ecovec consigue detectar la presencia del mosquito aún en la época de sequía. Tanto que existe la posibilidad de que en el 2007 el sistema comience a ser adoptado oficialmente por el Ministerio de la Salud como parte del Programa Nacional de Control del Dengue, que recibió en 2006 540 millones de reales del gobierno federal para acciones de combate y control del vector. En noviembre del año pasado, el sistema fue escogido entre 280 iniciativas de 58 países para recibir el premio Tech Museum Awards, en la categoría Salud, entregado en San José, en California. El premio es dado a tecnologías innovadoras que benefician a la humanidad y tiene el apoyo de empresas como Intel, Accenture, Microsoft, Agilent, Applied y HP. Bill Gates, de la Microsoft, fue homenajeado en el mismo evento. “En el discurso que hizo durante la premiación, Gates dijo que la tecnología desarrollada en Brasil para combatir el vector del dengue es simples y genial para resolver un problema complejo”, relata Eiras.
LUCIANO ANDRADE MOREIRALa ciudad de Congonhas, en Minas Gerais, fue la primera en adoptar el sistema innovador, hace más de un año. “Desde entonces no fueron registrados más casos de dengue en el municipio”, dice Eiras. Frutal, también en Minas, y Victoria, capital de Espírito Santo, siguen el mismo camino. La trampa ya fue vendida a algunos países, como Alemania, Singapur, Panamá, Francia e Italia. Al final de noviembre la Ecovec recibió la visita de un representante del gobierno de la Provincia de Queenisland, en Australia, interesado en adoptar el sistema de monitoreo inteligente del dengue.
El valor para implantar la tecnología depende del tamaño de la ciudad y del grado de infestación del mosquito. En la ciudad de Congonhas, por ejemplo, con 45 mil habitantes, el sistema cuesta 5.800,00 reales por mes. El contrato de prestación de servicios incluye cerca de 200 trampas instaladas, además de las sustancias aromáticas, tarjetas adhesivas, computadoras de mano y todo el servicio de procesamiento de los datos y generación de los mapas de infestación, gráficos y tablas, con libre acceso del gestor de salud a internet. Eiras destaca que en el cálculo es necesario tener en cuenta también el ahorro hecho al combatir al mosquito antes de que la enfermedad se instale. Y cita el caso de la ciudad de Uberaba, en el Triángulo Minero, que para controlar una epidemia de dengue gastó 1,3 millón de reales sólo en el combate al mosquito, sin contar los ingresos. “Si la ciudad hubiese usado nuestra tecnología el costo sería mucho menor”, compara el investigador. El análisis del Sistema Único de Salud, del Ministerio de la Salud, indica que el tratamiento del dengue cuesta 250,00 reales por persona. En caso de ingreso el gasto llega a 3.500,00 reales.
Con las lluvias de verano – que comenzaron a caer fuerte en noviembre del año pasado -, los especialistas temen un nuevo brote de dengue en 2007, semejante a lo ocurrido en 2002. “Tenemos que avanzar en la cuestión del control de la población de vectores y en la tecnología de que disponemos hoy, porque el tratamiento de los focos mediante larvicidas no está siendo efectivo”, dice Maria da Glória Teixeira, de la UFBA, principal autora de un estudio sobre la situación epidemiológica del dengue en Brasil y en el mundo, publicado en la revista Cuadernos de Salud Pública, de la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz), de Río de Janeiro.
“Los grandes centros urbanos del país han sido los más afectados en función de la elevada densidad poblacional y condiciones deficientes de saneamiento”, dice la investigadora. Según el estudio, el dengue es uno de los mayores problemas de salud pública del mundo, debido a su gran expansión geográfica, complejas características clínicas y epidemiológicas y, principalmente, a las dificultades enfrentadas para su control. En Brasil circulan tres de los serotipos del virus del dengue, el 1, 2 y 3, de los cuales el último fue introducido al final de la década de 1990 y en solamente tres meses ya se había diseminado para ocho estados, lo que muestra la facilidad de circulación de nuevas cepas con las multitudes que se desplazan diariamente. La infección por uno de ellos da protección permanente para el mismo serotipo e inmunidad parcial y temporal contra los otros tres.
“Varios estudios hechos en la UFBA muestran que la transmisión y circulación del virus es mucho más rápida que la capacidad actual de combatir al vector”, dice la investigadora. Mientras el combate es hecho a la larva, las hembras del mosquito adulto pueden estar en el ambiente transmitiendo el virus. Por eso, Maria da Glória cree que la tecnología desarrollada en la UFMG puede tener gran impacto en el control del dengue.
La investigadora trabaja con la hipótesis de que al reducir la población de hembras adultas, capturadas en las trampas, hay una disminución en la transmisión del virus. Para verificar si la premisa es correcta, presentó un proyecto al Ministerio de la Salud, en alianza con Eiras, que será realizado en un gran centro urbano, como Salvador o Río de Janeiro. El proyecto prevé la comparación de la incidencia de infecciones por el virus del dengue en áreas con trampas instaladas con otras áreas en la misma ciudad donde solo es hecho el tratamiento tradicional. “El estudio involucra la conducción de averiguaciones suero-epidemiológicos en la población residente en las áreas seleccionadas, lo que permitirá evaluar si ocurrirá la reducción de la transmisión del virus del dengue”, dice la investigadora.
Otro frente de combate al dengue asocia una trampa tradicional conocida como huevitrampa, un larvicida biológico y la utilización de GPS (localizador geográfico basado en satélites) para monitorear la población del Aedes. El proyecto, que tiene como objetivo desarrollar un modelo intensivo de control del mosquito sin la utilización de insecticidas químicos, es conducido hace dos años en Recife y la Región Metropolitana por un equipo coordinado por Leda Regis, del Centro de Investigación Aggeu Magalhães, unidad de la Fiocruz en Pernambuco, en alianza con la Secretaria de la Salud. Las huevitrampas son de plástico y dentro llevan agua y una infusión de gramíneas. Las tradicionales son recipientes muy pequeños, con capacidad para abrigar de 300 a 500 mililitros de líquido. Ellas necesitan ser vaciadas cada siete días, bajo el riesgo de que la infusión se convierta en un criadero de mosquitos. “Adaptamos las huevitrampas para poder permanecer más tiempo en el campo y reducir los costos operacionales”, dice Leda.
Un larvicida biológico
Las trampas adaptadas tienen capacidad para 2 litros y medio de la infusión de agua y gramíneas y todas tienen tres soportes, donde los huevos son depositados, internamente en vez de solamente uno. Además de eso, para impedir que las larvas se desarrollen fue adicionado un larvicida biológico, fabricado por la empresa Bthek Biotecnología, de Brasilia, que tiene como principal componente el Bacillus thuringiensis israelensis (vea Pesquisa Fapesp nº 85). Esa bacteria produce una toxina que, al ser ingerida por la larva, causa daños al intestino del insecto, provocando su muerte. La adicción del Bti, nombre comercial del bioinsecticida, mata las larvas y, al mismo tiempo, funciona como estimulante para que las hembras depositen los huevos en las trampas. El larvicida también permite que la huevitrampa permanezca por más de un mes en el campo.
LUCIANO ANDRADE MOREIRAUna vez por mes los agentes de salud retiran los soportes donde los huevos se quedan pegados, los llevan para el conteo en el laboratorio y renuevan la infusión de grama y larvicida. Como las huevitrampas disponen de referencias geográficas, todas las informaciones recolectadas son colocadas en el mapa de la ciudad. “Es un instrumento sensible y eficaz para detectar y monitorear áreas con elevada intensidad del mosquito Aedes”, dice Leda.
Los huevitrampas detectaron la presencia de huevos, y consecuentemente de hembras adultas, en el 88% al 96% de los inmuebles en siete barrios de Recife. Para ilustrar la eficiencia de la trampa, Leda cita que en un único huevitrampa fueron recogidos 8.900 huevos en el período de un mes. En la misma área, el índice de infestación predial, método tradicionalmente utilizado que se basa en la investigación visual de las larvas, estaba alrededor del 1%. “Uno de los experimentos realizados trajo como resultado el recogimiento y la quema de más de 10 millones de huevos y la reducción de la densidad poblacional del mosquito en un 60%”, dice Leda. El proyecto forma parte del Sistema de Apoyo Unificado para la Detección y Acompañamiento en Vigilancia Epidemiológica (Saludable), que tiene como aliados, además de la Fiocruz, el Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe), la Universidad Federal de Paraná y la UFMG.
La búsqueda de alternativas al control químico utilizado actualmente abre otros frentes de investigación, como la creación en el laboratorio de mosquitos genéticamente modificados. Uno de los grupos de investigación, coordinado por la profesora Margareth de Lara Capurro Guimarães, del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad de São Paulo (USP), construyó genes que funcionan como anticuerpos contra el dengue, con interferencia directa sobre el virus de la enfermedad. “Ellos reconocen la partícula viral e intentan impedir que el virus alcance a la glándula salivar del mosquito”, dice Margareth.
La primera etapa para la creación de los mosquitos transgénicos es el montaje de secuencias de ADN, insertadas en el genoma del insecto para convertirlo en un vector menos eficiente. Los genes de interés son entonces inyectados en los embriones de los mosquitos, que son los huevos colocados por las hembras para obtener los linajes genéticamente modificados. Solamente después del nacimiento de las larvas es que da para saber si los mosquitos son efectivamente transgénicos. “Inyectamos 2.500 embriones para conseguir 20 familias”, dice Margareth. La prueba de la transgénica está en el gen marcador, insertado junto con el gen de interés escogido para combatir al mosquito del dengue. El gen marcador determina la producción de una proteína fluorescente y sólo es visto con un microscopio. Si la larva presenta ojos verdes o rojos y puntos del mismo color brillantes en su dorso, es transgénica.
El grupo del Instituto de Ciencias Biomédicas también investiga la esterilización del macho por irradiación con cobalto. Ese control biológico ya es utilizado en la agricultura para combatir la mosca de las frutas. “Al colocar machos estériles en la naturaleza hay una disminución en la población”, dice Margareth.
La hembra del Aedes tiene un comportamiento sexual semejante al de la mosca de las frutas. Ella es fiel a un único compañero. Por lo tanto, si se cruza con un macho estéril, será incapaz de procrear. Las hembras del Aedes ponen, cada cinco días, los huevos resultantes de una única fecundación. Si ella estuviera infectada con el dengue, parte de su prole también lo estará. Por eso cuando comienzan a ser relatados casos de dengue en una región ellos aumentan exponencialmente de forma muy rápida.
Gen letal
Además de la interferencia directa sobre el virus, otra línea de investigación realizada en la USP tiene como base un mecanismo de acción que consiste en colocar un gen letal en los mosquitos que es expreso sólo en las hembras. “En el laboratorio tenemos el control para que la expresión de ese gen letal sea mantenida desconectada y así podemos obtener las familias transgénicas”, dice el investigador Mauro Toledo Marrelli, de la Facultad de Salud Pública. Ese control es hecho colocando un represor químico, como el antibiótico tetraciclina, en el medio de las larvas.
En la naturaleza, solamente los machos con el gen letal serían sueltos para cruzar con las hembras salvajes, que van a producir cepas cuyas hembras no pasan de la fase de pupa, una etapa intermediaria entre la larva y el mosquito. “Ese es un tipo de control para disminuir la población que funciona como si fuera un insecticida más específico, que no contamina el ambiente”, dice Marrelli.
ECOVECSistema desarrollado en la UFMG utiliza trampa que imita el criadero del Aedes, con agua en el fondo y una sustancia sintética que atrae a las hembras preñadas del insecto. Al entrar en la trampa, los mosquitos quedan presos a un adhesivo y muerenECOVEC
Los estudios están siendo hechos con el Culex quinquefasciatus, más conocido por el nombre popular de zancudo. La misma construcción genética puede ser usada con el Aedes aegypti y otros mosquitos, como el que transmite la malaria. “El principal blanco de la investigación con los mosquitos genéticamente modificados es la malaria africana, que mata 2 millones de niños por año”, dice Margareth.
En Brasil, un grupo de investigación coordinado por Luciano Andrade Moreira, del Centro de Investigaciones René Rachou, de Belo Horizonte, perteneciente a la Fiocruz, obtuvo cuatro cepas transgénicas de mosquitos del género Aedes fluviatilis, vector de la malaria aviar, transmitida por el Plasmodium gallinaceum. La obtención de las cepas significa que, cuando están en la fase adulta, los mosquitos modificados se cruzarán con otros de la colonia y tendrán hijos que ya nacerán con la alteración genética. El gen responsable de bloquear al parásito de la malaria es una proteína llamada fosfolipase A2, presente en el veneno de abejas, capaz de bloquear el plasmodio, que es un protozoario (organismo unicelular) responsable de la infección de la malaria, cuando ese se encuentra en el intestino del mosquito.
El estudio, que comenzó hace dos años y cuenta con el apoyo de la Organización Mundial de la Salud (OMS), fue iniciado con la malaria en gallinas por ser más fácil de obtener el ciclo completo de ese parásito y por la semejanza del P. gallinaceum con el Plasmodium falciparum, que infecta humanos. “El próximo paso es intentar transformar genéticamente al mosquito Anopheles aquasalis, un vector de la malaria humana en Brasil”, dice Moreira. Aunque la creación de insectos genéticamente modificados parezca una alternativa prometedora para enfrentar la resistencia de los mosquitos a insecticidas químicos, no se puede prever en cuanto tiempo ellos podrán ser soltados en la naturaleza, hasta porque son necesarios estudios profundos para tener la seguridad de que ellos no irán a provocar un desequilibrio ambiental. Después de eso, aún será necesario obtener autorización de la Comisión Técnica Nacional de Bio-seguridad (CTNBio), entidad responsable de la liberación de organismos genéticamente modificados.
Las trampas biotecnológicas, inicialmente, y los transgénicos de aquí a algunos años son las nuevas esperanzas para minar la resistencia del Aedes, conocido de largo tiempo en Brasil. En la década de 1950, después de una intensa campaña de combate al mosquito, el Aedes fue considerado erradicado por observadores internacionales. La victoria tuvo una vida corta.
En 1967, el Aedes fue detectado en Belém, traído probablemente en neumáticos contrabandeados del Caribe. Desde entonces, se ha mostrado bastante eficiente en la capacidad de adaptarse al ambiente, auxiliado por el descarte sin los debidos cuidados de neumáticos, latas, vasos y botellas de plástico vacías, además de cajas de agua descubiertas y platos de macetas de plantas, locales preferidos como criaderos. Todo cuidado es poco.
Números del dengue
– De 50 a 100 millones de personas son infectadas en el mundo por año, con 550 mil ingresos y 20 mil muertes (Organización Mundial de la Salud).
– En Brasil, entre enero y octubre de 2006, fueron registrados 280.511 casos de enfermedad, con 61 muertes.
Los Proyectos
1. Mosquitos genéticamente modificados: posibles aplicaciones en el control de la transmisión de la malaria y el dengue; Modalidad: Programa Joven Investigador; Coordinadora; Margareth de Lara Capurro – USP (00/12138-7); Inversión: 1.079.231,45 reales (Fapesp)
2. Desarrollo de metodologías alternativas en el control de mosquitos de importancia epidemiológica: uso del método RIDL (05/55196-0); Modalidad: Programa Joven Investigador; Coordinador: Mauro Toledo Marrelli – USP; Inversión: 438.627,17 reales (Fapesp)
