Desarrollaron un insecticida selectivo contra mosquitos, vinchucas y garrapatas

Por Federico García

Viernes 5 de Marzo de 2021 – Los artrópodos que se alimentan de sangre, como mosquitos, vinchucas, moscas tsé-tsé y garrapatas, transmiten una gran variedad de enfermedades  infecciosas que tienen un grave impacto en la salud de los humanos y en la economía agrícola en todo el mundo.

En ese sentido, investigadores del Centro Regional de Estudios Genómicos (CREG) de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), en colaboración con laboratorios de Brasil e Inglaterra, desarrollaron un insecticida selectivo para este tipo de insectos, que no afecta a organismos con otros hábitos alimenticios.

Sobre el desarrollo de la investigación y los pasos a seguir, se refiere el Dr en Ciencias Básicas y Aplicadas Marcos Sterkel, quien al terminar su doctorado en la Argentina en el 2011 se dirigió a Brasil a realizar un posdoctorado.

Al llegar allá, junto a otros investigadores, Sterkel realizó una búsqueda por la cual redujeron la expresión de un determinado gen. En esa búsqueda, encontraron algunos genes de la biodegradación de tirosina y los “silenciaron”, es decir que les bajaron la expresión.

En ese momento, se dieron cuenta que todos esos genes de la biodegradación de tirosina causaban la muerte de las vinchucas después que la comían y esto era diferente a lo que estaba reportado en otros insectos, en donde este gen ya se había silenciado.

“De hecho, en un gusano que se usa como modelo de estudio en la “mosca de la fruta”, el silenciamiento de estos genes de la tirosina incluso aumenta el tiempo de vida. Nosotros vimos que mataban a las vinchucas después de comer con sangre y lo mismo con otros artrópodos como la “mosca del sueño” y el mosquito”, señaló Sterkel.

-¿Cuándo comenzaron con esta investigación?

Esto arrancó en 2013, el primer trabajo publicado salió en 2016 y ahora en 2019 salió otro trabajo donde usamos uno de los inhibidores de esta enzima y lo proponemos para el control de la “mosca del sueño” en África.

-¿Qué sería la tirosina?

Los artrópodos hematófagos en general, como la vinchuca, la garrapata o los mosquitos, incorporan en cada alimentación muchas veces su propio peso, dependiendo el insecto comen entre dos y diez veces su propio peso. Eso es un hábito que no se da en otros insectos con otro tipo de alimentación, incorporar en tan poco tiempo tanta comida.

Si bien el hábito de comer sangre evolucionó varias veces, fue una tendencia común porque el momento de alimentarse es de alto riesgo para los artrópodos, que se alimentan de organismos que son mucho más grandes que ellos. Es por eso que fue una tendencia común en su evolución comer muchas veces su peso para comer con menos frecuencia.

Por otro lado, el principal componente del peso de la sangre, si le sacas el agua, son las proteínas, que están entre el 85 y el 90 % del peso total de la sangre. Las proteínas están formadas por aminoácidos, que serían los bloques que se unen para formar las proteínas.

Uno de esos bloques es la tirosina. Nosotros vimos que cuando medimos la degradación de tirosina, se acumula tanta cantidad después de la alimentación con sangre que causa la muerte de los artrópodos hematófagos, y como este comportamiento de comer tanto en tan poco tiempo o de comer una comida tan rica en proteínas como es la sangre no existe en organismos con otro tipo de alimentación, la inhibición del catabolismo de tirosina mata solamente a los artrópodos que chupan sangre.

-¿Lo que ustedes hacen es incrementar la tirosina para que estos artrópodos mueran?

Hay dos enzimas que nos dan la misma respuesta. Para una de ellas ya existen inhibidores desarrollados, que algunos se usan como herbicidas y otros se usan en salud humana para tratar una enfermedad que se llama Tirosinemia Tipo 1, que es por falla en la última enzima de estadía. Entonces, en humanos se inhibe dicha enzima, que nosotros vimos que mata a los artrópodos hematófagos, para prevenir que se acumulen metabolitos tóxicos. Nosotros, de los inhibidores que probamos en mosquitos, vinchucas y la “mosca del sueño”, vimos que el más potente es el que se usa en medicina, que se llama inquisinona.

-¿Cuál sería la diferencia en el impacto ambiental de este producto con los químicos que ya se usan?

En primer lugar es selectivo. La inhibición del catabolismo de tirosina solamente mata a los artrópodos que chupan sangre, no mata a los insectos con otro tipo de alimentación como pueden ser los polinizadores. Es un insecticida que solamente mata bichos que chupan sangre, por eso es amigable con el medio ambiente.

Por otro lado, es una droga que se usa en salud humana desde los 90. Se conoce mucho de esta droga. Entonces, a diferencia de otros insecticidas, es muy segura para mamíferos y humanos. Se podría aplicar como la invermectina, donde se trata al animal o a la persona para controlar las poblaciones de vectores. Otra ventaja es que sería menos propensa a desarrollar resistencia que los insecticidas que se usan actualmente.

-¿Por qué sería menos propensa a desarrollar resistencia?

En primer lugar, no mata rápido como lo hacen los insecticidas neurotóxicos. Lo que se usa en cualquier insecticida son generalmente piretroides, que afectan el sistema nervioso. En cambio éste afecta la degradación de un aminoácido, nada que ver con el sistema nervioso, y la muerte no depende de la droga sino de la proporción de tirosina, por lo que el tiempo de muerte es largo y no mata inmediatamente como los neurotóxicos, entonces muchos insectos alcanzan a reproducirse antes de morir y eso impide que se fijen alelos resistentes en la población, lo que retrasaría la aparición de resistencia.

Otro motivo es que ni las enzimas P450 ni las de mosquitos ni las de la “mosca del sueño” son capaces de degradar esta droga (inquisinona), o sea que no es metabolizada por estas enzimas que son un mecanismo de resistencia importante en insectos, aunque también existen otras enzimas que podrían metabolizarla pero hasta ahora no encontramos.

Un tercer motivo es que, a diferencia de los insecticidas que se usan habitualmente, este compuesto es un inhibidor competitivo de la enzima, es decir que se une al mismo lugar que se une el sustrato natural de la enzima, que es lo que usa ésta para transformarlo en otra cosa. Entonces, las mutaciones que le confieren resistencia a la unión del insecticida también le conferirían resistencia a la unión del sustrato endógeno. La enzima perdería actividad y eso, como es tan importante para artrópodos hematófagos, sería seleccionado en contra. Por estos motivos pensamos que no generaría tanta resistencia tan rápido como los insecticidas neurotóxicos.

-¿Cómo sería la aplicación del producto?

Los insecticidas que se usan actualmente se utilizan generalmente por contacto. Es el caso de los neurotóxicos, como los piretroides, se rocía sobre una superficie y cuando el insecto entra en contacto con ésta adquiere el insecticida. También existe otro tipo de administración que, como la invermectina, se le aplica al huésped (a la persona o al animal).

Nosotros observamos que funciona por aplicación tópica, es capaz de atravesar a través de la cutícula y, como está aprobada en salud humana, también se podría aplicar en animales o en humanos como la invermectina. De hecho, tratamos ratones con una dosis oral terapéutica, que es la que se usa en la enfermedad Tirosinemia Tipo 1, alimentamos en esos ratones vinchucas, mosquitos y “moscas del sueño” y éstos artrópodos murieron.

-¿Ya están en condiciones de producir esta droga?

No, la droga no la produciríamos nosotros porque esta droga ya existe, lo que estamos haciendo es darle un nuevo uso. Por ahora, tenemos sólo resultados de laboratorio, no hemos hecho trabajo de campo. El próximo paso sería hacer análisis no de campo pero de semi campo, en condiciones controladas para ver si la droga funciona bien.

En Inglaterra están desarrollando trampas de azúcar y proteínas (que vendrían a reemplazar la proteína de la sangre) utilizando esta droga para el control de malaria en África. Nosotros estamos por pedir una beca que, si sale, sería para desarrollar las mismas trampas pero enfocados en Aedes Aegypti, que es el mosquito del dengue.

-¿El trabajo de campo sería la aplicación en el lugar natural de éstos artrópodos?

Por un lado, con estas trampas de azúcar para el mosquito y, por otro lado, nosotros habíamos pedido un PICT (Proyectos de Investigacion Científica y Tecnológica) para probarlo en el control de garrapatas en vacas, aplicándoselo vía oral o por inyeccción, pero quedó medio parado porque no conseguimos financiación.

-¿Este trabajo de campo cuanto tardaría?

Depende, yo creo que para que haya resultados realmente confiables entre que se desarrollan las trampas y haya información suficiente para ver si funciona no creo que sea menos de cinco años.

-Recién ahí se podría lanzar el producto

Si, tal vez si existe una mayor financiación se puede hacer antes pero hay que ver si alguien más se pone a investigar sobre esta droga porque una vez que se publica cualquiera puede empezar a trabajar con esto.

Por el momento, lo importante es que tenemos dos blancos nuevos para el desarrollo de insecticidas, que son estas dos enzimas. Para uno existen inhibidores desarrollados, más de diez mil, nosotros probamos tres y hay uno que funciona muy bien en laboratorio.