En una mañana de primavera, un zumbido zumbó sobre un pequeño pueblo de Bahía, Brasil. A trescientos pies por encima del suelo, un pequeño bote se abrió, expulsando su contenido por la boca del mecanismo de liberación que se encuentra debajo. Por un momento hubo silencio. Luego, un enjambre de mosquitos, recién despertados del sueño helado, extendieron sus alas y alzaron el vuelo.
Cada espécimen era macho, soltero y listo para mezclarse, y si todo salía según lo planeado, la horda de vírgenes ansiosas se infiltraría constantemente en la población local de mosquitos, uniéndose a miles de mujeres afortunadas en los días venideros.
Teniendo en cuenta que hay alrededor de 100 especies de mosquitos que portan patógenos humanos mortales, incluidos los parásitos que causan la malaria, así como los virus del Zika, el dengue y el Nilo Occidental, esto puede sonar como el comienzo horrible de una película de ciencia ficción apocalíptica à la Outbreak . Pero es todo lo contrario: los mosquitos desatados en este experimento pueden ser algunas de las mejores armas contra la propagación de enfermedades infecciosas.
Durante los últimos dos años, un equipo de científicos e ingenieros de WeRobotics y la Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA) ha estado probando nuevas formas de dispersar a los mosquitos machos estériles en regiones donde estas enfermedades mortales corren desenfrenadamente. La primera prueba de los investigadores basada en drones, realizada la primavera pasada en Brasil, arrojó resultados prometedores, y ya se están preparando para más.
"Este es un paso realmente emocionante", dice Kelsey Adams, bióloga de mosquitos de la Escuela de Salud Pública de Harvard que no está afiliada al trabajo. "Con técnicas innovadoras como estas, podemos expandir las áreas en las que estamos liberando [mosquitos modificados]".
El objetivo final es simple: desplazar a los machos fértiles con eunucos y observar cómo se desploman los posibles mosquitos portadores de enfermedades. Esta técnica llamada insecto estéril ya ha tenido éxito en plagas agrícolas como las moscas de la fruta y en otros insectos que transmiten enfermedades de persona a persona, como las moscas tsetsé. El uso de la tecnología en mosquitos, sin embargo, es un fenómeno algo más nuevo.
Cuando se trata de eso, la técnica del insecto estéril es un juego de números. Las poblaciones silvestres deben ser inundadas con trapos cultivados en laboratorio, a veces en proporciones de más de 10 o más machos estériles por cada local fértil. Y el vertido único no funcionará: una región debe inundarse una y otra vez, hasta que las poblaciones de mosquitos nativos se reduzcan a niveles insignificantes (e incluso entonces, puede seguir siendo un ejercicio odioso de mantenimiento). Además, algunas especies de mosquitos, incluidos los mosquitos Aedes aegypti que transmiten el zika, el dengue y la fiebre amarilla, son los teleadictos clásicos, que a menudo viajan no más de un par de cientos de pies en la vida. Esto aumenta aún más la dificultad de garantizar una cobertura generalizada.
Los mosquitos ahora pueden criarse y esterilizarse en masa en una variedad de entornos de laboratorio: una rápida descarga de radiación es suficiente para dañar severamente los espermatozoides de los insectos. Sin embargo, el proceso de empaquetar, transportar y entregar de manera segura a estos soldados estériles a los sitios donde harán su trabajo sucio es su propio obstáculo. La mayoría de los esfuerzos hasta ahora han involucrado emisiones terrestres impulsadas por humanos desde vehículos, pero los viajes accidentados de camiones en caminos sin terminar inevitablemente empujan su preciosa carga, y muchas regiones plagadas de enfermedades son inaccesibles en automóvil.
En cambio, los investigadores ahora miran hacia el cielo.
"Los drones realmente cambian el juego", dice Jürg Germann, ingeniero principal de WeRobotics.
La tecnología es sorprendentemente ubicua: por unos pocos miles de dólares, los drones se pueden comprar y transformar en choferes de mosquitos. En comparación con los autos torpes, los drones son al menos cinco a 10 veces más eficientes para dispersar mosquitos, dice Germann. Además, los drones son aerodinámicos, reutilizables y están completamente libres de obstáculos (o la falta de ellos). Donde quiera que haya cielo, puede ir un dron, con mosquitos hibernando a cuestas.
El trabajo previo con moscas de la fruta ha utilizado aviones de gran altitud. Pero a diferencia de los aviones, los drones pueden volar cerca del suelo, lo que garantiza una mayor precisión y control, y minimiza el daño que pueden sufrir los insectos frágiles a medida que saltan de la nave. Lo mejor de todo es que los drones no necesitan pilotos propensos a errores: los investigadores pueden establecer su curso en la base de operaciones y decir adiós.
El dron comercialmente disponible se puede convertir en "limusinas de mosquitos", como Patrick Coier, cofundador de WeRobotics, se refiere con cariño a ellos, llevando 50, 000 mosquitos a la vez. (WeRobotics) Después de un año de creación de prototipos, WeRobotics y el OIEA llevaron sus esfuerzos al campo. Primero pusieron sus ojos en Brasil, donde una epidemia de zika, transmitida por mosquitos Aedes aegypti, provocó miles de defectos de nacimiento en 2015 y 2016.
En el transcurso de tres ensayos, los investigadores dispersaron un total de 284, 200 mosquitos Aedes aegypti machos estériles alrededor de la comunidad brasileña de Carnaíba do Sertão en marzo de este año. Con los drones volando a toda velocidad, los investigadores pudieron cubrir miles de pies cuadrados en cuestión de minutos, y más del 90 por ciento de los mosquitos lanzados desde el aire parecieron adherirse al aterrizaje.
Sobrevivir a la peligrosa caída fue solo el comienzo, pero el experto en mosquitos del OIEA, Jérémy Bouyer, se alegró de ver que estos tipos derivados de drones se defendían de sus contrapartes fértiles, criando aproximadamente un huevo estéril por cada huevo viable producido por un macho salvaje. Bouyer es optimista de que con una mayor determinación, los números continuarán subiendo.
En una etapa tan temprana, es difícil evaluar el impacto a largo plazo de estos bombardeos de insectos infértiles. Pero las epidemias golpean cuando menos las espera, y el control de insectos se trata de cortar la enfermedad de raíz. WeRobotics y el OIEA ya están planeando más ensayos en los próximos meses y años. Mientras tanto, Germann y su equipo están trabajando para aumentar la capacidad de cada dron y minimizar la mortalidad por mosquitos. Eventualmente, los investigadores esperan transmitir una mejor versión de su tecnología a los expertos locales a través de un programa intensivo de capacitación, creando un sistema de dispersión sostenible y autosuficiente. Para 2020, WeRobotics planea tener alrededor de 30 estaciones de despacho de drones en todo el mundo.
"No solo estamos tratando de lanzar tecnología al problema, eso no es impacto", dice el cofundador de WeRobotics, Patrick Meier. “Los drones deberían ser los héroes en esta historia. No las organizaciones occidentales.
A medida que la tecnología continúa progresando, se pueden abrir aún más puertas. En la lucha contra los insectos portadores de enfermedades, los drones no son buenos para propagar paquetes de plagas. Ya se han utilizado aviones no tripulados para mapear los sitios de reproducción de mosquitos, que son difíciles de detectar y rastrear a simple vista, lo que permite a los investigadores estudiar más fácilmente el comportamiento y la dispersión de los mosquitos. Además, desde su elevado punto de vista, los drones son una excelente herramienta para rociar insecticidas.
Incluso dentro del alcance de los drones con mosquitos, hay espacio adicional para el crecimiento, dice Adams, quien estudia el comportamiento reproductivo de los mosquitos Anopheles, que pueden portar parásitos que causan malaria , bajo la supervisión del investigador de enfermedades infecciosas Flaminia Catteruccia. Los drones ciertamente no son específicos de una especie, y Bouyer, Germann y Meier son optimistas de que los anófeles y otros mosquitos podrían ser candidatos viables para su difusión en el futuro.
De hecho, cuando se trata de los mosquitos Anopheles, dice Adams, los drones podrían ser aún más beneficiosos. Los anófeles no son grumos letárgicos como sus primos Aedes . Lanzamiento aéreo de estos traficantes de malaria podría ser más rentable, porque menos mosquitos pueden cubrir un área geográfica más grande.
Además, hay evidencia de que la mayoría de las hembras Anopheles (y algunas Aedes ) son en gran parte monógamas; de hecho, para las damas de algunas especies de Anopheles, la elección de pareja es una decisión literal de una vez en la vida. Y la investigación hormonal y conductual en el grupo de Catteruccia y otros han demostrado que, incluso en un enjambre de mosquitos de apareamiento, un puñado de tíos son desproporcionadamente exitosos. Esto significa un par de cosas: Primero, la mayoría de los mosquitos machos, lamentablemente, morirán vírgenes. En segundo lugar, y quizás lo más importante, es probable que las mujeres se den cuenta de algún indicador de machismo masculino mientras se abren paso entre la multitud. Algún día, dice Adams, los científicos pueden incitar a los mosquitos hembras a preferir los machos estériles a los fértiles, con los incentivos adecuados.
En preparación para sus ensayos, los científicos del OIEA criaron cientos de miles de mosquitos Aedes aegypti en laboratorios. (WeRobotics) Pero la técnica de insectos estériles es solo una de las muchas estrategias a través de las cuales se puede enfocar el ciclo reproductivo de estos insectos sedientos de sangre. Y aunque ha sido altamente efectivo en muchos contextos, esta estrategia no está exenta de inconvenientes.
"Uno de los mayores problemas es que no se perpetúa a sí mismo", explica Adams. "A menudo terminas necesitando más mosquitos de lo que piensas".
Por un lado, establecer este laboratorio de cría y esterilización en todo el mundo sería una hazaña formidable. Durante su pequeño ensayo de una sola comunidad en Brasil, WeRobotics y el OIEA criaron más de 700, 000 mosquitos, un número que tendría que ampliarse enormemente para satisfacer incluso una fracción de la necesidad global. Además, aislar a una población masculina para esterilización y liberación no es tan fácil como parece, y los errores pueden ser extremadamente costosos. Las hembras son las chupasangres del grupo y, por lo tanto, las enviadas de la enfermedad. La liberación accidental de una población que es incluso 1 por ciento femenina en realidad podría empeorar una epidemia, dice Adams.
Afortunadamente, existen muchas alternativas. Una opción implica la fabricación de mosquitos que pueden transmitir genes letales a sus descendientes, otra forma de control anticonceptivo furtivo. Esta tecnología puede ser especialmente poderosa cuando está diseñada junto con un "impulso genético", esencialmente, un elemento genético que se abre paso con fuerza en todos los descendientes, sin importar qué padre lleve el rasgo. Los impulsos genéticos se propagan a través de las poblaciones a un ritmo acelerado, haciéndolos más eficientes que estrategias como la técnica de los insectos estériles: un número menor de insectos puede dominar a una población silvestre, aliviando de alguna manera la necesidad de la producción masiva de mosquitos.
Una preocupación que algunos científicos han planteado en los últimos años es que varios de estos métodos tienen como objetivo eliminar por completo ciertas especies de mosquitos. Y relacionado con la enfermedad o no, una extinción es una extinción.
Pero alrededor de 3.500 especies de mosquitos deambulan por los cielos, y muchos de ellos tienen funciones ecológicas superpuestas, dice Adams. "Eliminar una especie de mosquito no necesariamente tendrá enormes consecuencias ambientales, teniendo en cuenta que hay miles de ellas", explica. "Pero, por supuesto, debemos proceder con precaución".
Una alternativa al genocidio total es introducir inmunidad a los parásitos o virus en una población de mosquitos. Junto con los impulsos genéticos, esta tecnología podría potencialmente crear un linaje duradero de insectos que son libres de suplir sangre al contenido de sus corazones, y felizmente libres de enfermedades.
Por supuesto, estos métodos tampoco son infalibles. Del mismo modo que las bacterias, los virus y los parásitos desarrollan resistencia a las drogas, los mosquitos pueden mutar su salida de los genes y otros tipos de manipulaciones de ADN. Incluso si sucede a tasas bajas, un individuo podría propagar rápidamente su hipo genético a las generaciones futuras, deshaciendo años de esfuerzo.
Bouyer señala que los contratiempos con mutaciones pueden evitarse confiando en la técnica original de insecto estéril basada en irradiación: no es fácil encontrar una solución genética para la infertilidad de una pareja sexual. Además, aunque las técnicas de insectos estériles se han utilizado durante décadas, agrega, las modificaciones genéticas sofisticadas e invasivas pueden encontrar más obstáculos en el camino hacia la comercialización, dadas las estrictas regulaciones de OGM que existen en muchos países.
Es probable que ninguna estrategia de control de mosquitos sea una panacea por sí sola. Sin embargo, Bouyer dice que, en el futuro, algunas de estas técnicas podrían usarse efectivamente en combinación. Como es el caso con medicamentos y otras drogas, es mucho más difícil para una población desarrollar resistencia cuando está luchando contra varios oponentes a la vez.
En cualquier caso, Meier está entusiasmado con la posibilidad de nuevos pasajeros para Air Mosquito. "Somos solo la limusina", dice con una sonrisa. “Los mosquitos que entren a la limusina dependen de otros expertos. Por nuestra parte, mientras haya mosquitos, la [gota] funcionará, independientemente de cómo se hayan modificado ”.
