Los mosquitos pueden albergar miles de parásitos que causan la malaria en sus cuerpos, sin embargo, mientras sorben la sangre de una víctima, transmiten solo una pequeña fracción de ellos. En un esfuerzo por definir con precisión la ubicación del cuello de botella del parásito, los científicos de Johns Hopkins Medicine dicen que descubrieron que los parásitos son detenidos por un obstáculo a lo largo de la ruta de escape en las glándulas de saliva del insecto, una barrera que podría servir como un nuevo objetivo para Prevención o reducción de la infección por malaria.

"Nuestros hallazgos agregan detalles sustanciales al papel de las glándulas salivales de los mosquitos como los órganos de entrada para las enfermedades transmitidas por estos insectos", dice Deborah Andrew, M.S., Ph.D., profesora de biología celular en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. "Al mejorar las barreras de transmisión que existen naturalmente en los mosquitos, potencialmente podemos bloquear la propagación de la malaria y otras enfermedades mortales transmitidas por mosquitos, como la fiebre del Zika".

Se estima que 220 millones de personas en todo el mundo, principalmente en regiones tropicales y subtropicales, tienen malaria, y más de 400,000 mueren por la infección del parásito cada año, según la Organización Mundial de la Salud. Marcada por la incapacidad de fiebre, escalofríos, fatiga y sudoración, la enfermedad puede tratarse con medicamentos y prevenirse con programas de erradicación de mosquitos, pero los altos costos de los medicamentos y los métodos de erradicación obstaculizan constantemente los esfuerzos para reducir la prevalencia de la malaria. Otras enfermedades transmitidas por mosquitos, como el dengue, atacan a millones más.

Una descripción de la investigación se publica en la edición del 6 de agosto de la revista. mBio.

Los parásitos de la malaria dependen de los mosquitos Anopheles hembras para propagarse en un ciclo de vida complejo que comienza cuando los mosquitos comen células sexuales de parásitos machos y hembras durante una comida de sangre de un huésped animal infectado. Las células se enrollan en el intestino del mosquito, donde se fusionan para formar huevos fertilizados que luego se escurren a través del revestimiento del intestino y quedan encerrados en quistes en la cavidad del cuerpo del insecto. En estos quistes, los parásitos comienzan un frenesí reproductivo, haciendo más y más copias de sí mismos. Cuando los quistes finalmente explotan, los parásitos asaltan la glándula salival por las hordas, listos para ser expulsados ​​cuando el mosquito toma su próxima comida de sangre. Pero los científicos han observado durante mucho tiempo que la mayoría de ellos nunca logran salir del mosquito.

"Aunque miles de parásitos invaden la glándula salival, menos de una décima parte de ellos se transmiten durante una picadura de mosquito", dice Michael Wells, Ph.D., investigador postdoctoral en el laboratorio de Andrew y autor principal del estudio. "Entonces, sabíamos que la glándula salival está bloqueando la salida de los parásitos, pero no sabíamos exactamente cómo".

La glándula salival del mosquito Anopheles está formada por tres lóbulos de células productoras de saliva. Los lóbulos están encerrados en una lámina protectora llamada membrana basal, y en cada lóbulo hay largos conductos que se extienden hacia la boca del insecto. Para su liberación, los parásitos primero deben atravesar la membrana basal, penetrar una capa de células salivales y luego nadar a través de un espacio llamado cavidad secretora para llegar al conducto salival.

Para estudiar cómo la glándula salival podría obstruir la transmisión de la malaria, los investigadores primero dejaron que los mosquitos Anopheles se alimentaran de sangre de roedores enriquecida con parásitos de la malaria. Como los mosquitos decidieron cuánto comían, cada uno consumió una cantidad diferente de parásitos. Esto ofreció a los investigadores datos para diferentes cantidades de infección parasitaria de cientos de glándulas salivales de mosquitos.

Luego, los investigadores cartografiaron sistemáticamente la ubicación de los parásitos diseccionando las glándulas salivales de estos mosquitos y buscando los parásitos bajo microscopios de alta potencia. Descubrieron que la mayoría de los parásitos estaban dentro de la membrana basal o en la cavidad secretora. Pero solo unos pocos parásitos estaban en los conductos salivales.

"Los parásitos parecen no tener problemas para ingresar a las glándulas salivales", dice Wells. "Entonces, esto nos dijo que la obstrucción ocurre más tarde, cuando los parásitos intentan llegar al conducto salival".

Luego, los investigadores ampliaron las capas celulares en cada lóbulo de la glándula salival. Descubrieron que la mayoría de los parásitos parecían incapaces de abandonar la cavidad secretora y se congregaban en una pared fibrosa y resistente hecha de una sustancia llamada quitina que se forma alrededor de los conductos salivales.

Sin embargo, algunos parásitos pudieron atravesar la pared de quitina y alcanzar el conducto salival, pero como los cuellos de botella del tráfico, la estrecha abertura en la que se enterraron permitió que solo pasaran unos pocos parásitos. Wells dice que los parásitos afortunados que atraviesan la dura pared del conducto son probablemente los que se liberan durante una picadura.

Si la pared de quitina alrededor de los conductos salivales se puede fortificar, las infecciones se pueden frustrar. "Nuestro estudio es un primer paso para comprender mejor cómo las glándulas salivales en los mosquitos portadores de la malaria limitan la transmisión de los parásitos de la enfermedad", dice Andrew. "En el futuro, esperamos que esta información avance las estrategias para limitar la transmisión y descubrir cómo otros insectos han evolucionado formas de afectar la transmisión de enfermedades".

La investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud (NIH RO1DE013899), una beca postdoctoral del Instituto de Investigación de la Malaria Johns Hopkins y Bloomberg Philanthropies.

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