Descubren de manera fortuita una bacteria en el intestino del mosquito capaz de bloquear al parásito de la malaria
Se estima que, en 2021, hubo casi 250 millones de casos de malaria o paludismo en 84 países endémicos, lo que resultó en más de 600.000 muertes, principalmente en niños menores de cinco años. La enfermedad está causada por parásitos del género Plasmodium que se propagan a las personas a través de la picadura de mosquitos hembra del género Anopheles. Hay cinco especies de parásitos que pueden provocar malaria en el ser humano, dos de las cuales, Plasmodium falciparum y Plasmodium vivax, constituyen la mayor amenaza. El factor clave de esta enfermedad es su vector de transmisión. Existen más de cuatrocientas especies diferentes de mosquitos Anopheles y alrededor de cuarenta de ellas pueden transmitir la enfermedad. De ahí que casi la mitad de la población mundial vive en riesgo de contraer la enfermedad.
Controlar esta enfermedad sigue siendo un gran reto: los mosquitos desarrollan resistencia a los insecticidas que están así disminuyendo gradualmente su efectividad; el parásito también va desarrollando resistencia a los principales medicamentos antipalúdicos, como la terapia basada en artemisinina; y las vacunas que existen son poco efectivas y proporcionan una protección limitada.
Desde hace años se venían empleando microorganismos para el control biológico de enfermedades transmitidas por mosquitos. Por ejemplo, la bacteria Wolbachia, que vive de forma natural en el 70% de los insectos e infecta a las gónadas y se transmite de generación en generación a través de los huevos del insecto. Esta bacteria no infecta ni a los animales ni al ser humano, y se ha comprobado que puede ser útil para controlar las enfermedades transmitidas por mosquitos, ya que las hembras de mosquitos no pueden reproducirse con machos infectados por esta bacteria. Además, los mosquitos infectados con ciertas cepas de Wolbachia viven menos. Esta bacteria impide que el mosquito Aedes aegypti pueda transmitir virus como el dengue, el zika y el chikungunya. Por ello, hay numerosos proyectos para introducir en la naturaleza poblaciones de mosquitos Aedes aegypti portadores de Wolbachia, a fin de que estos se apareen entre sí y la bacteria se transmita de generación en generación, hasta que toda la población de mosquitos porte la bacteria y sea incapaz de transmitir esas enfermedades. Muchos de esos ensayos dependen de bacterias modificadas genéticamente y eso es un obstáculo importante para la aprobación regulatoria y la aceptación pública.
Los mosquitos con Wolbachia para controlar los mosquitos Aedes aegypti (Fuente: CDC)
Ahora, unos investigadores de la empresa GSK (GlaxoSmithKline) en su laboratorio de Tres Cantos en España han encontrado, de manera fortuita, una nueva estrategia contra la malaria: una nueva bacteria que se desarrolla de forma natural en el intestino del mosquito y bloquea el desarrollo del Plasmodium en el insecto. Los investigadores se dieron cuenta de que una colonia de mosquitos Anopheles stephensi (el vector principal de la malaria) de su laboratorio había perdido la capacidad de ser infectados por el parásito Plasmodium falciparum. Los mosquitos que estaban usando para sus estudios sobre la malaria estaban volviéndose cada vez más difíciles de infectar con el Plasmodium. Al estudiar el fenómeno y analizar la microbiota intestinal de estos mosquitos encontraron una bacteria, en concreto la cepa Delftia tsuruhatensis TC1. Comprobaron que esta bacteria interrumpe el crecimiento del Plasmodium en el intestino del mosquito, donde el parásito se desarrolla antes de pasar a las glándulas salivales del insecto. En comparación con los mosquitos que carecían de la bacteria, los insectos con Delftia tsuruhatensis tenían aproximadamente un 75% menos de Plasmodium en el intestino. El efecto lo confirmaron con otras especies de mosquitos (Anopheles gambiae) y con Plasmodium berghei.
Experimentos con ratoncitos también confirmaron el efecto protector de Delftia: solo un tercio de los ratones que habían sido picados por mosquitos portadores de la bacteria se infectaron de malaria, en comparación con el 100% de los ratones picados por mosquitos sin la bacteria. Los investigadores han encontrado además que la bacteria segrega una molécula, un alcaloide tóxico, llamada harmano (1-metil-beta-carboline), un compuesto natural que se encuentra también en plantas utilizadas en la medicina tradicional de algunas culturas, y que parece ser el responsable de la acción de la bacteria contra el Plasmodium.
Delftia tsuruhatensis es una bacteria Gram negativa aislada por primera vez de una planta de tratamiento de aguas residuales en 2003 en Japón, en la región de Tsuruhata. Estas bacterias se encuentran distribuidas en el ambiente, en suelos, en la rizosfera, en plantas, en aguas, y algunas pueden ser causa de infecciones oportunistas poco frecuentes adquiridas en hospitales. Los investigadores demostraron que la bacteria no se transmite a humanos a través de la picadura de mosquitos.
Las ventajas de esta nueva herramienta de control biológico contra la malaria es que la bacteria es un simbionte natural, sin ninguna manipulación genética por parte de los investigadores. Los mosquitos solo necesitan consumir una pequeña cantidad del microbio para ser colonizados, y una vez dentro del insecto, la bacteria permanece allí, bloqueando continuamente el desarrollo del parásito. Delftia tsuruhatensis no parece afectar a la supervivencia del mosquito, ni a su fertilidad o fecundidad, ni a la de su descendencia, por lo que que es poco probable que los insectos desarrollen resistencia a la bacteria. Además, la bacteria no se transmite entre mosquitos por lo que este sistema permite que los mosquitos sigan viviendo y cumpliendo su papel biológico concreto dentro del ecosistema. Lo que todavía no se sabe es si esta bacteria puede afectar o perjudicar a otros insectos como las abejas.
Además, los investigadores han realizado una simulación, un primer ensayo piloto “de campo” en Burkina Faso con éxito. Dejaron bolas de algodón empapadas con azúcar y la bacteria que consiguieron colonizar alrededor del 75% de la población de mosquitos durante una noche. Cuando esos mosquitos se alimentaron de sangre de personas con malaria, la bacteria bloqueó el desarrollo del parásito, como lo había hecho en el laboratorio.
Se conocen cientos de enfermedades infecciosas humanas que son transmitidos por insectos y que ponen en riesgo la salud de millones de personas cada año. Entre los insectos que transmiten enfermedades destacan sobre todos los mosquitos, los flebótomos y las garrapatas, que transmiten enfermedades como el dengue, la fiebre amarilla, el Chikunguña, el zika, la malaria, el Nilo Occidental, la leishmaniosis, la enfermedad de Lyme, y otras muchas. Este trabajo pone de manifiesto la importancia de estudiar los cientos de bacterias diferentes que albergan estos insectos y cuyo potencial para controlar enfermedades infecciosas es todavía desconocido.
Delftia tsuruhatensis TC1 symbiont suppresses malaria transmission by anopheline mosquitoes. Huang, W., y col. Science. 2023 Aug 4;381(6657):533-540.
