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Nueva tecnología diseñada para controlar genéticamente los mosquitos que propagan enfermedades
Aprovechando los avances en CRISPRCon base en la ingeniería genética, los investigadores de la Universidad de California en San Diego han creado un nuevo sistema que restringe las poblaciones de mosquitos que infectan a millones cada año con enfermedades debilitantes.
La nueva técnica de insectos estériles guiados con precisión, o pgSIT, altera los genes vinculado a la fertilidad masculina, creando descendencia estéril, y el vuelo femenino en AEdes aegypti, la especie de mosquito responsable de la propagación de una amplia variedad de enfermedades, como el dengue, el chikungunya y el Zika.
“PgSIT es un nuevo sistema de control genético escalable que utiliza un enfoque basado en CRISPR para diseñar mosquitos desplegables que pueden suprimir poblaciones”, dijo el profesor de Ciencias Biológicas de UC San Diego, Omar Akbari. "Los machos no transmiten enfermedades, así que la idea es que a medida que liberas más y más machos estériles, puedes reprimir a la población sin depender de productos químicos e insecticidas dañinos".
Detalles del nuevo pgSIT se describen el 10 de septiembre de 2021 en la revista Nature Communications.
pgSIT difiere de "impulso genético”Sistemas que podrían suprimir los vectores de enfermedades pasando indefinidamente las alteraciones genéticas deseadas de una generación a la siguiente. En cambio, pgSIT usa CRISPR para esterilizar a los mosquitos machos y convertir a las hembras, que propagan enfermedades, como no voladoras. El sistema es autolimitante y no se prevé que persista o se propague en el medio ambiente, dos importantes características de seguridad que deberían permitir la aceptación de esta tecnología.
Akbari dice que el sistema pgSIT previsto podría implementarse mediante el despliegue de huevos de machos estériles y hembras no voladoras en lugares objetivo donde se está produciendo la propagación de enfermedades transmitidas por mosquitos.
"Con el apoyo de modelos matemáticos, demostramos empíricamente que los machos pgSIT liberados pueden competir y suprimir e incluso eliminar las poblaciones de mosquitos", señalan los investigadores en el Nature Communications papel. "Esta tecnología de plataforma podría usarse en el campo y adaptarse a muchos vectores, para controlar las poblaciones silvestres y reducir las enfermedades de una manera segura, confinable y reversible".
Aunque las herramientas de ingeniería genética molecular son nuevas, los agricultores han estado esterilizando insectos machos para proteger sus cultivos desde al menos la década de 1930. En la década de 1950, los productores estadounidenses comenzaron a usar radiación para esterilizar especies de plagas como la mosca del gusano barrenador del Nuevo Mundo, que se sabe que destruye el ganado. En la actualidad, se siguen utilizando métodos similares basados en la radiación, junto con el uso de insecticidas. pgSIT está diseñado como una tecnología mucho más precisa y escalable, ya que utiliza CRISPR, no radiación ni productos químicos, para alterar los genes clave de los mosquitos. El sistema se basa en un método que fue anunciado por UC San Diego en 2019 por Akbari y sus colegas en la mosca de la fruta Drosophila.
Según lo previsto, Akbari dice que los huevos de pgSIT pueden enviarse a un lugar amenazado por una enfermedad transmitida por mosquitos o desarrollarse en una instalación en el lugar que podría producir los huevos para un despliegue cercano. Una vez que los huevos pgSIT se liberan en la naturaleza, típicamente a una tasa máxima de 100-200 pgSIT huevos por Aedes aegypti Los machos adultos y estériles de pgSIT emergerán y eventualmente se aparearán con las hembras, reduciendo la población silvestre según sea necesario.
Más allá de Aedes aegypti, los investigadores creen que la tecnología pgSIT podría dirigirse a otras especies que propagan enfermedades.
"... Este estudio sugiere que pgSIT puede ser una tecnología eficiente para el control de la población de mosquitos y el primer ejemplo de una adecuada para la liberación en el mundo real", dicen los investigadores. "En el futuro, pgSIT puede proporcionar una tecnología alternativa de próxima generación eficiente, segura, escalable y respetuosa con el medio ambiente para el control de la población silvestre de mosquitos, lo que resultará en una prevención a gran escala de la transmisión de enfermedades humanas".
La lista completa de coautores del artículo: Ming Li, Ting Yang, Michelle Bui, Stephanie Gamez, tyler sabio, Nikolái Kandul, Junru Liu, Lenissa Alcántara, Haena Lee, Jyotheeswara Edula, Robyn Raban, Yinpeng Zhan, Yijin Wang, Nick De Beaubien, Jieyan Chen, Héctor Sánchez C., Jrojo bennett, Igor AntoshechkinCraig Montell, Juan Marshall y Omar Akbari.
El financiamiento para la investigación fue proporcionado por una subvención del programa DARPA Safe Genes (HR0011-17-2-0047); los Institutos Nacionales de Salud (R01AI151004 y R56-AI153334); la Oficina de Investigación del Ejército de los Estados Unidos (acuerdo de cooperación W911NF-19-2-0026 para el Instituto de Biotecnologías Colaborativas); y el innovador Genómica Instituto.
Nota: Akbari es cofundador con participación accionaria y ex consultor, miembro de la junta asesora científica y receptor de ingresos de Agragene Inc.
Esta historia fue publicada originalmente por el Noticias de UC San Diego.
Contacto con los medios: Andy Murdock, andymurdock@berkeley.edu