CIENCIA. Microbio evita que los mosquitos alberguen el parásito de la malaria

MALARIA

 

Los investigadores han identificado una bacteria que impide que el parásito de la malaria crezca dentro de los mosquitos. PATRICK LANDMANN/IRD/VECTOPOLE SUD/FUENTE CIENTÍFICA

Los mosquitos que transmiten la malaria tienen menos probabilidades de transmitir el parásito que causa la enfermedad si están infectados con una bacteria natural. La estrategia podría proporcionar un arma adicional contra la propagación de enfermedades mortales

08 agosto 2023.- La malaria mata a más de medio millón de personas cada año, la mayoría niños menores de 5 años. Sin embargo, las estrategias para controlar la enfermedad están plagadas de desafíos: los mosquitos desarrollan resistencia a los insecticidas y las vacunas brindan una protección incompleta . Ahora, los investigadores dicen que han encontrado una nueva arma: una bacteria natural que, cuando se alimenta a los mosquitos, detiene el desarrollo del parásito de la malaria en las entrañas de los insectos .

Los hallazgos ofrecen un complemento a los métodos existentes de prevención de la malaria, dice Carolina Barillas-Mury, quien dirige el laboratorio de investigación de malaria y vectores en los Institutos Nacionales de Salud de EE.UU. El enfoque “ tiene un gran potencial para implementarse” en áreas donde la malaria es endémica, agrega Barillas-Mury, quien no participó en el trabajo.

Los investigadores han intentado usar microbios para controlar enfermedades transmitidas por mosquitos antes. La bacteria Wolbachia pipientis , que combate el virus, se ha mostrado particularmente prometedora contra la fiebre del dengue en ensayos clínicos recientes y ya se usa en algunas áreas del mundo. Pero la mayoría de los métodos para bloquear los parásitos Plasmodium que causan la malaria , que son transmitidos por diferentes especies de mosquitos del dengue, se han basado en bacterias modificadas genéticamente . Ese es un gran obstáculo para la aceptación regulatoria y pública, señala Barillas-Mury, dadas las incógnitas sobre la liberación de organismos editados en la naturaleza.

El microbio secreta una sustancia química que obstaculiza el desarrollo del parásito de la malaria en las entrañas de los insectos. Hasta ahora, los investigadores que intentan prevenir la propagación de la enfermedad han tenido que depender de bacterias modificadas genéticamente, un gran obstáculo para la aceptación pública y regulatoria, dice la investigadora de malaria Carolina Barillas-Mury. 

La bacteria en el nuevo estudio, publicado en Science , inhibe el parásito de la malaria sin ningún tipo de manipulación genética por parte de los humanos. Janneth Rodrigues, líder científica en investigación y desarrollo de medicamentos para la salud global en GlaxoSmithKline, y sus colegas se toparon con el microbio en un centro de investigación de GSK en España, después de notar que los mosquitos que estaban usando para la investigación de la malaria eran cada vez más difíciles de infectar con Plasmodium .

Resultó que había un microbio inesperado, una cepa bacteriana llamada Delftia tsuruhatensis TC1, dentro de las entrañas de estos mosquitos , dice Rodrigues. No está claro cómo llegó allí el insecto, aunque la especie se ha visto antes en las entrañas de algunos insectos, así como en el agua, el suelo y, rara vez, en infecciones adquiridas en hospitales. Pero cuando el equipo alimentó a otros mosquitos con la cepa, pareció bloquear el parásito para que no los infectara.

Para obtener más información, el grupo de Rodrigues se asoció con Marcelo Jacobs-Lorena, investigador de la malaria en la Escuela de Salud Pública Bloomberg de Johns Hopkins. Su laboratorio descubrió que   D. tsuruhatensis estaba interrumpiendo el crecimiento de Plasmodium en el intestino del mosquito, donde se desarrolla el parásito antes de pasar a las glándulas salivales del insecto . En comparación con los mosquitos que carecían de la bacteria, los insectos con D. tsuruhatensis tenían aproximadamente un 75 % menos de ooquistes de Plasmodium , estructuras parecidas a huevos que el parásito forma en el intestino del insecto.

Los experimentos en roedores revelaron que esto interrumpió el crecimiento de Plasmodium condujo a una transmisión reducida: solo un tercio de los ratones picados por mosquitos portadores de bacterias se infectaron, en comparación con el 100% de los ratones picados por mosquitos normales.

La investigación identifica a D. tsuruhatensis como una herramienta atractiva para la prevención de la malaria, dice Jacobs-Lorena. Los mosquitos solo necesitan comer un poco del microbio para colonizarse, y una vez dentro del insecto, la bacteria permanece allí, bloqueando continuamente el desarrollo del parásito, explica. Además D. tsuruhatensis no parece afectar la supervivencia del mosquito ni la de sus crías, lo que significa que es poco probable que los insectos desarrollen resistencia a él .

Los investigadores de Johns Hopkins también se centraron en cómo la bacteria daña al Plasmodium : al secretar una molécula llamada harmane, un compuesto que se encuentra en las plantas utilizadas para la medicina tradicional en algunas culturas. Alimentar al mosquito con este compuesto solo o simplemente hacer que los insectos caminaran sobre él obstaculizaba el desarrollo del parásito , aunque el efecto desaparecía después de un día más o menos. Los hallazgos sugieren que harmane podría usarse para tratar mosquiteros u otras superficies con las que los mosquitos entran en contacto, dice Rodrigues.

En una última ronda de experimentos, los científicos se asociaron con investigadores en Burkina Faso para probar el enfoque en mosquitos en un recinto con red de aproximadamente 10 metros por 10 metros por 5 metros diseñado para simular el mundo real con plantas. y zonas de cría. Dejar bolas de algodón empapadas en azúcar y D. tsuruhatensis fue suficiente para colonizar tres cuartas partes de la población de mosquitos con la bacteria durante la noche. Cuando esos mosquitos se alimentaban de sangre de personas con malaria, la bacteria bloqueaba el desarrollo del parásito , tal como lo había hecho en el laboratorio.

“ Es un trabajo realmente impresionante”, dice Grant Hughes, biólogo de vectores de la Escuela de Medicina Tropical de Liverpool que no participó en la investigación. Elogia el uso del estudio de múltiples enfoques experimentales para comprender los efectos de la bacteria en la transmisión de la malaria y dice que la identificación de harmane como el compuesto que ataca a Plasmodium es particularmente útil para el trabajo futuro.

En los experimentos, un tercio de los ratones picados por mosquitos portadores de bacterias se infectaron, en comparación con el 100% de los picados por mosquitos de malaria comunes. Y los mosquitos no parecen desarrollar resistencia contra la bacteria como lo hacen con los insecticidas.

Barillas-Mury destaca otro hallazgo importante del estudio: a diferencia de algunas bacterias intestinales , la D. tsuruhatensis no se transmite entre mosquitos. Aunque esto podría ser una limitación en el futuro, es una ventaja desde una perspectiva de seguridad y puede facilitar el camino hacia la aprobación regulatoria. “ Cuando esté listo para desplegarse en cantidades masivas, le gustaría que [la bacteria] se propague”, dice ella. “ Pero antes de hacer eso, realmente quieres uno que no se propague demasiado”. De esa manera, dice, los investigadores pueden evaluar su eficacia y seguridad antes de que se haga cargo de toda una población.

Rodrigues, quien junto con otro investigador de GSK es co-inventor de una patente relacionada con el descubrimiento , dice que un producto eventual podría tomar la forma de un polvo que contiene bacterias o incluso el propio harmano mezclado con cebos azucarados para atraer a los insectos. Por ahora, sin embargo, los investigadores están realizando experimentos adicionales para probar la seguridad del método asegurándose, por ejemplo, de que esa bacteria no dañe a otros insectos como las abejas.

Los autores del estudio esperan que el campo se anime a buscar otras bacterias intestinales que puedan tener efectos similares. Hay tantas bacterias y microbios diferentes asociados con estos mosquitos, que las implicaciones [para usar] estos microbios para controlar enfermedades son muy prometedoras.

Fuente: Wei Huang et al. Delftia tsuruhatensis TC1 symbiont suppresses malaria transmission by anopheline mosquitoes. Science 381, 533-540 (2023). DOI: 10.1126/science.adf8141

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