El mosquito de la malaria alcanza los vasos sanguíneos a velocidad récord y con precisión de cirujano
Por su papel como transmisor de la malaria, los mosquitos del género Anopheles son el animal que más muertes humanas ha causado a lo largo de la historia (hasta 120 millones de fallecimientos, según algunas fuentes). Ahora, un equipo internacional de investigadores ha observado por primera vez con detalle su picadura y cómo coordinan sus piezas bucales para localizar un vaso sanguíneo hasta 17 segundos más rápido que otras especies. Y han hallado algunos genes que intervienen en este mecanismo, una vía muy preliminar para diseñar estrategias que interrumpan la transmisión de la enfermedad.
Los detalles los ofrece el equipo de Christopher Potter, de la Universidad Johns Hopkins, en un estudio publicado este miércoles en la revista Science Advances. Mediante vídeos de alta velocidad, monitorización electrofisiológica e inteligencia artificial (IA), los autores han registrado con detalle cómo es la picadura en humanos de las hembras de Anopheles coluzzii, una de las principales responsables de la transmisión del parásito de la malaria.
Filmamos un mosquito mientras picaba una mano humana y registramos la actividad de sus piezas bucales. Esto nos permitió observar la picadura en tiempo real
“Filmamos un mosquito mientras picaba una mano humana y, al mismo tiempo, registramos eléctricamente la actividad de sus piezas bucales”, explica Potter a elDiario.es. “Esto nos permitió observar la picadura en tiempo real, tanto por encima como por debajo de la piel”. Las imágenes revelan cómo los insectos sincronizan sus piezas bucales de la probóscide con los movimientos de sus patas mientras hurgan en la piel para encontrar el mejor lugar para alimentarse. En el proceso combinan perforación, búsqueda de vasos sanguíneos, ingestión de sangre, retracción y retirada con precisión de cirujano. Y llegan a la sangre de forma más rápida que especies como Aedes aegypti, transmisor de la fiebre amarilla y el dengue.
Un mecanismo rápido y eficiente
¿Cómo lo hacen? Lo que han observado los científicos es que, para lograr penetrar la piel, las patas del mosquito se doblan y estiran en estrecha sincronía con la entrada de su aguijón (estilete), lo que genera la fuerza de apoyo necesaria para guiar la picadura. Simultáneamente, sus palpos se mueven rítmicamente de lado a lado en el aire sin tocar la piel y actúan como un contrapeso biomecánico para mantener el equilibrio.
“Las piezas bucales, con forma de aguja, se doblan y sondean bajo la piel buscando un vaso sanguíneo, mientras los palpos, que nunca tocan la piel, se mueven de un lado a otro”, describe el investigador principal. En el momento en que encuentra un vaso y comienza a alimentarse, los palpos cambian bruscamente su movimiento y comienzan a vibrar suavemente de arriba abajo al ritmo de las bombas internas de su cabeza. A pesar de esta actividad interna, en la superficie de la piel la hembra de mosquito parece quedarse casi totalmente inmóvil mientras obtiene el hierro que necesita para poner sus huevos.
Los genes que regulan la picadura
Para descifrar qué guía al insecto en esta búsqueda a ciegas, los investigadores también modificaron genéticamente dos receptores sensoriales y descubrieron que funcionan como dos sistemas de navegación complementarios: mientras que el gen orco actúa como un radar a distancia para detectar el olor humano en el aire, el gen IR76b —presente en las patas y en la propia aguja bucal— es el sensor de contacto indispensable para navegar bajo la piel.
Al desactivar este segundo gen, la mayoría de los mosquitos ni siquiera intentó picar y los que lo hicieron dieron picotazos a ciegas sin lograr encontrar sangre, demostrando que la localización de los vasos depende de una especie de “GPS” químico sin el cual la maniobra fracasa por completo.
Este hallazgo apunta a posibles utilidades prácticas contra la malaria. “Cuando desactivamos el gen sensorial IR76b, muchos mosquitos ni siquiera empezaron a picar”, recuerda Potter. “Los compuestos que interfieren con este tipo de percepción en la piel podrían convertirse en una nueva clase de bloqueadores de picaduras que actúan en el momento del contacto, no solo a distancia”.
Más rápido y penetrante
Al comparar la dinámica de picadura de Anopheles coluzzii con la de Aedes aegypti, los autores comprobaron que su mayor velocidad se debe a que perfora la piel de manera abrupta (clavando rápidamente el estilete en la piel), mientras que el vector de la fiebre amarilla lo hace de manera más gradual (manteniendo un patrón rítmico de perforación). Esta podría ser la razón, apuntan, por la que las picaduras de Anopheles pueden ser más dolorosas, mientras que las de Aedes pasan desapercibidas.
La picadura es el momento en que la enfermedad se transmite. Cuanto más comprendamos este proceso, mejor podremos encontrar maneras de interrumpirlo
Aunque Anopheles fue más rápido en llegar a la sangre, los autores descubrieron que, en conjunto, las dos especies tardaban prácticamente el mismo tiempo en picar de principio a fin. “Estos dos mosquitos divergieron hace más de cien millones de años, por lo que es posible que un tiempo de picadura similar signifique que el proceso está lo más optimizado posible”, explica Potter.
En cuanto a la malaria, añade el investigador, estudios anteriores han sugerido que los mosquitos infectados con parásitos sondean durante más tiempo y pican con mayor frecuencia, posiblemente porque el parásito modifica su saliva. “En nuestro estudio no utilizamos mosquitos infectados (ya que estábamos utilizando un ser humano), por lo que aún no podemos afirmar si la forma en que buscan afecta la transmisión”, apunta.
En cualquier caso, los mosquitos Anopheles y Aedes pican de forma diferente, por lo que las mejores maneras de detener a los mosquitos de la malaria pueden no ser las mismas que para unos y otros. “La picadura es el momento en que la enfermedad se transmite de un mosquito a una persona”, concluye. “Cuanto más comprendamos este proceso, mejor podremos encontrar maneras de interrumpirlo”.
Reducir las picaduras
Elena Gómez Díaz, investigadora del Instituto de Parasitología y Biomedicina López Neyra del CSIC, cree que el resultado es muy interesante, sobre todo porque desarrolla una tecnología avanzada para caracterizar todo el proceso con enorme precisión, proporcionando una metodología estandarizada para investigaciones futuras. “El estudio muestra que Anopheles se alimenta de manera mucho más rápida que lo que se había descrito en Aedes”, señala. “Conocer la vía sensorial asociada a la picadura puede ayudar en el futuro a desarrollar estrategias para reducirlas, ya que a menos picaduras, menor es la transmisión”.
Conocer la vía sensorial asociada a la picadura puede ayudar en el futuro a desarrollar estrategias para reducirlas, ya que a menos picaduras, menor es la transmisión
Sobre los genes identificados, Gómez cree que el trabajo muestra que los mosquitos con el gen IR76b desactivado son menos eficientes, aunque su presencia no es estrictamente necesaria, lo que indica que deben existir otros genes implicados. “El propio estudio concluye que aún queda por comprobar si estos resultados se mantienen en mosquitos de campo y qué ocurre cuando se añade el patógeno a la ecuación”, añade. “Es decir, si el déficit sensorial afecta realmente a la competencia vectorial y a la capacidad del mosquito para transmitir la malaria”.
Carlos Chaccour, investigador de la Universidad de Navarra (UN), considera que el trabajo es técnicamente espectacular y cree que mapear qué receptores están ligados a la picadura del mosquito Anopheles puede ser útil para desarrollar repelentes o trampas de atracción para estos insectos transmisores de la malaria. Sobre el mecanismo de precisión de la picadura, no es solo que sea una “máquina perfecta para picar” que inyecta saliva con componentes anticoagulantes y analgésicos, sino que el contexto de la coevolución entre el parásito y el mosquito ha llegado a niveles extremos de sofisticación.
“Si en una zona los mosquitos pican a medianoche, la mayor cantidad de parásitos en sangre de la persona ocurre a medianoche”, explica el investigador. “El mosquito no solo es un trípode perfecto con gran capacidad de picar, sino que el parásito ha evolucionado para salir a la sangre en el momento idóneo. Nos enfrentamos a toda una estructura macro donde el parásito se ha adaptado a la persona y nosotros nos hemos adaptado a él”.
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