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¿Algunas personas son más 'atractivas' para los mosquitos? Si es así, ¿es un rasgo hereditario?

¿Algunas personas son más 'atractivas' para los mosquitos? Si es así, ¿es un rasgo hereditario?


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Los mosquitos claramente me aman, pero me han dicho que soy más reactivo a las picaduras de mosquitos. ¿Algunas personas son más 'atractivas' para los mosquitos (obtener un poco más)? ¿O es solo que son más reactivos? Si es un rasgo 'atractivo', ¿es hereditario?


Existe un componente genético en la atracción de los mosquitos por los humanos.

Las hembras de mosquitos muestran preferencias por ciertos individuos sobre otros, lo cual está determinado por las diferencias en los químicos volátiles producidos por el cuerpo humano y detectados por los mosquitos ... En general, hubo una fuerte heredabilidad en sentido estricto de 0.62 (SE 0.124) para atracción relativa y 0.67 ( 0.354) para la actividad de vuelo basada en el promedio de diez mediciones. Los resultados demuestran un componente genético subyacente detectable por los mosquitos a través del olfato.

- Herencia del atractivo para los mosquitos

Sin embargo, el análisis de una variable de calificación comparativa "en comparación con su gemelo, ¿a quién pican los mosquitos con más frecuencia?" indicaron una fuerte influencia genética en la frecuencia de las picaduras de mosquitos, sin que se observaran diferencias significativas entre machos y hembras.

--Estudio gemelo de la susceptibilidad genética de los adolescentes a las picaduras de mosquitos utilizando datos de clasificación ordinal y comparativa.

Hay muchas otras influencias sobre lo atractivas que son las personas para los mosquitos, incluida la dieta, el consumo de alcohol y diversas enfermedades.


Yo distinguiría dos tipos principales de "factores de riesgo" de las picaduras de mosquitos: predisposiciones genéticas y atractivo transitorio.

Los mosquitos utilizan diferentes sentidos para localizar y elegir un huésped. El olfato parece ser un estímulo principal (constante, medida de gradiente, sistema sensorial simple). Experiencia basada en el estudio de otros animales hematófagos ("comedores de sangre") dióxido de carbono (CO) es una característica clave de la respiración de los animales vivos. Por lo tanto, el CO es un indicador de la potencial idoneidad del hospedador. La cantidad de CO exhalado puede aumentar, p. Ej. con masa corporal.

Las preferencias se basan en la excreción de (S) -ácido láctico y productos de bacterias de la piel, que puede variar entre individuos y ser atribuible a antecedentes genéticos (por ejemplo, el sistema inmunológico que puede afectar la composición de la flora cutánea) y factores transitorios (por ejemplo, actividad física).

Temperatura de la piel es otro posible estímulo, que los mosquitos pueden detectar. Se correlaciona con la actividad metabólica del individuo y es el resultado del aumento del flujo sanguíneo a través de la piel (lo que aumenta las posibilidades de una comida sabrosa). Por lo tanto, todos los factores que afectan la tasa de metabolismo pueden hacer que las personas sean más propensas a las picaduras, por ejemplo. embarazo, actividad física o fiebre. Este último es esencial para la propagación de la malaria.

Algunos estudios sugieren que el tipo de sangre (desafortunado tipo 0) o incluso el consumo de cerveza son factores importantes.

Dado que el azúcar es uno de los principales recursos nutricionales de la sangre, es razonable plantear la hipótesis de que el nivel de azúcar en sangre puede correlacionarse con el número de picaduras de mosquitos, pero falta literatura relevante que respalde esto.

Fuentes y lectura adicional (muy recomendable):

Preferencias del anfitrión de los mosquitos que se alimentan de sangre Revisión anual de entomología Vol. 58: 433-453 (fecha de publicación del volumen enero de 2013)

Preferencia de aterrizaje de Aedes albopictus (Diptera: Culicidae) en la piel humana entre los grupos sanguíneos ABO, secretores o no secretores y antígenos ABH Journal of Medical Entomology 41 (4): 796-799. 2004

El consumo de cerveza aumenta el atractivo humano para los mosquitos de la malaria PLoS ONE 5 (3): e9546

Queso Limburger como atrayente para el mosquito de la malaria Anopheles gambiae s.s. Parasitol Today. Abril de 1996; 12 (4): 159-61.


La recopilación de datos genéticos genera problemas de privacidad

Una prueba de ADN puede revelar datos sorprendentes sobre nosotros: ciertos genes nos hacen más propensos a tener cerumen seco, por ejemplo, y otros nos hacen más propensos a estornudar cuando vemos una luz brillante. Algunos genes incluso hacen que las personas sean objetivos más atractivos para los mosquitos, por lo que si alguna vez te has sentido identificado personalmente por el insecto durante los meses de verano, no es una conspiración cruel, es tu ADN.

Hechos inocuos como estos fueron los que se utilizaron los kits de ADN para descubrir cuando estuvieron disponibles comercialmente por primera vez. Sin embargo, a medida que las pruebas se han vuelto más sofisticadas, las empresas que las respaldan han cambiado su enfoque de marketing. Se sabe que los usuarios de pruebas de ADN en el hogar descubren hechos profundamente arraigados sobre ellos mismos, desde el descubrimiento de parientes perdidos hasta el conocimiento de los orígenes de sus antepasados ​​y su susceptibilidad a las enfermedades genéticas.

Descubrir que tiene una condición de salud preexistente puede no parecer la mejor idea para un regalo de Navidad, pero eso no ha impedido que los kits de prueba disfruten de un aumento en popularidad. Revisión de tecnología del MIT estima que a principios de 2019, más de 26 millones de personas se habían realizado una prueba de ascendencia en el hogar. Se espera que el mercado tenga un valor de $ 45 mil millones para 2024.

Sin embargo, a pesar del crecimiento desenfrenado de la industria emergente, ha habido una creciente preocupación de que sus prácticas puedan infringir los derechos de los consumidores. Siempre que las personas desembolsan entre $ 100 y $ 200 por una prueba de ADN, el costo oculto de esa transacción son sus datos personales, que, a partir de ese momento, se guardan en las bases de datos de una empresa privada. Una vez que estas empresas obtienen la información genética, es muy difícil para los usuarios recuperarla.

Al hacerse pruebas de ADN en casa, muchos, sin saberlo, se han topado con secretos familiares guardados durante mucho tiempo. Algunos han visto a sus padres pasar por un amargo divorcio después de que su prueba reveló que en realidad fueron concebidos a través de una aventura.

La ignorancia es grata
Mucho antes de que las personas pudieran hacerse pruebas de ADN desde la comodidad de su propio hogar, los psicólogos se preocupaban por su posible impacto en la salud mental de las personas. Desde que se inició el Proyecto Genoma Humano en 1990, muchos académicos han sostenido que las pruebas de ADN deben usarse con precaución, con el argumento de que comprender los propios riesgos para la salud podría provocar ansiedad o depresión.

Por el contrario, un estudio del Hastings Center descubrió que descubrir un mayor riesgo de desarrollar la enfermedad de Alzheimer no provocaba que las personas se sintieran más deprimidas o ansiosas. Y en el caso de que las personas descubran un riesgo de salud particularmente urgente, como una mutación de los genes BRCA1 o BRCA2, que pone a las personas en un alto riesgo de desarrollar cáncer a una edad temprana, cualquier efecto psicológico adverso probablemente valga la pena para obtener esta vida. -ahorro de información.

Sin embargo, las pruebas de ADN en el hogar aún podrían representar un riesgo para la salud mental, en parte porque eliminan a los profesionales médicos de la ecuación. Adrian Mark Thorogood, académico asociado del Centro de Genómica y Políticas, advirtió que esto está lejos de ser la mejor práctica para recibir el resultado de una prueba de ADN. "Los resultados deben comunicarse a través de un profesional médico que pueda interpretar el resultado en el contexto específico del individuo y ofrecer una descripción clara de los límites de la prueba", dijo. La nueva economía.

Sin la ayuda de un profesional, los usuarios podrían quedarse solos para luchar con una revelación preocupante sobre su salud. También existe el peligro de que, sin orientación, algunas personas puedan malinterpretar el resultado de su prueba, lo que ejerce una presión indebida sobre su salud mental.

Existe otro descubrimiento desagradable que las personas pueden hacer a través de una prueba de ADN, para el que pueden estar aún menos preparadas. Al hacerse pruebas de ADN en casa, muchos, sin saberlo, se han topado con secretos familiares guardados durante mucho tiempo. Algunos han visto a sus padres pasar por un amargo divorcio después de que su prueba reveló que en realidad fueron concebidos a través de una aventura. Otras han descubierto que fueron concebidas por violación y que su madre decidió no contárselo nunca. Lo que comenzó como un impulso aparentemente inofensivo de averiguar más sobre su herencia termina en un trauma psicológico y ruptura familiar.

Brianne Kirkpatrick, consejera de genética, es parte de un creciente sector de terapia específicamente diseñada para ayudar a las personas a aceptar la recepción de resultados inesperados de ADN. Uno no puede evitar preguntarse si sus pacientes terminan deseando no haberse realizado nunca la prueba.

"No recuerdo a nadie diciendo que desearía poder regresar y no saber la verdad", dijo Kirkpatrick. "Pero algunas personas me han dicho que desearían haber descubierto su impactante información a través de una persona, en lugar de una computadora".

Si bien podríamos pensar que preferiríamos sufrir una fuga de ADN que una fuga de los datos de nuestra tarjeta de crédito, los datos genéticos tienen su propio conjunto de complicaciones.

El hecho de que prácticamente cualquier persona pueda ahora descubrir su parentesco real a través de una simple prueba de ADN tiene repercusiones de gran alcance en la responsabilidad de la paternidad. Históricamente, los hombres siempre han tenido una capacidad mucho mayor para ocultar su condición de padres, ya que no tienen que tener un hijo. El mundo de las pruebas de ADN directas al consumidor saca del agua esta capacidad de anonimato.

Esto es particularmente problemático cuando se trata de la donación de esperma. El anonimato es un punto de venta clave para muchos donantes potenciales, pero ahora todo lo que su futura descendencia biológica tiene que hacer es frotarse el interior de la mejilla para comprometer por completo ese anonimato. La investigación sugiere que, como resultado, podríamos ver una caída en las tasas de donantes. Un estudio de 2016 en el Revista de derecho y biociencias descubrió que el 29 por ciento de los donantes potenciales se negarían a donar si su nombre fuera incluido en un registro.

La ola de descubrimientos de los padres a través de pruebas de ADN directas al consumidor plantea preguntas sobre dónde se encuentra la responsabilidad del vendedor en todo esto. La mayoría de los profesionales de la salud recomiendan que las personas busquen asesoramiento genético una vez que reciban los resultados del ADN. Algunos, como Invitae, ofrecen servicios de asesoramiento pero no son empresas de consumo directo. Muchos de los que sí lo son, incluido 23andMe, no ofrecen dicho servicio. Se podría argumentar que esto muestra un cierto desprecio por las consecuencias del uso de su producto. Desafortunadamente, decisiones irresponsables como esta han tendido a caracterizar el camino hacia el éxito de la industria.

Lejano oeste genético
En septiembre de 2019, 17 ex empleados de la empresa de pruebas genéticas Orig3n, con sede en Boston, acusaron a la empresa de dar a los consumidores resultados inexactos. Supuestamente, si un cliente realiza la misma prueba dos veces, sus resultados podrían ser extremadamente diferentes cada vez. Un ex técnico de laboratorio produjo un informe filtrado a Bloomberg Businessweek que reveló 407 errores como este
ocurrió durante un período de tres meses.

Parte del PVU de Orig3n consistía en ofrecer asesoramiento supuestamente calculado en función del perfil genético de un consumidor. Los ex empleados han arrojado dudas sobre la empresa modus operandi al afirmar que, de hecho, los consejos que daban se retiraban de Internet de forma rutinaria. Los consejos dados iban desde los técnicamente correctos pero poco inspirados hasta los que en general no eran útiles, como decirle a la gente que comiera más col rizada, y los totalmente falsos, como aconsejar a los clientes que comieran más azúcar para eliminar las estrías.

Aunque Orig3n es un actor relativamente pequeño en el sector, la noticia de esta estafa ilustra la poca protección que tienen los consumidores en este mercado naciente. Los analistas dicen que actualmente estamos presenciando un período del "salvaje oeste" en el espacio de la genética del consumidor gracias a la falta de regulación, lo que genera preocupaciones sobre si podemos confiar a estas empresas nuestros datos genéticos. Si bien podríamos pensar que preferiríamos sufrir una fuga de ADN que una fuga de los datos de nuestra tarjeta de crédito, los datos genéticos tienen su propio conjunto único de complicaciones.

"En los Estados Unidos, si me roban mi número de seguro social, es difícil, pero no imposible, congelarlo, cambiarlo, etc.", dijo Natalie Ram, profesora asociada de la Facultad de Derecho Francis King Carey de la Universidad de Maryland y especialista en bioética y justicia penal. "Pero literalmente no hay forma de cambiar tu código genético".

Las plataformas de genética como 23andMe, AncestryDNA y FamilyTreeDNA se encuentran ahora en una mina de oro de datos muy personales. En 2013, un miembro de la junta de 23andMe dijo Empresa rápida que quería convertirse en “el Google de la atención médica personalizada”. Si esta declaración deja algo claro, es que la empresa no planeaba ganar millones simplemente vendiendo kits de prueba de ADN: su misión siempre fue acumular cantidades significativas de datos sobre sus usuarios, que luego podría monetizar.

Existe una amplia gama de razones por las que las empresas pueden querer comprar datos genéticos. Quizás la más benigna es la investigación médica, cuyas plataformas genéticas permiten a los usuarios optar por participar o no. Pero otras empresas pueden usar sus datos genéticos para vender mejor sus productos o, por el contrario, negárselos; por ejemplo, un sector que vería un valor monetario claro en la obtención de datos genéticos es el seguro. En los EE. UU., La Ley de No Discriminación por Información Genética de 2008 evita que los empleadores y las aseguradoras de salud utilicen la información genética de una persona al tomar decisiones sobre la contratación, el despido o el aumento de las tasas. Sin embargo, esto no incluye el seguro de vida ni el seguro por discapacidad a corto o largo plazo.

A primera vista, parece que hay una solución simple: si los usuarios están preocupados por estos riesgos, simplemente deben elegir que sus datos se mantengan en el anonimato. Sin embargo, elegir esta opción no es tan infalible como antes. Ya en 2009, los investigadores demostraron que podían identificar correctamente entre el 40 y el 60 por ciento de todos los participantes en bases de datos de ADN supuestamente anónimas comparando grandes conjuntos de esos datos con conjuntos de datos públicos de censos o listas de votantes. Desde ese experimento, las bases de datos de ADN han crecido enormemente.

"Con acceso a cuatro o cinco millones de perfiles de ADN, más del 90 por ciento de los estadounidenses de ascendencia europea serán identificables", dijo Ram. "Está al borde de una base de datos de ADN completa que ningún estado o jurisdicción de EE. UU. Ha sugerido que sería apropiada".

Dando forma a la ley
Con declaraciones reconfortantes como "su privacidad es muy importante para nosotros" (ancestry.co.uk) y "no compartiremos su ADN" (familytreedna.com) estampadas en sus sitios web, algunas plataformas de genética parecen estar haciendo de la privacidad su número una prioridad. En los EE. UU., 23andMe y Ancestry son parte de la Coalición para la Protección de Datos Genéticos, que aboga por la protección de la privacidad en el espacio del ADN. Sin embargo, aunque la coalición aboga por la privacidad de los datos genéticos en un contexto específico, aboga por una política única para todos los datos. En comparación, el Reglamento general de protección de datos de la UE considera la información genética como "datos personales", lo que hace que el ADN sea único de otros tipos de datos.

Existe un problema legal fundamental con la combinación de datos genéticos con todas las demás variedades, incluidos los datos que los sitios web de redes sociales recopilan sobre nosotros. En la mayoría de los casos, lo que una persona hace en Internet los implica solo: los datos genéticos son diferentes. Compartimos nuestro ADN con miembros de nuestra familia, lo que significa que compartirlo sin su consentimiento puede ser problemático.

“Incluso si puedo dar mi consentimiento para usar mi ADN para identificarme, eso no debería extenderse a mi capacidad de dar mi consentimiento para usar mi ADN para identificar a mis familiares”, dijo Ram. “La razón por la que pienso & # 8230 que es una distinción realmente crítica es porque la relación genética casi siempre se nos impone involuntariamente. Así que no elegimos a nuestros padres, no elegimos cuántos hermanos tenemos. Es un producto de la biología, no un producto de elección ".

Los problemas legales que rodean la relación genética se pusieron a prueba en 2018 cuando la policía descubrió la verdadera identidad del Golden State Killer, que aterrorizó a California en las décadas de 1970 y 1980 en una ola de homicidas. Los funcionarios encargados de hacer cumplir la ley pudieron condenarlo solo porque habían logrado conectar el ADN del sospechoso con el de un pariente de la familia en GEDmatch, una base de datos genética de dominio público. En todo Estados Unidos y en todo el mundo, la gente celebró el arresto de un criminal notorio. El único problema era que los medios para capturarlo no eran necesariamente legales.

Antes del caso, la política del sitio de GEDmatch no hacía ninguna referencia explícita al uso potencial de los datos del consumidor por parte de las fuerzas del orden. Sin embargo, la empresa se defendió diciendo que los usuarios deberían haber asumido que se le podía dar ese uso.

“Si bien la base de datos se creó para la investigación genealógica, es importante que los participantes de GEDmatch comprendan los posibles usos de su ADN, incluida la identificación de familiares que han cometido delitos o fueron víctimas de delitos”, dijo el operador de GEDmatch Curtis Rogers en un comunicado.

Algunos genes incluso hacen que las personas sean objetivos más atractivos para los mosquitos, por lo que si alguna vez te has sentido identificado personalmente por el insecto durante los meses de verano, no es una conspiración cruel, es tu ADN.

Sin embargo, los defensores de la privacidad como Ram argumentan que no se debería haber asumido el consentimiento de los usuarios para que las fuerzas del orden examinen sus datos. "Al menos desde una perspectiva constitucional en los Estados Unidos, se debe reconocer que las personas tienen lo que se llama una expectativa de privacidad en sus datos genéticos, incluso si usan uno de estos servicios", dijo. La nueva economía.

Después del caso, las plataformas de genética actualizaron sus políticas para aclarar su posición sobre el uso de los datos de las personas por parte de las fuerzas del orden. Curiosamente, adoptaron posturas muy diferentes. Si bien 23andMe y Ancestry dijeron que no permitirían a las fuerzas del orden buscar en sus bases de datos de genealogía genética, FamilyTreeDNA actualizó su política para decir que cedería datos a los funcionarios, pero solo en la investigación de delitos violentos. Los usuarios no lo sabían en ese momento, pero la actualización de la política de FamilyTreeDNA ya fue demasiado poco y demasiado tarde: en enero de 2019, se reveló que la compañía había estado trabajando en secreto con el FBI durante casi un año para resolver delitos graves, sin informar a su usuarios.

El caso de Golden State Killer expuso la poca protección que realmente tenían los consumidores en el mercado de la genética directa al consumidor. Demostró que las plataformas de genética eran capaces de cambiar o contradecir repentinamente sus propias políticas e incluso, en el caso de FamilyTreeDNA, traicionar la confianza de los consumidores.

Algunos podrían argumentar que esta violación de la privacidad genética es simplemente el precio que debemos pagar para atrapar a criminales peligrosos. Por supuesto, sin el uso de una base de datos de genealogía, es posible que el Golden State Killer nunca hubiera sido atrapado. Pero el hecho de que los datos genéticos puedan aprovecharse para resolver delitos muy graves no debería justificar el acceso desenfrenado de las fuerzas del orden a esas bases de datos. Los abusos de poder ocurren y, en el contexto de las pruebas de ADN directas al consumidor, ya lo han hecho: en 2018, por ejemplo, los funcionarios de inmigración canadienses obligaron a un hombre a hacerse una prueba de ADN y subir sus resultados al sitio web de FamilyTreeDNA.Luego utilizaron el sitio web para encontrar y ponerse en contacto con algunos de sus familiares en el Reino Unido para reunir más pruebas y deportarlo.

Los consumidores de hoy en día se están ajustando continuamente a niveles cada vez menores de privacidad. Desde la introducción de la videovigilancia y el mapeo de áreas residenciales en Google Earth hasta la revelación de que Facebook recolecta grandes cantidades de datos de usuarios, hemos visto al público reaccionar de la misma manera una y otra vez: hay una protesta pública inicial, y luego los consumidores simplemente se adaptan al nuevo nivel de privacidad disminuida. Nuestra respuesta al auge de las plataformas genéticas corre el riesgo de que el problema sea relegado a la misma suerte.

Depende de los reguladores proteger el derecho a la privacidad de las personas. Si bien nuestros datos genéticos pueden ser una especie de genio sacado de la botella, eso no debería dar rienda suelta a las empresas que los recopilan sobre quién los ve y qué eligen hacer con ellos.


¿Te aman los mosquitos? Culpa a tus padres

Algunas personas pueden estar programadas genéticamente para atraer mosquitos hambrientos.

PLOS ONE Fernández-Grandon et al.

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Los mosquitos son quisquillosos para comer. Los insectos que pican nos persiguen más a algunos que a otros. ¿Por qué? Las pistas acechan dentro de nuestro ADN, encuentra un nuevo estudio.

Algunas personas afirman que pueden protegerse de los mosquitos bebiendo cerveza o comiendo alimentos malolientes como el ajo. Cuando los científicos han probado tales afirmaciones, las encontraron falsas o, en el mejor de los casos, poco convincentes.

Pero cada uno de nosotros produce nuestros propios olores naturales. Se sabe que algunos de estos aromas son especialmente atractivos para los mosquitos. Y algunas personas afortunadas desprenden aromas que mantienen alejados a los insectos. El jabón y los perfumes ciertamente afectan la forma en que olemos. Pero la ciencia también ha demostrado que los olores de nuestra piel tienen sus raíces, al menos en parte, en nuestros genes.

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Mandela Fernández-Grandon estudia cómo los olores afectan el comportamiento animal. Mientras trabajaba en la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres en Inglaterra, formó parte de un equipo internacional. Ese grupo de científicos probó si los genes podrían explicar por qué esos insectos chupadores de sangre no nos encuentran a todos igualmente deliciosos.

Los investigadores reclutaron a 37 pares de gemelos para que participaran en las pruebas.

Los investigadores a menudo estudian a los gemelos para descubrir los efectos genéticos. Los gemelos idénticos tienen los mismos genes. Pero como adultos, pueden diferir bastante. Pueden tener diferentes trabajos, vivir en regiones muy diferentes, pasar el rato en grupos sociales muy diferentes. Estos factores de estilo de vida pueden ser más importantes que los genes, dependiendo de lo que mida un estudio. Por ejemplo, un estudio reciente sobre gemelos determinó que la fuerza del sistema de defensa de nuestro cuerpo depende menos de los genes y más de las influencias ambientales.

Cuando se les dio a elegir entre gemelos idénticos, los mosquitos no mostraron preferencia por ninguna de las dos personas. Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres El equipo internacional reclutó gemelos idénticos y fraternos (no idénticos). Si un rasgo es compartido mucho más por gemelos idénticos que cualquier otro par de individuos, incluso gemelos fraternos, los científicos concluirán que el rasgo tiene una base genética. Eso significa que se remonta a la combinación particular de genes heredados de los padres de una persona.

Conseguir voluntarios para las nuevas pruebas no fue fácil. "Cuando la gente escuchó 'mosquitos' y 'picaduras', algunos se asustaron y se echaron atrás", dijo Fernández-Grandon. Noticias científicas para estudiantes. Pero no tenían por qué haberse preocupado, agregó. Los valientes reclutas que participaron no se enfrentarían a un enjambre salvaje de chupadores de sangre.

De hecho, señala, "Nadie fue mordido".

En el laboratorio, cada par de hermanos colocó una mano al final de un tubo en forma de Y (vea la imagen de arriba). Los mosquitos liberados en la parte larga de la "Y" podían sentir el olor de la mano de cada voluntario. Rápidamente volaron hacia cualquier mano que oliera a mejor comida. Pero no podían cenar en esa mano, dice Fernández-Grandon. La malla de alambre en los extremos del tubo evitaba que los insectos alcanzaran la piel del voluntario.

Con gemelos idénticos, un número similar de mosquitos volaron hacia la mano de cada hermano. Sin embargo, entre los gemelos fraternos, los insectos preferían notablemente a un hermano sobre el otro.

MORDEDURAS DE CIENCIA Este video describe cómo los gemelos ayudaron a los científicos a identificar qué hace que algunas personas sean más o menos atractivas para los mosquitos. Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres

“Son los genes los que hacen que una persona tenga ese olor característico que detectan los mosquitos”, dice Fernández-Grandon. Esto apunta a algún "componente genético del olor", concluye. (Fernández-Grandon ahora trabaja en la Universidad de Greenwich, también en Inglaterra).

Aunque el estudio fue pequeño, Niels Verhulst estaba "sorprendido de que las diferencias fueran tan claras". Verhulst es un entomólogo o científico que estudia insectos. Trabaja en Wageningen UR, una universidad y centro de investigación en los Países Bajos. Su investigación ha demostrado que los microbios que viven en la piel pueden hacer que una persona sea más o menos atractiva para los mosquitos. (Ese hallazgo respalda algo más que los científicos saben: que apestamos cuando las bacterias de la piel convierten las moléculas inodoros del sudor en malolientes).

Los investigadores aún no saben con qué fuerza nuestros genes determinan qué tipos de bacterias viven en nuestra piel. “La frecuencia con la que te lavas, lo que comes, si usas desodorante… eso también podría influir en las bacterias de tu piel”, dice Verhulst.

El equipo con sede en Londres planea continuar su investigación. Los científicos esperan saber qué genes subyacen a los aromas que los mosquitos encuentran atractivos o repelentes. Estos datos pueden hacer más que reducir las picaduras de insectos que pican. De hecho, podrían salvar vidas.

Algunos mosquitos transmiten enfermedades graves como el dengue (DEN-gay) y la malaria. Cada año, el dengue enferma a unos 50 millones de personas y mata a 22.000. Aproximadamente medio millón muere cada año a causa de la malaria. El estudio de los gemelos utilizó la especie de mosquito que transmite el dengue. Y al comprender qué aromas atraen o repelen a los insectos, dice Fernández-Grandon, los investigadores pueden hacer repelentes de mosquitos más efectivos.

Palabras de poder

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la bacteriaplural bacterias) Un organismo unicelular. Estos habitan en casi todas partes de la Tierra, desde el fondo del mar hasta el interior de los animales.

comportamiento La forma en que una persona u otro organismo actúa hacia los demás o se comporta.

Dengue Una enfermedad infecciosa potencialmente letal transmitida por mosquitos. Aún no existe una vacuna para prevenir la infección con el virus responsable de la enfermedad, que causa fiebre alta, dolor de cabeza intenso, dolor en las articulaciones, dolor detrás de los ojos, sarpullido, dolor de huesos y, a veces, sangrado leve. Una forma más grave de la enfermedad, conocida como dengue hemorrágico, puede causar sangrado incontrolable si no se trata de inmediato.

ADN (abreviatura de ácido desoxirribonucleico) Una molécula larga, de doble cadena y en forma de espiral dentro de la mayoría de las células vivas que lleva instrucciones genéticas. En todos los seres vivos, desde plantas y animales hasta microbios, estas instrucciones le dicen a las células qué moléculas fabricar.

entomología El estudio científico de los insectos. Quien hace esto es un entomólogo.

medio ambiente La suma de todas las cosas que existen alrededor de algún organismo o proceso y las condiciones que crean para ese organismo o proceso.

fraternal (en genética) El término para un tipo de nacimiento de gemelos donde cada bebé proviene de un óvulo fertilizado separado. Esto contrasta con idéntico gemelos, que resultan de un solo óvulo fertilizado (creando dos bebés separados pero casi idénticos).

gene (adj. genético) Un segmento de ADN que codifica, o contiene instrucciones, para producir una proteína. La descendencia hereda genes de sus padres. Los genes influyen en la apariencia y el comportamiento de un organismo.

genético Tiene que ver con los cromosomas, el ADN y los genes contenidos en el ADN. El campo de la ciencia que se ocupa de estas instrucciones biológicas se conoce como genética. Las personas que trabajan en este campo son genetistas.

insecto Un tipo de artrópodo que de adulto tendrá seis patas segmentadas y tres partes del cuerpo: cabeza, tórax y abdomen. Hay cientos de miles de insectos, que incluyen abejas, escarabajos, moscas y polillas.

malaria Enfermedad causada por un parásito que invade los glóbulos rojos. El parásito es transmitido por mosquitos, principalmente en regiones tropicales y subtropicales.

microbio Microorganismo de forma corta. (ver microorganismo)

microorganismo Un ser vivo que es demasiado pequeño para verlo a simple vista, incluidas bacterias, algunos hongos y muchos otros organismos como las amebas. La mayoría constan de una sola celda.

molécula Grupo de átomos eléctricamente neutro que representa la menor cantidad posible de un compuesto químico. Las moléculas pueden estar formadas por tipos únicos de átomos o de diferentes tipos. Por ejemplo, el oxígeno del aire está formado por dos átomos de oxígeno (O2), pero el agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno (H2O).

hermano Un hermano o una hermana.

rasgo Un rasgo característico de algo. (en genética) Cualidad o característica que se puede heredar.

Citas

S. Ornes. "Los gemelos no comparten todo". Noticias científicas para estudiantes. 31 de julio de 2012.

S. Pochron. "¿Qué hay en tus genes?" Noticias científicas para estudiantes. 11 de septiembre de 2011.

E. Sohn. "Reacción tardía." Noticias científicas para estudiantes. 10 de diciembre de 2008.

Fuente de la revista original: G.M. Fernández-Grandon et al. Heredabilidad del atractivo para los mosquitos. MÁS UNO. Vol. 10, 22 de abril de 2015, pág. e0122716. doi: 10.1371 / journal.pone.0122716.

Sobre Esther Landhuis

Esther Landhuis es periodista independiente en el Área de la Bahía de San Francisco. Trabajó en el periódico de su escuela secundaria y pasó una década estudiando biología antes de descubrir una carrera que combina escritura y ciencia.

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¿Qué hace que los mosquitos sean tan mortales?

La malaria mata a cientos de miles de personas cada año y es una enfermedad causada por microorganismos parásitos, que los mosquitos transmiten involuntariamente de un ser humano a otro mientras pasan de una comida a otra.

Alimentarse con sangre es vital para las hembras de la mayoría de las especies de mosquitos, ya que necesitan las proteínas que contiene para producir huevos.

Pueden cazar animales y humanos, pero son aquellos que prefieren hacer una comida de personas y ndash conocidos como antropofílicos y ndash los que son los transmisores más eficientes de la malaria a través de sus picaduras.

Puedes pensar en ellos como la máxima máquina de búsqueda de sangre de la naturaleza.

Los mosquitos hembras de las especies chupadores de sangre están adaptados para perforar la piel y beber sangre, con una probóscide larga para alimentarse y ndash ayudado por una inyección de saliva que evita que la sangre se coagule y ndash y un abdomen que puede hincharse para recibir grandes cantidades de sangre, lo que permite que el insecto para triplicar potencialmente su peso corporal.

Anatómicamente Los mosquitos de hoy & rsquos han demostrado ser muy similares a los que vivían hace 50 millones de años. pero genéticamente han evolucionado gracias a su capacidad para reproducirse rápidamente y producir miles de crías.

Esto ahora amenaza el progreso mundial en la prevención de la malaria porque algunos mosquitos están desarrollando resistencia a los pesticidas, una de las principales medidas utilizadas para proteger a los humanos de las picaduras.

Lo que antes mataba a los mosquitos ya no los está matando

Dr. James Logan, de la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres, es un científico que está tratando de encontrar algunas respuestas.

"Ahora vemos cómo esta resistencia se extiende por el África subsahariana como un incendio forestal y esto es un gran problema", dice.

"Las cosas que antes mataban a los mosquitos ya no los están matando y nos metemos en un poco de problemas porque no tenemos ningún insecticida que esté listo para ser usado y probablemente no estará listo para usar durante al menos otros cinco años".

Estudiar un insecto que puede transmitir la enfermedad más mortal del mundo es muy peligroso y también es difícil observar el comportamiento natural de los mosquitos en condiciones artificiales, pero el Dr. Logan ha tenido algunos éxitos, como le dice a la BBC y rsquos. Springwatch programa en el videoclip de arriba.

La vieja pregunta de por qué algunas personas son mordidas mientras que otras escapan se ha atribuido al olor corporal de una persona y rsquos, algunas personas y rsquos el sudor simplemente huele mejor a los mosquitos. Además, el Dr. Logan ha descubrió que algunas personas producen su propio repelente químico, lo que las hace poco atractivas para los insectos.

Además, al estudiar pares de gemelos idénticos genéticamente similares y gemelos no idénticos genéticamente diferentes y su atractivo para los mosquitos, el Dr. Logan ha identificó que esta defensa natural es genética y puede heredarse de uno de los padres.

El parásito de la malaria se conoce como cambiador de forma natural y rsquos

"Descubrimos que los gemelos idénticos tenían el mismo nivel de atractivo, algunos de ellos eran realmente atractivos, algunos de ellos no eran muy atractivos, pero eran iguales entre sí". En los gemelos no idénticos, eso difería entre pares de gemelos, & rdquo, dice.

& ldquoEso nos da un nivel de heredabilidad que es equivalente a cosas como la altura y el coeficiente intelectual, que sabemos muy bien que se transmiten a través de los genes, por lo que es un rasgo bastante fuerte. & rdquo

Si se pueden identificar los genes que producen los repelentes, el Dr. Logan dice que podría conducir a nuevos medicamentos para proteger contra los insectos que pican y formas a medida para controlar los mosquitos.

"Si sabemos qué genes están involucrados en la producción de estos repelentes naturales, deberíamos poder analizar las poblaciones y poder decirle a la gente qué nivel de riesgo tienen para luego apuntar a las medidas de control", le dice a BBC Earth.

Pero el mosquito es solo la mitad de este problema en particular, los parásitos que causan la malaria también han cambiado y se han vuelto resistentes a algunos medicamentos contra la malaria.

"El parásito de la malaria se conoce como cambiador de forma natural y rsquos, cambia todo el tiempo y ha evolucionado mucho para hacer eso, por lo que es un problema tan grande", explica el Dr. Logan.

Este es uno de los sistemas más desafiantes para trabajar

Los parásitos también pueden manipular el comportamiento de sus huéspedes insectos y el Dr. Logan ha demostró que los mosquitos infectados con malaria se sienten mucho más atraídos por el olor humano que los que no están infectados.

Él dice que se convierten en "mosquitos superdetectores" debido a que el parásito cambia su sentido del olfato, lo que significa que es más probable que los humanos sean picados por un mosquito infectado, lo que aumenta las posibilidades de transmisión del parásito.

El Dr. Logan dice que más investigaciones sobre cómo el parásito hace esto podría ayudar a identificar nuevas sustancias atractivas que podrían mejorar las técnicas de captura de mosquitos, pero finalmente admite que los mosquitos y la malaria aún conservan la ventaja evolutiva.

& ldquoEste es uno de los sistemas más desafiantes para trabajar. "Estamos interesados ​​en llegar a entenderlo, pero todavía no lo entendemos y probablemente continuará evolucionando", dice el Dr. Logan.

"Es un poco una carrera armamentista porque en este momento el mosquito y el parásito siempre parecen estar un paso por delante de nosotros y siempre están evolucionando, así que queremos ponernos al día".

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Evitar lo inesperado: el Zika, el impulso genético que lucha contra la malaria en los mosquitos tiene una red de seguridad incorporada

Julio César & # 8217 cruzando el río Rubicón hacia Italia en 49 a. C. ha sido una metáfora para entrar en una situación que no se puede revertir. De alguna manera, ahí es donde nos encontramos ahora mientras los investigadores consideran nuevas aplicaciones para la revolucionaria técnica de edición de genes CRISPR.

Las aplicaciones CRISPR presentes y a corto plazo incluyen la administración de terapia génica, la creación de órganos humanos en cerdos y ovejas, y la creación de ratones de investigación humanizados. Tales aplicaciones pueden sorprender por diferentes razones, pero quizás una aplicación aún más dramática es un impulso genético utilizado para combatir mosquitos portadores de enfermedades como el Zika y la malaria.

Los impulsores genéticos se pueden utilizar para introducir nuevos rasgos en una población de insectos que se transmiten a casi el 100 por ciento de la descendencia. Este sistema utiliza mosquitos machos genéticamente modificados para entregar nuevos genes junto con un mecanismo para copiar las nuevas secuencias de un miembro de un par de cromosomas al otro. En otras palabras, un mosquito bebé tiene un gen que proviene solo de su padre, pero lo tiene como copia paterna y materna. Por lo tanto, incluso un gen recesivo manifestará su rasgo en toda la descendencia. Además, la descendencia transmitirá el gen y el rasgo a su propia descendencia. Dado que los mosquitos tienen un ciclo de vida corto, esto significa que en el lapso de un verano, podríamos alterar casi toda la población de una especie de mosquito en particular en, por ejemplo, la selva tropical brasileña, posiblemente eliminando una enfermedad.

¿Por qué alguien estaría en contra de esto? La mayoría de las preocupaciones giran en torno al temor de que algo pueda salir mal y tenga consecuencias inesperadas. La propagación de alguna otra enfermedad podría facilitarse inesperadamente. O la ecología local podría verse perjudicada por la eliminación de un eslabón en la cadena alimentaria. También es plausible que pueda suceder algo parecido a la introducción de los conejos en la Australia del siglo XIX, donde la población explotó debido a la falta de depredadores, con importantes consecuencias para el ecosistema.

Ciertamente, también existe un elemento de miedo y desconfianza hacia la tecnología. Pero hay formas de confrontar objeciones racionales e irracionales por igual. Para los primeros, el desarrollo y la demostración de medidas de seguridad pueden ser de gran ayuda. Para este último, demostrar las medidas de seguridad puede ayudar un poco, pero una táctica más eficaz es educar al público, proporcionando una perspectiva sobre el problema que se propone abordar la tecnología & # 8212, por ejemplo, cientos de miles de personas mueren cada uno. año de malaria.

Se ha prestado mucha atención al virus del Zika en los últimos meses, lo que lo convierte en la enfermedad más notoria que los mosquitos transmiten a los humanos. Específicamente, el virus es portado por la especie de mosquito. Aedes aegypti, que también transmite el dengue y el chikungunya en áreas tropicales. Una categoría diferente de mosquitos es Anopheles gambiae (en realidad, un complejo de varias especies), que porta el parásito que causa la malaria. Tenga en cuenta las diferencias entre especies. Cuando hablamos de un impulso genético para enfrentar el Zika, el mismo impulso funcionaría contra el dengue y la chikungunya. Se necesitaría un sistema diferente para la malaria, a saber, para alterar Anofeles,

Para tener una perspectiva, considere que aproximadamente 429,000 personas murieron de malaria en 2015, principalmente en África subsahariana, y ese número fue menor que en años anteriores, debido a las medidas de control de mosquitos. Claramente, el control de los mosquitos previene la propagación de enfermedades. Con este fin, se ha probado un tipo de mosquito macho transgénico de la corporación Oxitec contra Aedes con reducciones en las poblaciones de mosquitos, pero esto no fue un impulso genético. En cambio, los mosquitos fueron alterados para producir crías que no alcanzarían la madurez. En realidad, esta es solo una solución a corto plazo, ya que las poblaciones pueden recuperarse con el tiempo.

Pero científicos de Inglaterra, Boston y San Diego han creado mosquitos impulsores genéticos alterados por CRISPR. Han pasado por pruebas y podrían alterar las poblaciones en la naturaleza, si se liberan.

Medidas de seguridad

Los mosquitos impulsores genéticos utilizados en la investigación tienen una medida de seguridad incorporada y una especie de autodestrucción que los destruye si escapan a la naturaleza. En cierto modo, podríamos considerarlos más seguros que los mosquitos Oxitec, porque estos últimos fueron diseñados para reducir la población. Por el contrario, en lugar de transmitir un gen de la muerte o un gen de la infertilidad, el enfoque con los mosquitos impulsores de genes es hacerlos resistir el virus o parásito que causa una enfermedad en los seres humanos. Con Anofeles mosquitos, esto significa alteración genética para crear un anticuerpo que neutralice el parásito de la malaria, por lo que no debería haber reducción del número de mosquitos en la región geográfica donde se liberan los machos. Por cierto, solo las hembras muerden, por lo que la introducción de decenas de miles de machos no aumenta la cantidad de humanos mordidos. Dado que el tamaño de la población no se vería afectado, no debería haber un problema de alterar la ecología al disminuir la cantidad de presas disponibles para los murciélagos, por ejemplo. Habría el número habitual de mosquitos. Y la gente todavía sería mordida. Simplemente no & # 8217t contraerían malaria & # 8212 u otras enfermedades específicas.

Programas de borrador

¿Qué pasa si cruza el Rubicón, pero en realidad hay una manera de regresar? Este ha sido un gran tema en la investigación de impulsos genéticos, no solo por el escenario improbable en el que crea un efecto inesperado, sino también por la política. Suponga, por ejemplo, que libera sus mosquitos machos en el país A, que tiene una alta incidencia de malaria y tiene una mente abierta a la biotecnología. Su impulso genético está funcionando y extendiéndose por la jungla, pero ahora se está acercando a la frontera del país B, que está controlado por fuerzas políticas anti-tecnológicas. En tal caso, los investigadores podrían enviar otro impulso genético CRISPR. Éste reconocería las mismas secuencias genéticas donde el gen anti-malaria se empalmó en el genoma del mosquito, pero no contendría ese gen anti-malaria. Como resultado, simplemente eliminaría ese gen insertado, borrando así el impulso genético anterior a medida que se propagaba por la población. Podría liberarse en las ubicaciones geográficas adecuadas para mantener a los mosquitos alrededor de la frontera a favor de la malaria.

Cuando escuche el término anti-CRISPR, es natural imaginarse a los oponentes humanos de la tecnología. Eso es ciertamente algo real, pero la naturaleza también ha creado un sistema literal anti-CRISPR. Eso es porque CRISPR evolucionó en organismos unicelulares para protegerlos contra virus. La evolución es una carrera armamentista en curso entre especies, por lo que tan pronto como hubo CRISPR, la selección natural favoreció la aparición de virus que podrían resistir CRISPR. Por lo tanto, una nueva investigación se ha centrado en utilizar y desarrollar los sistemas naturales contra los componentes CRISPR como una salvaguarda adicional.

Al avanzar de manera responsable y desarrollar todas las posibles tácticas de reversión, tal vez los biotecnólogos puedan ayudar a aliviar las preocupaciones. En tal caso, tomar un paso audaz contra las enfermedades transmitidas por insectos puede no requerir que quememos ningún puente.

David Warmflash es astrobiólogo, médico y escritor científico. Siga a @CosmicEvolution para leer lo que dice en Twitter.


La ingeniería genética altera el sentido del olfato de los mosquitos

En uno de los primeros intentos exitosos de manipular mosquitos genéticamente, los investigadores han alterado la forma en que los insectos responden a los olores, incluido el olor de los humanos y el repelente de insectos DEET.

En uno de los primeros intentos exitosos de manipular mosquitos genéticamente, los investigadores del HHMI han alterado la forma en que los insectos responden a los olores, incluido el olor de los humanos y el repelente de insectos DEET. La investigación no solo demuestra que los mosquitos se pueden alterar genéticamente utilizando las últimas técnicas de investigación, sino que allana el camino para comprender por qué el insecto se siente tan atraído por los humanos y cómo bloquear esa atracción.

& ldquoHa llegado el momento de hacer genética en estos importantes insectos vectores de enfermedades. Creo que nuestro nuevo trabajo es un gran ejemplo de que puede hacerlo ”, dice Leslie Vosshall, investigadora del HHMI en la Universidad Rockefeller que dirigió la nueva investigación, publicada el 29 de mayo de 2013 en la revista Naturaleza.

Al alterar un solo gen, podemos confundir fundamentalmente al mosquito de su tarea de buscar humanos.

En 2007, los científicos anunciaron la finalización de la secuencia completa del genoma de Aedes aegypti, el mosquito que transmite el dengue y la fiebre amarilla. Un año después, cuando Vosshall se convirtió en investigadora del HHMI, cambió el enfoque de su laboratorio de Drosophila vuela a los mosquitos con el objetivo específico de modificar genéticamente los insectos. Estudiar los mosquitos le atrajo por su importancia como portadores de enfermedades, así como por su atracción única por los humanos.

Primer objetivo de Vosshall & rsquos: un gen llamado orco, que su laboratorio había eliminado en moscas modificadas genéticamente 10 años antes. "Sabíamos que este gen era importante para que las moscas pudieran responder a los olores a los que responden", dice Vosshall. & ldquoY teníamos algunos indicios de que los mosquitos interactúan con los olores en su entorno, por lo que era una buena apuesta que algo interactuaría con orco en mosquitos. & rdquo

El equipo de Vosshall & rsquos recurrió a una herramienta de ingeniería genética llamada nucleasas de dedos de zinc para mutar específicamente laorco gen en Aedes aegypti. Inyectaron las nucleasas de dedos de zinc en embriones de mosquitos, esperaron a que maduraran, identificaron individuos mutantes y generaron cepas mutantes que les permitieron estudiar el papel de orco en biología de mosquitos. Los mosquitos modificados mostraron una actividad disminuida en las neuronas relacionadas con la detección de olores. Luego, las pruebas de comportamiento revelaron más cambios.

Cuando se le da a elegir entre un humano y cualquier otro animal, normal Aedes aegypti zumbará confiablemente hacia el humano. Pero los mosquitos con orco Las mutaciones mostraron una preferencia reducida por el olor de los humanos sobre los conejillos de indias, incluso en presencia de dióxido de carbono, que se cree que ayuda a los mosquitos a responder al olor humano. "Al alterar un solo gen, podemos confundir fundamentalmente al mosquito de su tarea de buscar humanos", dice Vosshall. Pero todavía no saben si la confusión se debe a la incapacidad de sentir un olor "malo" procedente del conejillo de indias, un olor "bueno" del ser humano, o ambos.

A continuación, el equipo probó si los mosquitos con orcolas mutaciones respondieron de manera diferente a DEET. Cuando se expuso a dos brazos humanos y mdashone untado en una solución que contenía 10 por ciento de DEET, el ingrediente activo en muchos repelentes de insectos, y el otro sin tratar, los mosquitos volaron por igual hacia ambos brazos, lo que sugiere que no podían oler el DEET. Pero una vez que aterrizaron en los brazos, volaron rápidamente lejos del cubierto con DEET. "Esto nos dice que hay dos mecanismos totalmente diferentes que los mosquitos están usando para detectar DEET", explica Vosshall. "Uno es lo que sucede en el aire, y el otro sólo entra en acción cuando el mosquito toca la piel". Estos mecanismos duales se habían discutido, pero nunca antes se habían mostrado.

A continuación, Vosshall y sus colaboradores quieren estudiar con más detalle cómo la proteína orco interactúa con los receptores odorantes de los mosquitos para permitir que los insectos perciban los olores. "Queremos saber qué tienen estos mosquitos que los hace tan especializados para los humanos", dice. & ldquoY si también podemos proporcionar información sobre cómo funcionan los repelentes existentes, entonces podemos comenzar a tener algunas ideas sobre cómo se vería un repelente de próxima generación. & rdquo


Rasgo de células falciformes y resistencia a la malaria

La resistencia a la malaria por el rasgo de células falciformes sigue siendo objeto de un debate considerable. El rasgo de células falciformes (genotipo HbAS) confiere un alto grado de resistencia al paludismo grave y complicado, pero el mecanismo preciso sigue sin conocerse.

Las personas que portan solo una copia de la mutación falciforme: el rasgo de células falciformes (heredado del padre o de la madre) no desarrollan anemia de células falciformes y llevan una vida normal. Sin embargo, se encontró que estos mismos individuos estaban de hecho altamente protegidos contra la malaria, lo que explica la alta prevalencia de esta mutación en áreas geográficas donde la malaria es endémica.


Algunos de sus miedos pueden ser heredados de su familia.

Arañas, alturas y osos, ¡oh, Dios mío! Si alguno, o todos, de estos términos terroríficos te hacen estremecer hasta el fondo, podría deberse a tu composición genética. Según Anxiety.org, la mayoría de las fobias se transmiten comúnmente de un miembro de la familia. Gracias mamá.

Aunque los científicos aún no están seguros exactamente de por qué esto es así, hay algunas explicaciones posibles. Las fobias generalmente se manifiestan en la infancia y pueden ser causadas al presenciar a alguien que experimenta algo horrible o incluso simplemente al escuchar una historia horrible del tío Gus en la cena de Acción de Gracias. Sin embargo, es probable que haya más ciencia que eso.

Un estudio publicado en Psiquiatría JAMA En 2003 descubrió que los gemelos pueden heredar los mismos tipos de miedos, lo que demuestra que es algo más que un comportamiento aprendido. Afortunadamente, muchas fobias pueden abordarse mediante terapia si finalmente se vuelven demasiado extremas. Y, bueno, ya sabes a quién enviarle la factura.


Atracción diferencial en mosquitos e interacciones humanas e implicaciones para el control de enfermedades

Las enfermedades transmitidas por mosquitos son una carga importante para la salud humana en todo el mundo y su erradicación mediante métodos de control de vectores sigue siendo un desafío. En particular, el éxito de las intervenciones de control de vectores para combatir enfermedades como la malaria está amenazado, en parte debido a la evolución de la resistencia a los insecticidas, mientras que para otras enfermedades todavía faltan soluciones de control eficaces. La velocidad a la que los mosquitos se topan con los humanos y los pican es un factor determinante clave de su capacidad de transmisión de enfermedades. El progreso futuro depende en gran medida de mejorar nuestra comprensión de los mecanismos que conducen a la picadura de un mosquito. Aquí, revisamos los factores biológicos que se sabe que influyen en el atractivo de los mosquitos para los humanos, como el olor corporal, el microbioma de la piel, la genética y la infección por parásitos. Identificamos las lagunas de conocimiento en torno a la contribución relativa de cada factor y los vínculos potenciales entre ellos, así como el papel de la selección natural en la configuración de las interacciones vector-huésped-parásito. Finalmente, argumentamos que abordar estas preguntas contribuirá a mejorar las herramientas actuales y al desarrollo de intervenciones novedosas para el futuro.

Este artículo forma parte del número temático "Nuevas estrategias de control de las enfermedades transmitidas por mosquitos".

1. Introducción

Las enfermedades transmitidas por mosquitos son una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en las poblaciones humanas que viven en las regiones tropicales y subtropicales. Un ejemplo sorprendente es el paludismo, una enfermedad transmitida por Anofeles mosquitos que causa más de 400 000 muertes cada año [1]. A pesar de los éxitos pasados ​​y actuales del control de la malaria en todo el mundo, el progreso en la erradicación de la enfermedad se ha estancado, en parte debido a la cobertura de intervención subóptima y las limitaciones de financiación, lo que sugiere que la erradicación mundial está todavía muy lejos [1]. Aunque hay avances recientes en el desarrollo de vacunas contra la malaria y otras enfermedades transmitidas por mosquitos como el dengue [2], el control de vectores sigue siendo el principal método de prevención de enfermedades. Las herramientas más comunes son los mosquiteros tratados con insecticida de larga duración (LLIN) y la fumigación con insecticida residual en interiores (IRS) [3]. Si bien la gestión de vectores ha demostrado ser una de las formas más eficaces de reducir la transmisión de enfermedades, los métodos de control que tienen éxito en la actualidad pueden perder pronto su eficacia debido a la rápida evolución de las poblaciones de mosquitos [4]. La propagación de la resistencia a los insecticidas es una preocupación en muchas partes del mundo [5-7], especialmente la resistencia a los piretroides, ya que los piretroides son la clase principal de insecticidas utilizados en los MII recomendados por la OMS [8]. También se han informado pruebas de cambios de comportamiento en la alimentación de los mosquitos en respuesta a los LLIN y al IRS, denominados 'resistencia conductual' [9], con varios ejemplos de poblaciones de mosquitos que se vuelven exofágicas (es decir, pican al aire libre) después de la introducción de los LLIN o los IRS, sin embargo, medir tales cambios sigue siendo un desafío [10,11]. El progreso futuro requerirá el desarrollo de herramientas innovadoras para proteger a las poblaciones humanas, y esto solo podrá lograrse una vez que se comprenda mejor la compleja biología detrás de las interacciones vector-huésped.

La transmisión de enfermedades transmitidas por mosquitos requiere el contacto directo entre el vector y el huésped cuando se ingiere sangre. En consecuencia, la tasa de contacto vector-huésped es un parámetro clave de la epidemiología del parásito o patógeno, ya que está directamente relacionada con su número de reproducción básico (R0), una medida clave de la transmisibilidad [12]. La tasa de contacto entre humanos y mosquitos varía con la abundancia local de vectores, las preferencias del hospedador del vector y el atractivo del hospedador, que impulsan la probabilidad de picaduras de mosquitos [13, 14]. Muchos estudios han demostrado que algunas personas atraen más mosquitos que otras en estudios de laboratorio [14,15] y, curiosamente, se han observado fuertes heterogeneidades en la exposición a las picaduras de mosquitos a escala local en el campo, por lo que una pequeña fracción de personas tiende a reciben la mayoría de las picaduras en el hogar [16]. Se ha demostrado que el atractivo está mediado por diferencias en el olor corporal [14], pero los factores biológicos subyacentes son menos conocidos. Desentrañar esto es importante porque se predice que estas heterogeneidades tendrán un impacto profundo en la fracción de huéspedes y vectores portadores del parásito y en la incidencia de enfermedades graves [12]. En poblaciones donde el R0 es alto, la transmisión dirigida a los más mordidos podría ayudar a controlar la enfermedad [12]. Finalmente, si bien hay evidencia de que las diferencias en el atractivo del huésped y el comportamiento de los mosquitos tienen alguna base genética, los roles de la selección natural y la coevolución entre los socios que interactúan siguen siendo poco conocidos.

Aquí, revisamos los factores biológicos que influyen en la tasa de contacto entre mosquitos y humanos y, posteriormente, el riesgo de exposición a enfermedades mortales. Destacamos el papel potencial de la variación individual, tanto en el atractivo humano como en el comportamiento de alimentación de los mosquitos, en la generación de heterogeneidades en la frecuencia de picaduras. También exploramos la importancia de la variación genética y cómo puede impulsar la selección natural actuando sobre poblaciones de vectores, humanos y parásitos. Describimos cómo tener en cuenta la variación individual ayudará a mejorar el poder predictivo de los modelos epidemiológicos. Finalmente, discutimos cómo una mejor comprensión de la interacción huésped-parásito podría conducir al desarrollo de métodos de control nuevos o mejorados.

2. Interacciones entre mosquitos y humanos en pocas palabras

La tasa de contacto entre los mosquitos y sus huéspedes es el resultado de una secuencia compleja de comportamientos de los mosquitos, que incluyen la activación del vuelo, la atracción, el aterrizaje y el sondeo [17]. Si se logra, esta secuencia puede permitir la transmisión de agentes infecciosos, incluidos virus y parásitos, entre los dos organismos. Cada uno de estos comportamientos está bajo la influencia de rasgos biológicos tanto del vector como del huésped. Los mosquitos hembras tienen una motivación innata para localizar y alimentarse de ciertos huéspedes sanguíneos, y los huéspedes humanos emiten señales que atraen o repelen a los mosquitos. Si bien se ha avanzado mucho para descifrar cómo los vectores ubican a sus huéspedes y qué hace que los humanos sean atractivos para ellos, todavía hay mucho que aprender sobre los factores biológicos que subyacen a la variación individual en los dos organismos. En particular, se sabe que los vectores pueden variar en sus preferencias de hospedador y que los niveles de atractivo difieren entre los hospedadores humanos [14, 18]. Se han invocado factores tanto genéticos como no genéticos para explicar esta variación, pero su contribución relativa y su interacción potencial siguen siendo poco conocidas (figura 1). Si bien los factores ambientales abióticos como la temperatura o la humedad también son importantes, solo discutiremos la influencia de los factores bióticos para el propósito de esta revisión.

Figura 1. Factores potenciales que afectan el atractivo humano y el comportamiento de alimentación de los mosquitos.

(a) Comportamiento de alimentación de los mosquitos: una cuestión de gustos

El comportamiento de búsqueda de hospedadores se activa en un rango largo (55-70 m) en presencia de dióxido de carbono (CO2) exhalado por la boca o liberado a través de la piel del huésped [19-21]. A medida que los mosquitos vuelan hacia el huésped, también detectan otras señales, como señales visuales, gradientes de humedad y temperatura [22]. A corta distancia, otros compuestos orgánicos volátiles (COV) liberados por el cuerpo del huésped juegan un papel importante, en sinergia con el CO.2, informando al mosquito de una posible fuente de sangre. Luego, los mosquitos aterrizan en su anfitrión y comienzan a sondear la piel para ingerir sangre. El olfato es un componente importante del comportamiento de alimentación de los mosquitos y se sabe que está gobernado por numerosos genes quimiosensoriales, como los que codifican los receptores olfativos (OR), las proteínas de unión a los olores (OBP) y los receptores ionotrópicos (IR) [23,24].

Los mosquitos muestran una amplia variación en su preferencia de hospedador, en particular cuando se trata de elegir entre diferentes especies de hospedadores [18, 25, 26]. Algunas especies de mosquitos se definen como zoofílicas porque se alimentan de aves o mamíferos, mientras que otras son antropofílicas, lo que significa que muestran una fuerte preferencia por los humanos [18]. Por ejemplo, entre Anofeles mosquitos, se ha descubierto que 30 especies de más de 400 se alimentan de seres humanos [25]. Algunos Anofeles especies, incluyendo Anopheles gambiae en sentido estricto, Anopheles coluzzii, Anopheles funestus y Anopheles stephensi, se sienten fuertemente atraídos por los huéspedes humanos y son vectores importantes de los parásitos de la malaria humana [25]. Otras especies, como Anopheles arabiensis, se encuentran en posiciones intermedias a lo largo del continuo zoofilia-antropofilia y se consideran alimentadores de sangre oportunistas. Este oportunismo se espera en el contexto de la distribución espacial heterogénea de los anfitriones, ya que buscar un anfitrión adecuado requiere mucho tiempo y es costoso en energía. Existe evidencia de que los mosquitos pueden aprender y adaptar su comportamiento basándose en experiencias previas [18, 27], y demostrar plasticidad conductual cuando su especie huésped preferida no está disponible [28]. Se cree que las especies de mosquitos maximizan su éxito reproductivo ajustando su preferencia en función de la disponibilidad de una especie hospedadora particular [28-30].

Hay pruebas contundentes de que parte de la variación en la preferencia de hospedador dentro de una especie de vector es atribuible a la genética del vector [31]. Entre Aedes especie, la forma forestal de Aedes aegypti es zoofílica, mostrando preferencia por los animales, mientras que la forma doméstica es antropofílica [32]. McBride et al. [23] demostró el papel de la variación genética en los genes quimiosensoriales subyacentes a esta diferencia de comportamiento. Demostraron que la evolución de la preferencia humana por los olores está relacionada con una mayor expresión del receptor de olores. O4 [23]. También se identificaron otros genes candidatos que mostraban niveles de expresión que se correlacionaban con la preferencia del huésped [23], lo que sugiere que varios genes desempeñan un papel en la evolución de este comportamiento complejo. En Un. arabiensis, se ha encontrado que las inversiones genómicas están asociadas con las especies hospedadoras de las que se han alimentado las muestras, lo que sugiere que las diferencias genéticas en estas regiones genómicas afectan la preferencia del hospedador del vector [33]. Desde entonces, el análisis transcriptómico se ha utilizado para comparar las especies altamente antropofílicas Un. coluzzii con el zoofílico Anopheles quadriannulatus, y sugirió que las diferencias en los genes quimiosensoriales subyacen a la variación en la preferencia del huésped [34]. Dado que la mayoría de los estudios solo han mostrado correlaciones entre el comportamiento de alimentación y la variación en los genes quimiosensoriales, el trabajo futuro debería apuntar a validar la función de estos genes, en particular a través de la ingeniería genética [23, 35]. El reciente desarrollo de herramientas de edición de genes como CRISPR-Cas9 en mosquitos ha mejorado la capacidad de comprender la base molecular de la detección de hospedadores [36]. Estas técnicas se han utilizado para alterar la función de genes olfativos candidatos en mosquitos, lo que permite evaluar la contribución relativa de estos genes a la detección de olores humanos y la alimentación de sangre [24].

(b) Atractivo del anfitrión humano: "huelame si puedes"

El cuerpo humano produce más de 350 COV, de los cuales muy pocos son específicos para humanos [37,38]. Se ha demostrado que muchos COV provocan una respuesta conductual o electroantennográfica en especies de mosquitos receptivos [14, 39]. Los mosquitos muestran atracción por algunos COV, como 3-metil-1-butanol [40], y repelencia por otros, como 6-metil-5-hepten-2-ona, octanal, nonanal, decanal y geranilacetona. Aunque se ha demostrado que los COV afectan el comportamiento de los mosquitos cuando se prueban individualmente, es probable que la interacción sea mucho más compleja. Los mosquitos también reaccionan a combinaciones de volátiles que pueden actuar en sinergia o antagonizarse entre sí [41], y la eliminación o adición de compuestos puede afectar el atractivo de la mezcla [42,43]. Mientras que la selección de mosquitos hospedadores en la naturaleza depende de una variedad de factores, las especies de mosquitos antropofílicos muestran fuertes preferencias por el olor humano por encima de otros olores como el ganado en estudios de laboratorio [44] y existen claras diferencias interespecíficas en los perfiles volátiles [45]. Esto sugiere que la variación en los COV puede desempeñar un papel en la antropofilia; sin embargo, se requiere más investigación para identificar qué COV contribuyen más a la selección de hospedadores.

Los ensayos de comportamiento y los experimentos electrofisiológicos han demostrado que los mosquitos, predominantemente Anofeles y Aedes, también puede distinguir entre los olores que emanan de diferentes personas [15,46,47]. Por ejemplo, las personas menos atractivas para Ae. aegypti tienden a producir más de ciertos volátiles, incluidos octanal, nonanal y decanal [14], lo que sugiere que estos pueden actuar como repelentes naturales. Otros estudios han informado variaciones en el atractivo de varios Aedes y Anofeles especies de mosquitos con factores como el embarazo [48-50], la dieta [51], el consumo de alcohol [52,53] o la edad [16,54]. Los mecanismos biológicos exactos detrás de estos efectos se desconocen en gran medida, y no está claro hasta qué punto están mediados por cambios en el olor corporal. Por ejemplo, se ha descubierto que los adultos atraen Anofeles mosquitos más que los niños [16], pero la edad se correlaciona con cambios fisiológicos que incluyen la maduración de las glándulas ecrinas y sebáceas y un aumento de la masa corporal [55], por lo tanto, desenredar los mecanismos subyacentes sigue siendo un desafío. De manera similar, se ha demostrado que las mujeres embarazadas son dos veces más atractivas para Anofeles mosquitos como mujeres no embarazadas, lo que podría atribuirse a una variedad de factores como su mayor masa corporal, aumento de la temperatura corporal o estado hormonal [48]. Se necesitan más estudios longitudinales, que examinen a los mismos individuos a lo largo del tiempo para controlar la variación temporal, y tamaños de muestra más grandes para comprender los mecanismos complejos que subyacen a la variación en el atractivo.

Si bien se ha avanzado en la caracterización de los COV que producen los seres humanos y el papel que estos pueden tener en el atractivo de los mosquitos, las vías biosintéticas que conducen a la producción de volátiles de origen humano siguen siendo esquivas [37]. No obstante, hallazgos recientes sugieren un papel importante de la genética en la atracción. Los primeros estudios basados ​​en cuestionarios sugirieron una mayor concordancia en el atractivo de los mosquitos entre gemelos monocigóticos (idénticos) que dicigóticos (no idénticos) [56]. Sin embargo, si bien estas encuestas son rentables y permiten tamaños de muestra grandes, su poder explicativo está limitado por posibles sesgos de respuesta y otros efectos de confusión. Un apoyo más directo a la heredabilidad del atractivo proviene de estudios experimentales con gemelos. Fernández-Grandon et al. [57] encontró una correlación más fuerte en el atractivo entre los gemelos monocigóticos en comparación con los dicigotos [57]. Curiosamente, otros estudios de gemelos también informaron una base genética para el olor corporal humano [58, 59]. Los estudios con ratones han demostrado cómo los olores corporales están regulados por genes del complejo principal de histocompatibilidad (MHC) [60], pero no se ha identificado el mecanismo por el cual los genes MHC ejercen su influencia [61,62]. Los intentos de identificar un papel del MHC en la atracción por los mosquitos han producido resultados inconsistentes, y hasta ahora solo se han descrito pruebas de una asociación débil [63]. Más evidencia del papel de la genética en el atractivo puede provenir de estudios que utilizan datos de todo el genoma recopilados en grandes cohortes de gemelos, como el que se está llevando a cabo en nuestro grupo, donde el objetivo es vincular los datos genéticos con el atractivo para los mosquitos, la producción de COV, y otros factores como el microbioma de la piel.

3. Microbios: la "materia oscura" de las interacciones entre mosquitos y humanos

Los seres humanos y los mosquitos interactúan con los microbios de su entorno y esto puede afectar profundamente su fenotipo, incluidos los rasgos implicados en la transmisión de enfermedades, como la inmunidad [64,65]. Existe una creciente evidencia de que los microbios también pueden afectar el olor humano, alterando el nivel de atractivo del huésped y, en última instancia, la transmisión de enfermedades (figura 1).

(a) Microbioma de la piel: ¿la esencia del aroma?

Se cree que las bacterias que viven en la piel humana son importantes productoras de COV [66]. Específicamente, se sabe que las bacterias de la piel catabolizan y convierten los lípidos de la piel y los aminoácidos alifáticos, presentes en el sebo y el sudor, respectivamente, en ácidos carboxílicos de cadena corta [67]. Los primeros estudios demostraron que el sudor recién secretado es inodoro, pero la incubación con bacterias produce un olor característico [68]. El sudor recién secretado es solo poco atractivo para Un. Gambiae mosquitos, mientras que el sudor incubado es más atractivo [69], y se ha demostrado que las bacterias cultivadas en un medio artificial producen COV que atraen a los mosquitos [70]. Dado que la presencia de bacterias en la piel puede influir en el comportamiento de alimentación de los mosquitos, se puede plantear la hipótesis de que las diferencias en la composición del microbioma de la piel entre las personas pueden conducir a diferencias en el atractivo de los mosquitos. De hecho, se encontró que los individuos que son más atractivos para los mosquitos albergan una mayor abundancia pero una menor diversidad de bacterias en su piel en comparación con las personas menos atractivas [71]. Dada la gran diversidad de especies del microbioma de la piel humana, el trabajo adicional debería explorar la contribución de los taxones bacterianos individuales a los niveles de atractivo. Alternativamente, la suma de estos efectos individuales o "efectos cóctel" más complejos pueden estar en juego. Se ha demostrado que el microbioma de la piel humana es parcialmente hereditario, con bacterias Gram-negativas de Roseomonas género que se encuentra como el más hereditario en un estudio de gemelos coreanos [72]. Otro resultado interesante de este estudio fue que la abundancia de Corinebacterias se encontró que estaba asociado con un polimorfismo en un gen relacionado con la función de barrera epidérmica [72]. Verhulst et al. [73] había encontrado previamente Corinebacterias para producir volátiles que atraigan a los mosquitos, lo que sugiere que el efecto de las bacterias de la piel sobre el atractivo podría ser controlado por factores genéticos del huésped involucrados en la regulación del microambiente de la piel. La piel humana también alberga hongos que producen COV [74], pero el papel de estos compuestos en las interacciones entre mosquitos y humanos está en gran parte inexplorado. Además, los virus y las arqueas están presentes en la piel [75] y también pueden contribuir a la atracción de los mosquitos. Hasta la fecha, la mayoría de los estudios del microbioma de la piel en relación con el atractivo se han basado en la secuenciación de amplicones del gen 16S bacteriano, que en su mayoría proporciona una buena resolución a nivel de género [71]. Es probable que esto cambie en un futuro próximo con los principales avances tecnológicos que se están realizando en la secuenciación metagenómica de escopeta que proporciona una resolución de múltiples reinos y de nivel de cepa [76,77].

Dada alguna evidencia de que diferentes regímenes alimentarios pueden alterar el microbioma de la piel [78], es posible que la dieta afecte indirectamente el atractivo de los mosquitos a través de cambios en las comunidades bacterianas de la piel humana. Algunos genes humanos también podrían promover la producción de compuestos particulares en la piel que permiten el crecimiento de bacterias específicas, pero la heredabilidad en el microbioma de la piel también puede explicarse por el hecho de que las bacterias se transmiten de la madre a la descendencia al nacer [79]. El conocimiento actual sobre el tema sugiere que este efecto podría ser transitorio ya que la composición del microbioma de la piel sufre profundas alteraciones a medida que los niños se vuelven adultos [80]. Parece probable que tanto factores genéticos como ambientales afecten la composición del microbioma de la piel [72] y que las interacciones entre estos efectos, junto con los COV producidos por el cuerpo, contribuyan a los niveles de atracción por los mosquitos.

Curiosamente, existen diferencias en el microbioma de la piel entre los humanos, otros primates y el ganado, en términos de diversidad y composición [45,81], y esto podría influir potencialmente en la preferencia de los mosquitos por una especie hospedadora particular. Por ejemplo, aunque menos diverso, se encontró que el microbioma de la piel humana tiene una mayor abundancia de Estafilococo spp., conocido por ser atractivo para Anofeles mosquitos, en comparación con otros simios y monos [45,71].

Las comunidades microbianas también residen en otros sitios del cuerpo, incluido el intestino. La microbiota intestinal afecta las funciones metabólicas y las respuestas inmunitarias del cuerpo, y se cree que su composición es importante para la salud humana [82]. Estudios anteriores han demostrado vínculos entre el olor corporal y las enfermedades [83-85], mientras que investigaciones recientes demostraron un vínculo entre los volátiles en el aliento y la microbiota intestinal [86]. Por lo tanto, sería de interés investigar si otras comunidades microbianas en el cuerpo, particularmente el intestino, se correlacionan con la producción de COV y cómo la infección por parásitos puede afectar esto.

4. Parásitos: ¿maestros títeres de las interacciones mosquito-huésped?

Los parásitos a menudo alteran el fenotipo de su huésped más allá de los meros efectos patológicos de la infección al inducir varios cambios fisiológicos o de comportamiento. En algunos casos, la aparición de estos cambios es producto de la evolución que actúa sobre el genoma del parásito y selecciona parásitos que pueden "manipular" el fenotipo del hospedador de manera que aumente la transmisión del parásito [87].

(a) Cambios asociados con la infección en el comportamiento de los mosquitos

PlasmodiumSe ha demostrado que los mosquitos infectados se sienten más atraídos por los huéspedes sanguíneos, más persistentes al picar y se alimentan con más frecuencia cuando llevan la etapa infecciosa (esporozoíto) del parásito, mientras que su motivación para alimentarse de sangre disminuye cuando se infectan con la etapa más temprana del parásito [88,89]. Por el contrario, otros estudios no han informado de cambios en el comportamiento después de la infección por mosquitos [90]. Los resultados de diferentes estudios son difíciles de comparar ya que varían en el sistema de modelo utilizado, el diseño experimental y los métodos. En particular, las discrepancias pueden resultar de la coevolución huésped-parásito. Por ejemplo, las diferencias en el genotipo del mosquito pueden afectar la interacción del mosquito con una cepa particular de parásito. La mayoría de los estudios han utilizado combinaciones no simpátricas de vector-huésped-parásito que pueden no revelar los efectos sobre el comportamiento de los mosquitos que pueden haberse desarrollado en especies simpátricas. Sin embargo, incluso el uso de parásitos y vectores aislados del mismo lugar en un estudio no encontró evidencia de Plasmodium-comportamiento inducido [90], lo que sugiere que existe una variación en la inducción del cambio de comportamiento. Esta teoría es apoyada por Stanczyk et al. [91], donde diferentes Anopheles – Plasmodium las combinaciones causaron alteraciones específicas de la especie en las respuestas olfativas de los mosquitos. Se deben realizar más estudios que utilicen conjuntos de combinaciones de huésped-parásito simpátrico (coevolucionado) para comprender esta variación.

Hasta la fecha, no están claros ni el alcance de la manipulación conductual ni los mecanismos subyacentes [92]. Si bien no sabemos si los parásitos de la malaria pueden alterar directamente el comportamiento, existe evidencia de que este efecto podría estar mediado indirectamente por la respuesta del mosquito a la infección. De hecho, el efecto de Plasmodium sobre el comportamiento de los mosquitos se puede replicar mediante un desafío inmunológico con la bacteria Escherichia coli [93], lo que sugiere que este efecto no es específico de los parásitos de la malaria y que podrían estar involucrados otros factores como la inmunidad a los insectos. No obstante, se podría esperar que estos cambios aumenten la tasa de contacto entre el mosquito y el huésped y, por lo tanto, la transmisión de los parásitos de la malaria [94]. Si bien los mosquitos inmunodeprimidos mostraron cambios en las respuestas antenas a ciertos compuestos, lo que respalda la hipótesis de un efecto general de las infecciones, también se han demostrado alteraciones del olfato de los mosquitos específicas de cada especie [91]. Esto implica que al menos algunos cambios en las respuestas de las antenas a los olores son específicos de la malaria y pueden variar según la especie de mosquito y Plasmodium especies involucradas. En algunos casos, los cambios en el comportamiento pueden incluso cambiar la preferencia del huésped del vector hacia la especie huésped más adecuada para la supervivencia del parásito, como se sugiere en un estudio que muestra un aumento de la antropofagia en mosquitos infectados con esporozoítos del parásito de la malaria humana. Plasmodium falciparum [95]. Curiosamente, también se ha demostrado que algunos virus transmitidos por mosquitos, como el dengue o el virus de Lacrosse, modifican el comportamiento de varios virus. Aedes especies de formas que podrían mejorar su transmisión, lo que sugiere que la manipulación de la conducta alimentaria también podría ser común más allá de los sistemas de malaria [96,97]. Se necesita más investigación para comprender completamente el efecto de Plasmodium e infecciones víricas en el comportamiento de los mosquitos y evaluar en qué medida pueden beneficiar su transmisión [98].

(b) Cambios asociados con la infección en el atractivo del hospedador

Varios estudios han demostrado ahora que los hospedadores mamíferos, incluidos los humanos, se vuelven más atractivos para los mosquitos cuando se infectan con infecciones infecciosas. Plasmodium gametocitos [99-101]. Existe una creciente evidencia de que este efecto está mediado por cambios en el olor corporal de las personas infectadas [101,102], y los volátiles particulares que se encuentran comúnmente en personas no infectadas se encuentran en concentraciones más bajas o más altas en las personas infectadas con malaria. Es posible que se deriven del huésped humano, su microbioma cutáneo o los propios parásitos [101,102].

Existe evidencia de que los metabolitos producidos directamente por el Plasmodium el parásito podría estar provocando el cambio en el olor corporal. En líneas de glóbulos rojos, P. falciparum segrega un metabolito, (mi) -4-hidroxi-3-metil-but-2-enil pirofosfato (HMBPP), que desencadena un aumento en la producción de CO2, aldehídos y monoterpenos por las células infectadas. Es importante destacar que se descubrió que esta respuesta inducida de las células sanguíneas mejora la atracción del vector y la alimentación de la sangre infectada [103]. Si bien esta observación es interesante, queda por probar si HMBPP induce cambios en los COV en la piel humana y si su efecto sobre el atractivo puede replicarse en un huésped vivo. Curiosamente, Robinson también encontró una mayor producción de algunos de los mismos aldehídos. et al. [101], proporcionando cierto apoyo a este mecanismo. Alternativa o adicionalmente, los aldehídos son compuestos oxigenados que pueden sintetizarse durante la peroxidación lipídica provocada por el estrés oxidativo. El estrés oxidativo inducido por la malaria es un fenómeno conocido [104] y puede ser otro mecanismo potencial para explicar el aumento de la producción de aldehídos.

Por lo tanto, queda por establecer en qué medida los cambios en los huéspedes infectados pueden ser específicos de la malaria, así como si están mediados directamente por el parásito o indirectamente a través de cambios en el metabolismo del huésped o en el estado inmunológico en respuesta a la infección. En apoyo de la última hipótesis, se sabe que el olor corporal contiene señales quimiosensoriales asociadas con diversas infecciones y enfermedades [83-85]. Sin embargo, en poblaciones de estudio de campo como las utilizadas en Robinson et al. [101], es probable que los participantes alberguen otros organismos infecciosos como los helmintos, que también pueden provocar estrés oxidativo [105]. Esto sugiere que si el cambio en la firma química del olor corporal se debiera a una infección general, no habría habido diferencia entre las personas que estaban libres de malaria, pero tenían otras infecciones, y Plasmodiumparticipantes infectados, que no se observó. Además, los participantes estaban asintomáticos y su perfil de olor volvió a la normalidad después de que se les administraron los antipalúdicos. Los estudios futuros deben tener como objetivo identificar la causa subyacente y confirmar si la firma de olor identificada asociada con Plasmodium La infección es específica de la malaria o se debe al estrés oxidativo causado por una infección general. Una comparación de muestras de olores de infecciones únicas y coinfecciones (por ejemplo, con helmintos) antes y después del tratamiento antipalúdico sería muy valiosa para responder a esta pregunta.

Sin embargo, también hay alguna evidencia de que los cambios en el olor corporal están controlados en parte por los genomas del parásito de la malaria. De hecho, un estudio encontró diferencias en el perfil de olor de la piel de los participantes infectados con dos cepas diferentes de P. falciparum, lo que sugiere que los parásitos pueden variar en su efecto sobre la química del cuerpo huésped [102].La investigación adicional debería intentar replicar estos resultados comparando diferentes cepas de parásitos a través de diferentes antecedentes genéticos del huésped, etapas de desarrollo o estados inmunológicos. En particular, la densidad de parásitos puede variar entre individuos y se ha demostrado que los niños con densidades microscópicas de gametocitos muestran un aumento en el atractivo, mientras que los niños con densidades submicroscópicas no lo hacen [100]. La parasitemia también varía entre niños y adultos, así como entre individuos sintomáticos y asintomáticos, posiblemente debido a diferencias en los niveles de inmunidad adquirida [106,107]. Sin embargo, no se sabe si el efecto de Plasmodium el atractivo varía entre estos grupos. Comprender cómo la infección por parásitos puede afectar el atractivo del hospedador tiene implicaciones importantes no solo para la ecología y el modelado de la transmisión, sino también para los métodos de control, incluidas trampas mejoradas a base de olores o trampas novedosas que se dirigen específicamente a los mosquitos infectados con malaria y los eliminan de la población.

5. Ecología evolutiva de la mordedura de vectores, ¿una pieza faltante en el rompecabezas?

Aunque las diferencias en el comportamiento de alimentación entre las especies de mosquitos y la variación en el atractivo entre las especies hospedadoras se conocen desde hace mucho tiempo, la variación individual dentro de cada especie a menudo se ha considerado una fuente de ruido estadístico más que una característica biológicamente relevante de la interacción [46]. , tanto los factores genéticos como los no genéticos que subyacen a esta variación podrían afectar significativamente el resultado de la interacción mosquito-humano y, por lo tanto, la dinámica de transmisión de la enfermedad en el campo. Además, los estudios generalmente han considerado una fuente de variación de forma aislada, por lo que no está claro cómo la combinación de diferentes fuentes de variación puede afectar el resultado de la interacción.

Por ejemplo, no se sabe si la magnitud del efecto del embarazo sobre el atractivo de los mosquitos varía con los antecedentes genéticos de la hembra anfitriona. De manera similar, el genotipo del hospedador podría interactuar de manera compleja con el efecto de la edad o Plasmodium infección descrita anteriormente, lo que significa que la clasificación de las personas con respecto a su atractivo varía según su estado de desarrollo o infección. Tales relaciones entre la genética y el estado de embarazo, desarrollo o infección pueden interpretarse como una forma de interacción genotipo por ambiente (G × E), donde el ambiente es cualquier factor no genético que afecta la expresión fenotípica en un genotipo dado (figura 2a).

Figura 2. Papel potencial de las interacciones entre factores genéticos y ambientales. (a) Donde no hay interacción G × E, se espera que un genotipo de hospedador dado siga siendo menos atractivo que otro genotipo de hospedador independiente de Plasmodium etapa de infección, embarazo o desarrollo. Si hay interacción G × E, la atracción relativa puede invertirse. (B) La interacción G × G también podría conducir a cambios en la atracción relativa dependiendo de los genotipos del huésped y del mosquito. (Versión online en color).

Suponiendo que existen factores genéticos subyacentes a la variación tanto en el huésped humano como en el mosquito vector, los niveles de atractivo también pueden depender de la naturaleza de la interacción genotipo por genotipo (G × G) entre ellos (figura 2).B). Por ejemplo, si bien se sabe que algunos individuos son huéspedes menos atractivos [14,15], los niveles de atractivo podrían depender del genotipo de mosquito en particular probado, lo que hace que el término "menos atractivo" sea engañoso si estos individuos se encuentran con mosquitos con diferentes tipos de alimentación. preferencias en el campo. Esta hipótesis da lugar a nuevas investigaciones que incluyan genotipos de huéspedes y vectores que se adaptan localmente entre sí. Curiosamente, Logan et al. [41] probó el efecto repelente de mezclas de olores de origen humano contra tres especies de mosquitos y encontró resultados similares en todas las especies, lo que sugiere que algunas personas pueden producir repelentes naturales de amplio espectro. Podrían surgir resultados más complejos si se agregan más fuentes de variación a la ecuación, como las interacciones genotipo por genotipo por ambiente (G × G × E) o la interacción con la variación genética en el parásito. Además, estas interacciones también pueden ser relevantes a nivel entre especies, por ejemplo, cuando varias especies de mosquitos, huéspedes y parásitos coexisten en el mismo entorno [95,108,109]. Por lo tanto, es crucial evaluar la contribución relativa de cada factor potencial a la variación general en el atractivo para identificar los que son biológicamente más importantes.

El papel potencial de la variación genética plantea preguntas interesantes sobre la acción de la selección natural y la coevolución entre huéspedes, vectores y parásitos. Por un lado, es probable que los niveles de atractivo en las poblaciones humanas expuestas a vectores transmisores de enfermedades se encuentren bajo una fuerte presión selectiva. Siempre que este rasgo sea hereditario y que las personas poco atractivas para los mosquitos tengan menos probabilidades de infectarse, esto podría provocar cambios en los niveles de atractivo a lo largo de generaciones y una diferenciación potencialmente genética entre poblaciones con diferente riesgo de contraer una infección transmitida por mosquitos. Existe una considerable heterogeneidad en la transmisión de la malaria en áreas endémicas, con una minoría de personas que reciben la mayoría de las infecciones [110], y un estudio reciente ha demostrado que también hay una variación considerable en la frecuencia de picaduras de Anofeles mosquitos, y una pequeña proporción de la población recibe la mayoría de las picaduras [111]. Esto sugiere que existe una variación significativa en el potencial de transmisión de la malaria dentro de una población, e impulsa más investigaciones para probar si puede explicarse por diferencias genéticas en el atractivo entre las personas.

El perfil de los genes del antígeno leucocitario humano (HLA) del MHC, que se considera que intervienen en la regulación del olor corporal humano, sugiere que las personas portadoras del gen HLA Cw ∗ 07 son más atractivas para los mosquitos [63]. Si bien la evidencia de una correlación positiva entre portar Cw ∗ 07 y el alto atractivo de las emanaciones de la piel humana es relativamente débil y necesitaría una mayor validación, es interesante observar que la frecuencia de Cw * 07 en los países donde la malaria es endémica es significativamente menor que en otras regiones, lo que podría ser indicativo de adaptaciones de la población humana en respuesta a la presión selectiva de las enfermedades transmitidas por vectores (ETV) [112]. Un posible vínculo entre los genes HLA y el atractivo de los mosquitos plantea cuestiones importantes en el contexto de la inmunidad a la malaria. Se cree que los genes HLA están implicados en el control de la infección parasitaria [113] y sería interesante probar si los niveles de atractivo podrían correlacionarse positiva o negativamente con la inmunidad, ya que estos dos escenarios podrían tener resultados muy diferentes en la epidemiología de la enfermedad.

Si se confirma la selección natural que actúa sobre los niveles de atractivo, podríamos esperar la selección de genotipos de mosquitos con preferencias de hospedador alteradas a medida que disminuye la frecuencia de hospedadores altamente atractivos, lo que podría conducir a una carrera armamentista coevolutiva entre el atractivo del hospedador y el comportamiento de alimentación del mosquito. Aunque todavía faltan pruebas de cambios adaptativos en la preferencia de los mosquitos hacia ciertos genotipos de la misma especie hospedadora, es probable que los cambios drásticos en la densidad de población humana en África hayan facilitado la especialización de Ae. aegypti al morder a los humanos sobre otros animales [114].

6. Aprovechamiento de la variación individual para el control de enfermedades

La influencia de factores genéticos y no genéticos en el comportamiento de los mosquitos, el atractivo del hospedador y los cambios inducidos por los parásitos pueden conducir a fuertes heterogeneidades en la tasa de contacto efectivo entre los tres socios. Caracterizar esta variación y evaluar la contribución de cada factor debería brindar una visión más completa de la epidemiología de la enfermedad y, por lo tanto, mejorar la forma en que estudiamos, predecimos y controlamos la propagación de las ETV.

A) Hacia modelos epidemiológicos más realistas

Los modelos epidemiológicos generalmente han considerado la tasa de contacto entre vectores y hospedadores como un promedio de la población más que como una variable específica de un individuo. Sin embargo, las predicciones pueden ser muy sensibles a la variación de este parámetro [12]. Por ejemplo, varios estudios han demostrado que la integración de tales heterogeneidades proporciona mejores estimaciones de parámetros epidemiológicos clave como el (R0) [12,16]. Se ha demostrado que la existencia de superpropagadores, es decir, los individuos que contribuyen más a la transmisión del parásito (ya sea porque son más infecciosos o porque atraen más vectores), gobierna la dinámica de transmisión interindividual de muchas enfermedades infecciosas, a menudo con una pequeña incidencia. porcentaje de individuos que contribuyen a la mayoría de los eventos de transmisión [115]. Es importante tener esto en cuenta, ya que los modelos que incluyen la presencia de superpropagadores proporcionan resultados muy diferentes en términos de extinción de enfermedades y brotes en comparación con los enfoques basados ​​en promedios [116]. Además, comprender el papel que desempeña la infección en la interacción huésped-vector también es importante para modelos más realistas, ya que es probable que los cambios en el comportamiento o el atractivo del huésped asociados con el parásito afecten significativamente a la ecología de transmisión [91,95]. Caracterizar las heterogeneidades en el reservorio infeccioso humano, o incluso en las poblaciones de vectores, también daría expectativas más realistas sobre el resultado de las intervenciones de control de enfermedades. Por ejemplo, ignorar la heterogeneidad en la exposición a picaduras infecciosas conduce a subestimar la eficacia de las posibles vacunas [117].

Si bien la respuesta inmune del huésped es un determinante importante de la epidemiología del parásito [118], las similitudes en el perfil del olor o la falta de especificidad del huésped pueden permitir la transmisión de parásitos entre dos especies [45,119], y de hecho hay evidencia de que ambos P. falciparum y Plasmodium vivax, los principales patógenos en los seres humanos, evolucionaron a partir de parásitos que infectaron a los simios africanos [120]. La selección de hospedadores, por lo tanto, tiene implicaciones importantes para la epidemiología de la enfermedad, y comprender por qué los mosquitos muestran una preferencia podría ayudar a predecir y prevenir futuros brotes de ciclos de transmisión selvática.

Queda por ver en qué medida las fuentes de variación individual examinadas anteriormente afectan la transmisión de enfermedades en el campo. ¿Son las personas muy atractivas las personas que propagan el paludismo? ¿Las personas infectadas concentran la mayoría de las picaduras debido a su mayor atractivo? ¿El aumento en la frecuencia de picaduras múltiples de mosquitos infectados da lugar a más picaduras infecciosas de lo esperado? Un modelo epidemiológico reciente predijo que PlasmodiumLos cambios conductuales inducidos en el número de mordeduras durante la vida podrían duplicar la fuerza de la infección [93]. Además de los cambios en las tasas de picadura, se ha pronosticado que los posibles cambios inducidos por los parásitos en la preferencia del vector por los humanos sobre los huéspedes alternativos conducirán a un aumento de más del 250% en el potencial de transmisión del parásito [95]. Tales predicciones destacan la necesidad de modelos que integren explícitamente la complejidad biológica de las interacciones vector-huésped-parásito.

(b) Estrategias de control innovadoras, ¿cómo podemos luchar?

En el futuro, es posible que podamos aplicar un enfoque específico, buscar superpropagadores de la malaria y centrar el tratamiento en estas personas en lugar de intentar alcanzar una cobertura del 100% con LLIN e IRS. Donde hay transmisión residual, las ETV como la malaria seguirán siendo una amenaza debido a las picaduras al aire libre a pesar de que se logre la cobertura universal de LLIN y IRS [121]. Las heterogeneidades en la transmisión se deben al hecho de que una pequeña proporción de la población porta una alta proporción de mordeduras [115], lo que da más pruebas de que los hospedadores atractivos son un objetivo digno. De hecho, se prevé que dirigirse a los individuos que más contribuyen a la transmisión del parásito supere las medidas de toda la población para reducir la fuerza de la infección [12]. La identificación de estos individuos podría lograrse utilizando técnicas no invasivas para detectar COV específicos asociados con niveles más altos de atractivo para los mosquitos o con la infección en individuos asintomáticos. Los desarrollos recientes que han permitido que los perros detectores identifiquen de manera no invasiva y rápida a las personas infectadas con malaria [122] sugieren que los perros podrían ser entrenados y desplegados en el campo para reconocer a los superpropagadores, o aquellos que son muy atractivos para los mosquitos y, en consecuencia, más en riesgo de infectarse. La investigación adicional sobre los perfiles de olor también podría conducir al desarrollo de sensores de olor como una herramienta de diagnóstico no invasiva simple para infecciones asintomáticas. A través de estas iniciativas, los recursos para el tratamiento y la protección podrían enfocarse en estos "superpropagadores" para lograr una reducción en toda la comunidad de la propagación de las ETV.

La investigación de mezclas naturales de COV también podría conducir al desarrollo de nuevos repelentes tópicos que pueden enmascarar el olor corporal, reduciendo las picaduras y, por lo tanto, la transmisión. Productos novedosos más avanzados podrían permitir la manipulación del olor del cuerpo humano o del microbioma de la piel para reducir la producción de COV atractivos y, por lo tanto, reducir el atractivo de una persona para los mosquitos. Por ejemplo, comprender las asociaciones genéticas con el atractivo podría conducir al desarrollo de fármacos que se dirijan a proteínas controladas por los genes asociados con fenotipos atractivos. Además, la creación de nuevas mezclas de COV más similares al olor humano podría mejorar los métodos de captura de mosquitos. Esto puede incluir la adición de los aldehídos identificados por Robinson. et al. [101] a los atrayentes sintéticos actuales que imitan el olor del cuerpo humano para desviar a los mosquitos de los individuos infectados y, potencialmente, crear suficiente presión de selección para que los mosquitos ya no respondan a los olores humanos. Se podrían desarrollar otras trampas con señuelos que se dirijan específicamente a los mosquitos infectados con malaria. El desarrollo de tales herramientas se beneficiará de una mayor investigación en el microbioma de la piel que revela más COV producidos por bacterias y hongos que afectan el comportamiento de alimentación de los mosquitos.

Dado que los mosquitos dependen del olfato para la búsqueda del huésped, la investigación de los genes olfativos y el efecto de Plasmodium La infección mejorará nuestra comprensión de cómo los mosquitos localizan un huésped y cómo la infección puede influir en esto. Si los genes olfativos apropiados se eliminan o alteran, esto podría reducir la capacidad del mosquito para detectar un huésped, o incluso desviar su preferencia de huésped de los humanos, y podría usarse en futuros programas de control genético.

7. Conclusión

Comprender por qué los mosquitos muestran variaciones en la preferencia de hospedadores, tanto entre las especies como dentro de ellas, es muy importante para el control futuro de VBD y la comprensión de la transmisión. Si bien se acepta generalmente que estas diferencias están mediadas por la variación de los compuestos volátiles producidos por los hospedadores [100], aún queda mucho por descubrir sobre los mecanismos subyacentes a la producción de estos compuestos y cómo la infección del hospedador o del vector puede afectar a la producción o respuestas de mosquitos a los COV. El comportamiento de los mosquitos en respuesta a una variedad de compuestos ya se ha utilizado para producir atrayentes sintéticos como MB5 [40] para su uso en trampas y una variedad de repelentes disponibles comercialmente como DEET. Sin embargo, una mayor comprensión del atractivo humano para los mosquitos y el efecto de la infección por parásitos podría conducir a herramientas de control mejoradas, incluidas nuevas trampas, repelentes, medicamentos y programas de impulso genético. También es probable que este campo de investigación se beneficie de más estudios que integren la variación en el atractivo en un marco evolutivo, ya que esto puede ayudar a diseñar mejores métodos de control y predecir las consecuencias a largo plazo de las intervenciones de campo.


1 ¡Qué personalidad!

Ah, personalidad. Lo único que los padres esperan con gran expectación para ver en sus pequeños. Por lo general, alrededor de los 6 meses la personalidad de su pequeño comenzará a desarrollarse y los padres pueden tener una idea bastante clara de cómo será su pequeño, en cuanto a personalidad. Desafortunadamente, o afortunadamente, supongo que depende de cómo se mire, la personalidad de su pequeño no tiene nada que ver con los genes y la genética. Tu pequeño es único y tendrá una personalidad propia, aunque hay ciertas características que uno puede aprender al estar cerca de mamá, papá u otros miembros de la familia, esos rasgos no se transmiten a través de los genomas.


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Comentarios:

  1. Istu

    Lo siento, pero en mi opinión, estás equivocado. Propongo discutirlo.

  2. Ayden

    Es una lástima que no pueda expresarme ahora, no hay tiempo libre. Pero me publicarán, definitivamente escribiré que pienso en esta pregunta.

  3. Arashizshura

    Se encontraron al menos un par de personas con comprensión



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