Investigadores de las universidades de California San Diego, Johns Hopkins, UC Berkeley y São Paulo han desarrollado un revolucionario método de edición genética que bloquea completamente la transmisión de malaria por parte de mosquitos mediante el reemplazo de una sola molécula.
El innovador sistema utiliza tecnología CRISPR para modificar un único aminoácido dentro de los mosquitos, creando un cambio minúsculo pero extraordinariamente efectivo que detiene la propagación de esta enfermedad devastadora.
Los mosquitos matan a más personas cada año que cualquier otro animal, infectando a 263 millones de personas con malaria en 2023 y causando casi 600,000 muertes, de las cuales el 80% fueron niños.
Los esfuerzos tradicionales para combatir la malaria se han estancado debido a que los mosquitos desarrollaron resistencia a insecticidas y los parásitos se volvieron resistentes a medicamentos. Estos obstáculos se agravaron durante la pandemia de COVID-19, que obstaculizó los programas continuos contra la malaria en regiones críticas.
El equipo dirigido por Zhiqian Li y Ethan Bier de UC San Diego, junto con Yuemei Dong y George Dimopoulos de Johns Hopkins, creó un sistema de edición genética basado en CRISPR-Cas9 que actúa sobre la proteína FREP1.
Los mosquitos genéticamente modificados aún pueden picar a personas con malaria y contraer parásitos de su sangre, pero estos ya no logran transmitirse a otras personas. El sistema está diseñado para propagar genéticamente el rasgo de resistencia hasta que poblaciones enteras dejen de transmitir los parásitos causantes de la enfermedad.
"Reemplazar un solo aminoácido en mosquitos por otra variante natural que les impide infectarse con parásitos de la malaria es un cambio radical", afirmó Bier.
El sistema utiliza "tijeras" CRISPR-Cas9 y ARN guía para realizar un corte genético preciso en el genoma del mosquito, reemplazando posteriormente el aminoácido indeseado que transmite malaria por la versión beneficiosa que no la transmite. El breakthrough científico intercambia un aminoácido en FREP1 llamado L224 por un alelo alternativo denominado Q224.
Los parásitos patógenos utilizan L224 para llegar a las glándulas salivales del insecto, donde se posicionan estratégicamente para infectar personas o animales durante la picadura.
El laboratorio de Dimopoulos analizó cepas del mosquito Anopheles stephensi, principal vector de transmisión de malaria en Asia, descubriendo que el cambio L224 a Q224 bloqueaba eficazmente el acceso de dos tipos diferentes de parásitos de malaria a las glándulas salivales.
"La ventaja de este enfoque reside en aprovechar un alelo genético natural del mosquito", explicó Dimopoulos, destacando que con un único ajuste preciso crearon un potente escudo contra múltiples especies de parásitos.
Las pruebas de seguimiento revelaron que, aunque el cambio genético alteraba la capacidad de infección del parásito, el crecimiento y reproducción normales de mosquitos permanecían inalterados. Los mosquitos portadores de la variante Q224 mostraron aptitud biológica similar a aquellos con el aminoácido L224 original.
Similar a la ingeniería genética dirigida, los investigadores crearon una técnica para que las crías hereden genéticamente el alelo Q224 y lo propaguen a sus poblaciones, deteniendo así la transmisión de parásitos de malaria.
Esta nueva "genética dirigida" sigue la línea de un sistema comparable diseñado recientemente en el Laboratorio Bier que revierte genéticamente la resistencia a insecticidas en plagas de cultivos. "Un sistema de unidad fantasma similar podría convertir poblaciones de mosquitos en portadoras de la variante FREP1Q resistente a parásitos", señaló Bier.
Aunque los investigadores demostraron la eficacia del cambio L224 a Q224, aún no comprenden completamente por qué funciona con tanta eficiencia y continúan investigando cómo el aminoácido Q224 bloquea la vía de transmisión.
"Este avance es resultado de trabajo en equipo continuo e innovación entre instituciones", afirmó Dimopoulos, destacando cómo aprovecharon las herramientas genéticas naturales para convertir mosquitos en aliados contra la malaria, una enfermedad que ha plagado a la humanidad durante milenios.
