Para combater o zika, vamos modificar geneticamente os mosquitos à moda antiga

Pesquisadores estão trabalhando em técnicas de criação em massa para mosquitos Aedes - seu tempo de geração é de apenas 2.5 semanas. Banco de imagens da IAEA, CC BY-NC-NDPesquisadores estão trabalhando em técnicas de criação em massa para mosquitos Aedes - seu tempo de geração é de apenas 2.5 semanas. Banco de imagens da IAEA, CC BY-NC-ND

O próximo pânico causado pela rápida disseminação do Vírus Zika trouxe nova urgência à questão de como melhor controlar os mosquitos transmissores de doenças humanas. Aedes aegypti mosquitos picam pessoas em todo o mundo, espalhando três doenças virais: dengue, chikungunya e Zika. Não existem vacinas eficazes comprovadas ou medicamentos específicos para tratar pacientes após a contração desses vírus.

controle do mosquito é a única maneira, no momento, de limitá-las. Mas isso não é tarefa fácil. Métodos clássicos de controle, como inseticidas, são caindo fora de favor - eles podem ter efeitos ambientais adversos, bem como aumentar a resistência a inseticidas nas restantes populações de mosquitos. Novo métodos de controle de mosquitos são necessários - agora.

O tempo é maduro, portanto, para explorar um sonho antigo de biólogos do vetorincluindo eu: usar a genética para parar ou limitar a propagação de doenças transmitidas por mosquitos. Embora as tecnologias de edição de genes tenham avançado drasticamente nas últimas décadas, acredito que negligenciamos métodos mais antigos, experimentados e verdadeiros que poderiam funcionar tão bem nesses insetos. Podemos atingir o objetivo de produzir mosquitos incapazes de transmitir patógenos humanos usando os mesmos tipos de técnicas de reprodução seletiva que as pessoas vêm usando há séculos em outros animais e plantas.

Técnicas na mesa

Uma estratégia clássica para reduzir as populações de insetos tem sido populações de inundação com machos estéreis - geralmente produzido usando irradiação. Quando as fêmeas da população-alvo se acasalam com esses machos, elas não produzem descendentes viáveis ​​- esperançosamente, o número da população em colapso.

O toque moderno neste método tem sido gerar machos transgênicos que carregam um gene letal dominante que essencialmente os torna estéreis; descendentes desses machos morrem tarde no estágio larval, eliminando as futuras gerações. Este método foi promulgado pelo empresa de biotecnologia Oxitec e é atualmente usado no brasil.

Em vez de apenas matar mosquitos, uma estratégia mais eficaz e duradoura seria alterá-los geneticamente para que eles não transmitissem mais um micróbio causador de doenças.

A nova e poderosa técnica de edição de genes CRISPR poderia ser usada para fazer transgenes (material genético de outra espécie) tomar conta de uma população selvagem. Este método funciona bem em mosquitos e é potencialmente uma maneira de "Drive" transgenes em populações. O CRISPR poderia ajudar a espalhar rapidamente um gene que confere resistência à transmissão de um vírus - o que os cientistas chamam de refratariedade.

Mas CRISPR tem sido controverso, especialmente quando aplicado a seres humanos, porque os transgenes inseridos em um indivíduo podem ser passados ​​para seus filhos. Sem dúvida, o uso de CRISPR para criar e liberar mosquitos geneticamente modificados na natureza geraria polêmica. O diretor norte-americano de Inteligência Nacional, James Clapper, chegou a ponto de dub CRISPR uma arma potencial de destruição em massa.

Mas as tecnologias transgênicas são necessárias para modificar geneticamente as populações de mosquitos?Exemplos de seleção artificial bem sucedida de vários traços ao longo dos anos. No centro está um desenho do "bloco" que os cientistas gostariam de selecionar nos mosquitos, para que não pudessem transmitir o vírus. Jeff Powell, Autor desde

Reprodução seletiva à moda antiga

A modificação genética de populações vem acontecendo há séculos com grande sucesso. Isto ocorreu para quase todas as plantas e animais comercialmente úteis que as pessoas usam para alimentos ou outros produtos, incluindo algodão e lã. O melhoramento seletivo pode produzir mudanças imensas nas populações com base na variação natural dentro das espécies.

A seleção artificial usando essa variação natural tem se mostrado efetiva vez após vez, especialmente no mundo agrícola. Ao escolher pais com características desejáveis ​​(frangos com maior produção de ovos, ovelhas com lã mais macia) por várias gerações consecutivas, uma linhagem “verdadeira reprodutora” pode ser produzida e sempre terá as características desejadas. Estes podem parecer muito diferentes do ancestral - pense em todas as raças de cães derivados de um lobo ancestral.

Até à data, apenas um trabalho limitado deste tipo foi feito em mosquitos. Mas isso mostra que é possível selecionar mosquitos com capacidade reduzida para transmitir patógenos humanos. Então, ao invés de introduzir transgenes de outras espécies, por que não usar a variação genética naturalmente presente nas populações de mosquitos?

A obtenção de cepas de mosquitos por meio da seleção artificial tem várias vantagens sobre as abordagens transgênicas.

  • Toda a controvérsia e os riscos potenciais em torno dos organismos transgênicos (OGMs) são evitados. Estamos falando apenas de aumentar a prevalência na população dos genes mosquitos de ocorrência natural que gostamos.
  • Mosquitos selecionados derivados diretamente da população alvo provavelmente seriam mais competitivos quando devolvidos ao seu canto selvagem. Como a nova cepa refratária que não pode transmitir o vírus carrega apenas genes da população-alvo, ela seria especificamente adaptada ao ambiente local. Manipulações de laboratório para produzir mosquitos transgênicos são conhecidas abaixe sua aptidão.
  • Começando com a população local de mosquitos, os cientistas podiam selecionar especificamente a refratariedade à cepa do vírus que infecta as pessoas naquele momento naquela localidade. Por exemplo, existem quatro “variedades” diferentes do vírus da dengue, chamadas sorotipos. Para controlar a doença, os mosquitos selecionados precisariam ser refratários ao sorotipo ativo naquele local naquele momento.
  • Pode ser possível selecionar cepas de mosquitos incapazes de transmitir múltiplos vírus. Porque o mesmo Aedes aegypti As espécies de mosquitos transmitem dengue, chikungunya e zika, as pessoas que vivem em locais que têm esse mosquito estão simultaneamente em risco para as três doenças. Embora ainda não tenha sido demonstrado, não há razão para pensar que uma reprodução seletiva cuidadosa e bem projetada não poderia desenvolver mosquitos incapazes de disseminar todos os vírus medicamente relevantes.

Felizmente, Ae. aegypti é o mosquito mais fácil de criar em cativeiro e tem um tempo de geração de cerca de 2.5 semanas. Assim, ao contrário dos criadores clássicos de plantas e animais que lidam com organismos com gerações em anos, as gerações 10 de seleção deste mosquito levariam apenas alguns meses.

Isso não significa que pode não haver obstáculos ao usar essa abordagem. Talvez o mais importante seja que os genes que dificultam a transmissão de doenças por esses insetos também possam tornar os insetos individuais mais fracos ou menos saudáveis ​​do que a população natural-alvo. Eventualmente, os mosquitos criados em laboratório e seus descendentes poderiam ser superados e desaparecer da população selvagem. Talvez precisemos liberar continuamente mosquitos refratários - ou seja, aqueles que não são bons em transmitir a doença em questão - para superar a seleção contra os genes refratários desejáveis.

E os próprios patógenos transmitidos por mosquitos evoluem. Os vírus podem sofrer mutações para evitar qualquer bloqueio de mosquito geneticamente modificado. Qualquer plano para modificar geneticamente populações de mosquitos precisa ter planos de contingência para quando vírus ou outros patógenos evoluírem. Novas cepas de mosquitos podem ser rapidamente selecionadas para combater a nova versão do vírus - não são necessárias técnicas transgênicas dispendiosas.

Hoje, criadores de plantas e animais estão usando cada vez mais novas técnicas de manipulação de genes para melhorar ainda mais as espécies economicamente importantes. Mas isso é somente após a seleção artificial tradicional ter sido feita o máximo possível para melhorar as raças. Muitos biólogos de mosquitos estão propondo ir diretamente para as mais novas e sofisticadas metodologias transgênicas que nunca foram mostradas para realmente trabalhar em populações naturais de mosquitos. Eles estão saltando sobre uma abordagem comprovada, mais barata e menos controversa que deveria pelo menos ter uma chance.

Sobre o autor

A ConversaçãoJeffrey Powell, professor da Universidade de Yale. Seus principais interesses são questões básicas de genética evolutiva e evolução molecular usando amplamente a Drosophila como um organismo modelo e aplicação de tecnologias e conceitos genéticos aos mosquitos para ajudar no controle das doenças que transmitem.

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.

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