Los picnics nocturnos en un parque, las cervezas al atardecer junto a un lago y las noches cálidas con las ventanas abiertas son solo algunas de las delicias del pleno verano. Pero cuando cae el anochecer, se agita una de las criaturas más irritantes del planeta: el mosquito. Las actividades al aire libre se abandonan en un frenesí que se rasca los tobillos y el sueño se ve perturbado mientras golpeamos desafortunadamente la fuente de nuestro tormento.
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Por supuesto, todas estas molestias no son nada en comparación con el daño que hacen los mosquitos como transmisores de enfermedades como la malaria, el dengue o la fiebre amarilla. Según la Organización Mundial de la Salud, solo la fiebre amarilla transmitida por mosquitos causa más de 30, 000 muertes al año.
Pero ahora, en la batalla en curso entre humanos y mosquitos, podríamos haber ganado la delantera. Los científicos de la Universidad Texas A&M creen que han encontrado una manera de burlar a los chupasangres engañándolos para que decidan no mordernos, y sus principales aliados en este truco son los miles de millones de bacterias que viven en nuestra piel.
Las bacterias "hablan" entre sí mediante un sistema químico llamado detección de quórum. Esta comunicación de célula a célula se utiliza para controlar o prevenir comportamientos particulares dentro de una comunidad, como el enjambre o la producción de biofilm, como la formación de placa en nuestros dientes. Para comenzar una conversación, las bacterias producen compuestos que contienen mensajes bioquímicos específicos. Cuantos más de estos compuestos se producen, más concentrado se vuelve el mensaje, hasta que alcanza un umbral que provoca una respuesta grupal. Es más probable que se produzcan comportamientos a medida que el mensaje se vuelve "más fuerte", y eso facilita que otros organismos escuchen las conversaciones bacterianas.
"Incluso las personas responden a las moléculas de detección de quórum", dice Jeffery K. Tomberlin, un ecólogo conductual de Texas A&M. "Por ejemplo, si algo se descompone, hay moléculas de detección de quórum que se liberan en ese proceso que nos dicen que es no es un buen ambiente ".
Entra el mosquito. El trabajo anterior sugiere que factores como el volumen de dióxido de carbono que exhalamos, la temperatura corporal, el olor corporal e incluso el color de nuestra ropa pueden influir en lo atractivos que somos para los insectos sedientos de sangre. Según Tomberlin, los mosquitos también pueden piratear los sistemas de comunicación bacteriana utilizando quimiorreceptores en sus antenas, más bien como los descifradores de códigos de la Segunda Guerra Mundial que interceptan una transmisión encriptada: “Su sistema de radar es extremadamente sensible y puede captar estos mensajes que están ocurriendo. Y tienen el equipo que les permite interrumpir esos mensajes ”, dice.
Hablando evolutivamente, la detección de quórum siempre se ha producido en la naturaleza, y los mosquitos han desarrollado la capacidad de percibir estas vías de comunicación a través de la selección natural. Los mosquitos se benefician de esta piratería al obtener información sobre la calidad de un huésped de sangre y al ser selectivos sobre a quién se dirigen. Pero las vías de comunicación bacteriana continúan evolucionando, lo que resulta en una carrera entre organismos competidores: por un lado, las bacterias producen mensajes y, por el otro, los mosquitos intentan interpretarlos.
“Tu oponente siempre está cambiando el cifrado de su código. Tienes que descifrar ese código, y tu supervivencia depende de ello ”, dice Tomberlin. Sabiendo que la comunicación microbiana puede afectar la atracción de mosquitos, Tomberlin y sus colegas en Texas A&M, incluidos Craig Coates, Tawni Crippen y el investigador graduado Xinyang Zhang, ahora han demostrado que los humanos pueden piratear a los piratas informáticos e influir en si los mosquitos deciden mordernos.
Staphylococcus epidermidis es una de las más de mil especies bacterianas que ocurren comúnmente en la piel humana. El equipo utilizó una forma mutante de S. epidermidis, en la que eliminaron el mecanismo genético que codifica su sistema de detección de quórum. Con las vías bioquímicas de la bacteria interrumpidas, el "equipo de vigilancia" de los mosquitos ya no podía espiar.
Una vista microscópica de la bacteria común de la piel Staphylococcus epidermidis . (David Scharf / Corbis) Luego, el equipo llevó a cabo una serie de experimentos con alimentadores de sangre, que se cubrieron con un paño estéril tratado con mutantes silenciados o bacterias de tipo salvaje no modificadas. El equipo comparó el atractivo de los comederos con el mosquito Aedes aegypti hembra, el principal agente transmisor de la fiebre amarilla.
Los alimentadores de sangre consistían en un matraz de cultivo sellado con una película de parafina que los mosquitos podían penetrar. Se inyectó un milímetro de sangre de conejo entre la película y el matraz de cultivo, y se bombeó agua tibia a través del matraz para mantener la sangre a la temperatura corporal promedio. El equipo colocó comederos dentro de jaulas de plástico transparentes que contienen 50 mosquitos y los dejó en las jaulas durante 15 minutos. Grabaron el comportamiento de los insectos en video, permitiéndoles contar la cantidad de mosquitos que se alimentan en cada minuto.
El equipo probó diferentes escenarios, como colocar alimentadores de sangre tratados con bacterias mutantes o de tipo salvaje en jaulas separadas, y luego colocar ambos tipos de bacterias en la misma jaula al mismo tiempo. Cuando se les dio la opción, "el doble de mosquitos fueron atraídos por el tipo salvaje en el alimentador de sangre en lugar del mutante en un alimentador de sangre", dice Tomberlin.
En base a estos hallazgos, que actualmente se están preparando para su presentación a PLOS One, el equipo cree que inhibir las comunicaciones bacterianas podría conducir a nuevos métodos para disuadir a los mosquitos que serían más seguros que los repelentes químicos fuertes como DEET. Esto podría tener implicaciones importantes para reducir la propagación de enfermedades transmitidas por mosquitos, como la fiebre amarilla. “Las bacterias son nuestra primera línea de defensa y queremos alentar su proliferación. Sin embargo, es posible que podamos producir repelentes naturales que nos permitan mentir a los mosquitos ", dice Tomberlin." Es posible que queramos modificar los mensajes que se están lanzando para decirle a un mosquito que no somos un buen anfitrión, en lugar de desarrollando productos químicos que pueden ser dañinos para nuestras bacterias en nuestra piel o para nuestra propia piel ".
Tomberlin señala que manipular las conversaciones bacterianas puede tener muchas otras aplicaciones, y que estas están siendo estudiadas activamente en otras instituciones. En términos de aplicaciones de salud, el bloqueo de la comunicación entre bacterias en los pulmones de pacientes con fibrosis quística podría conducir a nuevos tratamientos para la enfermedad. Y en la industria energética, inhibir la detección de quórum podría reducir la corrosión de los oleoductos causada por microbios.
Investigadores como Thomas K. Wood de la Universidad Estatal de Pensilvania, Rodolfo García-Contreras de la Universidad Nacional Autónoma de México y Toshinari Maeda del Instituto de Tecnología de Kyushu son líderes en investigación de detección de quórum. Según Wood, los esfuerzos para manipular la comunicación bacteriana deben dar cuenta de las sofisticadas técnicas de contraespionaje de los microbios: "También estamos tratando de comprender cómo las bacterias desarrollan resistencia a los nuevos tipos de compuestos diseñados para evitar que las bacterias hablen", dice.
Así que ahora, para los mosquitos y para la ciencia, la carrera de descifrado de códigos está en marcha.
