Revista de Divulgación Científico-Tecnológica del Gobierno del Estado de Morelos

Moscos transgénicos a partir de ingeniería genética para el control del virus dengue

Mosco dengue

Dr. Raúl Noguez Moreno / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional Autónoma de México
Archivo: Biotecnología

El dengue, dentro de las enfermedades virales transmitidas por el mosquito vector Aedes aegypti, con un ciclo de infección humano-insecto-humano, representa en la actualidad la principal problemática de salud pública en el mundo. Se calcula que hay entre 50 a 100 millones de personas infectadas por este virus cada año, produciendo un rango de diversos síntomas clínicos desde un síndrome similar a resfriado, a un severo y algunas veces fatal dengue hemorrágico (DHF) (1).
          El dengue es considerado un problema de seguridad nacional y es una de las principales prioridades de salud pública de México (2). Durante 2007, se confirmó el mismo número de casos que en 2005-2006, con una cifra de alrededor de 50 mil casos comprobados, lo que refleja la verdadera gravedad y trascendencia. En esta década la notificación de casos ha aumentado considerablemente, con brotes en localidades de importancia turística y económica para el país y de gran concentración urbana. A ello ha contribuido la presencia de distintos factores de riesgo que determinan su distribución y frecuencia en estados y municipios con un potencial en su transmisión (3).
           Para el control del mosquito se han abordado programas de vigilancia y control de Ae. eagypti, en los cuales se incluye los sistemas de saneamiento ambiental, con una participación muy activa de la comunidad, con el objeto de reducir de los criaderos. Sin embargo, estas medidas no ha sido suficiente para el control de las poblaciones larvales, por lo que en los últimos 15 a 20 años, se han utilizado insecticidas organofosforados, incluido teméfos granulados para su uso en recipientes de agua doméstica para el estado larvario y malation y fention en el estado adulto. No obstante, el problema del uso de insecticidas es la aparición de resistencia para casi todos los insecticidas usados (4). Recientemente se ha encontrado en comunidades del Estado de Guerrero en México, cepas de Ae. eagypti resistentes a todos los insecticidas existentes en el mercado (5). Lo cual genera una gran preocupación por las autoridades de salud. Por lo que es importante buscar nuevas estrategias de control de insectos vectores de enfermedades y en particular de Ae. aegypti. Una alternativa son los insecticidas biológicos tales como los que se han desarrollo en el Instituto de Biotecnología de UNAM, por el grupo de investigadores encabezados por la Dra. Alejandra Bravo y el Dr. Mario Soberón. Este insecticida biológico esta basado en la proteína Cry11Aa que produce cierta subespecie de bacteria llamada Bacillus thuringiensis y que actúa l a nivel larvario en el tracto intestinal mosquito (6).
           Otra alternativa es el desarrollo de diversas estrategias de control genético de las poblaciones del mosquito, para disminuirlas o remplazarlas por moscos incapaces de trasmitir el virus dengue y con esto aliviar la morbilidad y mortalidad causadas por este virus en los países en desarrollo. Lo anterior es posible gracias a los avances en la ingeniería genética de insectos. Estas estrategias se benefician de la disponibilidad de los elementos de ADN transponibles en los cuales se basan las tecnologías de la transgénesis en A. aegypti y por el comportamiento del mosquito. Debido a que solo las hembras tienen hábitos hematófagos y pican y también a que los machos al copular con las hembras le ponen un “tapón” para evitar la competencia espermática, por lo que durante el control genético, solo los machos genéticamente modificados son liberados. Las estrategias de reemplazo de la población dependerán de la evolución de los genes insertados en la población para interferir y evitar la transmisión de patógenos (7). Una de estas estrategias se basó en la tecnología del RNA interferente (RNAi), en la cual dirige la maquinaria de degradación de RNA hacía el genoma viral, con lo que se logra reducir significativamente el virus dengue en mosquitos transgénicos en condiciones de laboratorio (8).
           Por otro lado desde hace varios años el grupo Luke Alpey de la Universidad de Oxford en Inglaterra, han venido trabajando la idea del control genético de insectos y recientemente en asociación con sus colaboradores fundaron la compañía Oxitec en la cual producen una cepa OX513A de moscos transgénicos RICDL de A. aegypti la cual lleva una gen dominante letal que actúa a nivel larvario (del ingles: Release of Insects Carrying a Dominant Letal). El mosco puede ser reproducido en el laboratorio ya que la expresión del gen letal se “apaga” en presencia de un antibiótico (tetraciclina), sin embargo, una vez liberado los moscos transgénicos homocigotos que se cruzan con las hembras silvestres, todos los descendientes mueren en el estado larvario ya que la tetraciclina no está presente (9). Esta pruebas han sido llevadas a campo, específicamente en las islas Caimán, donde se liberaron cerca de 1 millón de moscos y con esto se logró disminuir la población hasta en 10 % de la inicial (10) . Estos resultados abren la posibilidad de usar esta tecnología en caso de un brote epidémico donde los insectos son resistentes a todos los pesticidas que existen en el mercado y alternativamente se podrían utilizar para sustituir una población de Ae. aegypti susceptibles a dengue, por moscos resistentes a la infección para este virus. De hecho la Organización Mundial de la Salud, el gobierno de Malasia y la Sociedad de Ciencias de Malasia han considerando utilizar esta tecnología para el control del dengue (11, 12).
         Desde hace un par de años en colaboración con el Dr. Enrique Merino del Instituto de Biotecnología (IBT-UNAM), aislamos un par de genes que pueden ser utilizados para el control genético de mosquitos. Cuando se expresan reguladamente estos genes bajo un señal específica en células bacterianas y células eucariontes (como son las células de insecto), estas se mueren. Este hallazgo nos llevó a plantear un proyecto en colaboración con el Dr. Humberto Lanz y su grupo de investigadores del Instituto Nacional de Salud Publica, en el cual tenemos la intención de expresar los genes suicidas bajo condiciones en las cuales el insecto es infectado por el virus dengue. Es decir, con la muerte del mosquito se evitaría la diseminación del dengue en un nuevo ciclo infectivo. Contamos con una secuencia ADN reguladora conocida como promotor, para llevar a cavo esta expresión específica de los genes suicidas. Pensamos que la ventaja con respecto a la tecnología RICDL, es que con la permanecía de los genes suicidas en los insectos transgénicos, el número de insectos liberados para el control de un brote epidémico sería menor, con un mejor control y abaratando los costos de reproducción de insectos transgénicos. Por último, también en colaboración con los grupos del Dr. Enrique Merino y el Dr. Humberto Lanz, estamos trabajando en el diseño y construcción de enzimas capaces de degradar específicamente los genomas de los 4 serotipos del virus dengue. La idea es generar moscos transgénicos resistentes a los 4 serotipos de virus dengue para un posible programa de sustitución poblacional durante un brote epidémico. Por lo anteriormente expuesto, opino que sin duda la ingeniería genética podría ser una alternativa muy importante en el control de las enfermedades transmitidas por insectos.

Dengue

Lectura citada:
1.- Gubler, D.J. (1998). Dengue and dengue hemorrhagic fever. Clin. Microbiol. Rev. 11: 480–496.
2.- Córdova C. J. A. (2007). Dengue Programa de Acción Específico 2007-2012. Subsecretaría de Prevención y Promoción de la Salud. SSA.
3.- Hernández M. (2007). Dengue Programa de Acción Específico 2007-2012. Subsecretaría de Prevención y Promoción de la Salud. SSA.4.-
4.- Rodríguez M.M., Bisset J.A., Fernández D. (2007). Levels of insecticide resistance and resistance mechanisms in Aedes aegypti from some Latin American countries. J. Am. Mosq. Control Assoc. 23: 420-429.
5.- Che A. (2011). Servicios de Salud del Estado de Guerrero. SESA-Gerrero. Congreso Nacional de Salud Pública. INSP. Cuernavaca, Morelos.
6.- Chen,J. Aimanova,K.G. Fernandez,L.E. Bravo,A. Soberon,M. Gill,S.S. (2009). Aedes aegypti cadherin serves as a putative receptor of the Cry11Aa toxin from Bacillus thuringiensis subsp. israelensis Biochem J, 424, 191-200.
7.- Gould F., Schliekelman P. (2004). Population genetics of autocidal control and strain replacement. Annu Rev Entomol.;49:193-217.
8.- Franz AWE., et al., (2006). Engineering RNA interference-based resistance to dengue virus type 2 in genetically modified Aedes aegypti. PNAS. 103:11. p 4198–4203.
9.- Kim H. P., Andreasen M. H., Burton R. S., Vass C., Epton M. J., Pape G., Fu G., Condon K. C., Scaife S., Donnelly C. A., Coleman P. G., White-Cooper H., Alphey L. (2007). Late-acting dominant lethal genetic systems and mosquito control. BMC Biology, 5:11,1741-7007.
10.- Harris AF, Nimmo D, McKemey AR, Kelly N, Scaife S, Donnelly CA, Beech C, Petrie WD, Alphey L. (2011). Field performance of engineered male mosquitoes. Nat Biotechnol. Oct 30;29(11):1034-7.
11.- World Health Organization. (2009).Progress and prospects for the use of genetically modified mosquitoes to inhibit disease transmission. Geneva, Switzerland.
12.- Cyranoski D. 2008. Sterile mosquitoes near take-off. Nature .453:22 p435


Semblanza


Dr. Raúl Noguez Moreno obtuvo el grado de licenciatura en Biología en la Universidad Autónoma del Estado de Morelos, realizó la Maestría en Biotecnología y Doctorado en Bioquímica en el Instituto de Biotecnología de la UNAM. Recientemente se incorporo al Laboratorio Estatal de Salud en el departamento de Citopatología y Cáncer Cervicouterino de la Secretaría de Salud de Yucatán.