La Wolbachia ¿una solución contra el Aedes aegypti?

Autores: Nicole Cajas, Roberto León, Richard Sarabia y Sofía Srolis, alumnos de Medicina de la Universidad de las Américas en Quito. (Trabajo pendiente de revisión)

Fig. 1. Liberación de mosquitos infectados de Wolbachia en Río de Janeiro, para combatir enfermedades. Fuente.

Fig. 2. La bacteria Wolbachia vive en el interior de los ovarios de los insectos. En la fotografía de microscopía de flurescencia se puede observar el núcleo de las células de ovario del insecto, en azul, y a la bacteria que viven dentro de la célula en verde. Fuente.

Científicos han presentado una nueva estrategia para luchar contra Aedes aegypti, mosquito que contagia enfermedades como el zika, dengue, malaria y actualmente la chikunguña. El objetivo es introducir una bacteria llamada Wolbachia que se encuentra de forma natural en insectos, esta bacteria bloquea la multiplicación de virus que se encuentran dentro del insecto.

Wolbachia es una bacteria que pertenece a la familia Rickettsiales, se consideran endosimbiontes, se localizan en las gónadas y son capaces de producir alteraciones en la reproducción de los insectos en cuales se hospedan, producen un incremento en la frecuencia de la población, es por eso que son considerados parásitos reproductivos.

La Wolbachia es una de las bacterias más abundantes y diversas, posee características que han llamado la atención de muchos científicos, se la considera como herramienta para el control de virus. Se presenta como una buena alternativa para la lucha y control de insectos perjudiciales para los humanos, de una manera amigable con el medio ambiente.

Conocer a la bacteria nos permite domesticarla

Fue descrita por primera vez en 1924 por los científicos Hertig y Wolbach. Esta bacteria estaba presente en los tejidos reproductivos del mosquito Culex pipiens (mosquito común), ésta es la razón por la cual se la bautizó como Wolbachia pipientis. A pesar de ser un endoparásito, no causaba ninguna enfermedad ni nada interesante, así que la investigación quedó en solo un nombre más de una bacteria nueva.

Fig. 3. Wolbachia Pipiens Fuente. 

Para la década de los 50, la genética era uno de los campos más estudiados (¿De qué?), se utilizaban insectos, entre ellos estaba el género Culex y comenzaron a notar ciertas cosas raras. Al cruzar dos razas de la misma especie, no generaba descendencia fértil. La razón era que existía una incompatibilidad citoplasmática entre los espermatozoides de una y los óvulos de la otra. Pero nadie sabía la razón de ésta incompatibilidad.

En 1971 los investigadores Janice Yen y Ralph Barr descubrieron a la culpable de esta incompatibilidad, era la bacteria Wolbachia.

Si se cruzaban mosquitos machos infectados con hembras infectadas había descendencia sin problemas, si se cruzaban mosquitos machos no infectados con hembras infectadas, de igual manera la descendencia sucedía sin problemas pero cuando los mosquitos machos infectados se cruzaban con hembras no infectadas, no se producía descendencia.

‘’Al conocerse que Wolbachia era la responsable de la incompatibilidad citoplasmática en los insectos, los investigadores se interesaron por ella y se descubrió que era una pariente de las Rickettsias, y que está relacionada evolutivamente con las mitocondrias presentes en las células eucariotas’’ (Valdera, 2011)

Fig. 4. Incompatibilidad Citoplasmática No habéis explicado qué significa lo que se ve en el diagrama. Fuente.

Wolbachia convierte a los machos en hembras

Fig. 5: Animales artrópodos. Fuente. 

Wolbachia es una bacteria que infecta a artrópodos, ciertas especies de isópodos y varias especies de nematodos del grupo de las filarias (un tipo de gusano parásito). Al causar incompatibilidad citoplasmática favorece la reproducción de las hembras infectadas, consiguiendo infectar a toda una población de insectos. La Wolbachia sole es capaz de transmitirse desde la madre a las crías, esto explica el por qué los mosquitos machos no infectados se reproducían sin problemas con las hembras infectadas, esto quiere decir que toda su descendencia estará infectada. También explica por qué no hay descendencia entre machos infectados y hembras no infectadas.

La Wolbachia se aloja en el aparato reproductor causando anomalías al momento de reproducirse.

En machos se encuentra en el depósito de esperma del insecto, pero no en los espermatozoides maduros y mata a los huevos fecundados si estos no provienen de una hembra infectada.

En hembras infecta a los óvulos y así infectando a sus descendientes.

Esta bacteria no puede transferirse a los machos debido a que el espermatozoide es muy pequeño para que la bacteria pueda alojarse allí. Pero se las ingenia para transmitir a machos por igual. De esta manera tiene la capacidad de matar a los machos.

Wolbachia bloquea la reproducción del virus

La Wolbachia es conocida por alterar las capacidades reproductoras de los insectos en los que se hospedan. Esta bacteria puede infectar distintos tipos de órganos, las infecciones más notables son las de testículos y ovarios.

Se conoce a la Wolbachia por causar cuatro fenotipos distintos: (Feminización, Partenogénesis, Incompatibilidad citoplasmática y Androcidio)

 Afecta las capacidades reproductoras de sus hospedadores.

 Hace que las hembras portadoras de esta bacteria produzcan una descendencia de hembras, así tengan dotación genética masculina los embriones. FEMINIZACION.

 Las hembras infectadas pueden reproducirse asexualmente a partir de óvulos no fecundados. PARTENOGÉNESIS.

 Se da INCOMPATIBILIDAD CITOPLASMÁTICA, no se lleva a cabo la fecundación o se da la muerte del embrión.

 Genera aislamiento reproductivo.

 Los hospedadores de género masculino mueren. ANDROCIDIO.

 Fig. 6: Incompatibilidad Citoplasmática ¿Explicación?. Fuente

Fig. 7: Feminización. Fuente

Fig. 8: Muerte de los embriones masculinos. Fuente

Ilustración 9: Feminización. Partenogénesis. Muerte de los embriones masculinos. Incompatibilidad citoplasmática. Fuente

Wolbachia VS Aedes aegypti

Fig. 10: Ejemplar de una hembra del mosquito Aedes aegypti. Fuente

La Wolbachia se aloja dentro de ciertos insectos. Sin embargo, no se la encuentra dentro de mosquitos que transmiten enfermedades como la malaria, dengue, zika o chikunguña.

Los estudios han demostrado que esta bacteria cuando está dentro del mosquito Aedes aegypti (mosquito que transmite el virus del dengue, zika, chikunguña), impide que el virus se desarrolle.

El control biológico del dengue utilizando la bacteria Wolbachia, se basa en liberar mosquitos portadores de Wolbachia, cuando los mosquitos infectados se liberan estos buscan aparearse con los insectos locales, de esta manera se transmite la bacteria, y nacen nuevas generaciones que portarán la bacteria

Fig. 11: Proponen infectar mosquitos con una bacteria resistente. Fuente

Se han hecho pruebas en laboratorios a mosquitos de la familia Aedes aegypti con Wolbachias los cuales abren la posibilidad de emplear esta estrategia en luchar contra las enfermedades. Al infectar a los mosquitos con Wolbachia podría extenderse en las poblaciones del mosquito gracias a su capacidad de incompatibilidad citoplasmática, esto no acabaría con los insectos, pero al acortar su período de vida, serán incapaces de transmitir enfermedades. Esta estrategia libraría a varias poblaciones de varias enfermedades como las del dengue, zika, malaria y chikunguña.

Bibliografía

Limited Dengue Virus Replication in Field-Collected Aedes aegyptiMosquitoes Infected with Wolbachia. Francesca D. Frentiu et al. in PLOS Neglected Tropical Diseases, Vol. 8, No. 2, Article No. e2688; February 20, 2014.http://journals.plos.org/plosntds/article?id=10.1371/journal.pntd.0002688

Modeling the Impact on Virus Transmission of Wolbachia-Mediated Blocking of Dengue Virus Infection of Aedes aegypti. Neil M. Ferguson et al. in Science Translational Medicine, Vol. 7, Article No. 279ra37; March 18, 2015.

Eliminate Dengue. (06 de Septiembre de 2015). Obtenido de http://www.eliminatedengue.com/bello/wolbachia-es
BBC . (5 de Abril de 2010). BBC Mundo . Recuperado el 6 de Abril de 2016, de http://www.bbc.com/mundo/ciencia_tecnologia/2010/04/100405_dengue_bacteria_men.shtml
Eliminar el dengue. (s.f.). Eliminar el dengue . Recuperado el 06 de Abril de 2016, de http://www.eliminatedengue.com/bello/wolbachia-es
La Vanguardia. (27 de Enero de 2016). La Vanguardia. Recuperado el 06 de Abril de 2016, de http://www.lavanguardia.com/vida/20160127/301709971757/aedes-aegypti-mosquito-zika.html
Rodriguero, M. (2013). Scielo. Obtenido de http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0373-56802013000200001
Valdera, D. A. (2011). Acta Medica. Obtenido de http://www.actamedica.sld.cu/r2_11/wolbachia.htm