23/08/2021 - Mosquitos espalham vírus que causam doenças potencialmente mortais como Zika, dengue e febre amarela. Nova pesquisa financiada pelo Exército dos EUA usa edição de genes para tornar certos mosquitos machos inférteis e retardar a propagação dessas doenças. Pesquisadores do Instituto de Biotecnologias Colaborativas do Exército e da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara usaram uma ferramenta de edição de genes conhecida como CRISPR-Cas9 para atingir um gene específico ligado à fertilidade em mosquitos machos.
CRISPR-Cas9 é uma ferramenta de edição de genoma que está criando um burburinho no mundo da ciência, de acordo com yourgenome.org. É "mais rápido, mais barato e mais preciso do que as técnicas anteriores de edição de DNA e tem uma ampla gama de aplicações potenciais".
Os pesquisadores fizeram experimentos com os mosquitos Aedes aegypti, encontrados em regiões tropicais, subtropicais e temperadas em todo o mundo. O estudo, publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, descobriu como uma mutação pode suprimir a fertilidade de mosquitos fêmeas.
"Este é mais um exemplo importante e empolgante de como as ferramentas de biologia sintética estão demonstrando utilidade incomparável", disse o Dr. James Burgess, gerente de programa do ICB do Comando de Desenvolvimento de Capacidades de Combate do Exército dos EUA, agora conhecido como DEVCOM, Laboratório de Pesquisa do Exército. "Neste caso, é um aumento de precisão da motosserra para um bisturi levando ao resultado bioquímico correto que poderia reduzir substancialmente a população de um mosquito muito infeccioso".
Para gerenciar as populações, os cientistas usam uma prática de controle de vetores chamada técnica de insetos estéreis, na qual eles criam muitos insetos machos estéreis e, em seguida, liberam esses machos em números que superam seus homólogos selvagens. As fêmeas que se acasalam com machos estéreis antes de encontrar um fértil são tornadas inférteis, diminuindo assim o tamanho da próxima geração. Repetir essa técnica várias vezes tem o potencial de destruir a população porque cada geração é menor que a anterior; liberar um número semelhante de machos estéreis tem um efeito mais forte ao longo do tempo.
A técnica do inseto estéril é eficaz no manejo de várias pragas agrícolas, incluindo a mosca-das-frutas do Mediterrâneo, uma praga agrícola na Califórnia. Também foi tentado com mosquitos Aedes aegypti, mas com sucesso limitado. No passado, os cientistas usavam produtos químicos ou radiação para esterilizar o Aedes aegypti masculino, mas os produtos químicos ou a radiação afetavam a saúde dos mosquitos a tal ponto que eles tinham menos sucesso no acasalamento com as fêmeas, o que prejudica a eficácia da técnica do inseto estéril. A equipe de pesquisa queria identificar uma abordagem mais direcionada com menos danos colaterais, alterando um gene em mosquitos que causava especificamente a esterilidade masculina sem afetar a saúde dos insetos.
"Quando o CRISPR/Cas9 foi lançado há vários anos, ele apenas ofereceu novas oportunidades para fazer coisas que você não podia fazer antes", disse o Dr. Craig Montell, distinto professor da UC Santa Barbara. "Então, parecia a hora certa para começarmos a trabalhar no Aedes aegypti."
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Usando a edição de genes em machos de Aedes aegypti, os pesquisadores descobriram que os mosquitos machos mutantes não produziam espermatozoides e, ao contrário de esforços anteriores, os reprodutores estéreis eram completamente saudáveis; no entanto, a equipe não tinha certeza se o esperma, embora defeituoso dos machos estéreis, era necessário para tornar as fêmeas inférteis, ou se a transferência do fluido seminal era suficiente. Em um experimento, os pesquisadores introduziram 15 machos mutantes em um grupo de 15 fêmeas por 24 horas. Em seguida, eles trocaram os machos por 15 machos do tipo selvagem e os deixaram lá.
"Essencialmente, todas as fêmeas permaneceram estéreis", disse Montell. "Isso confirmou que os machos podem suprimir a fertilidade feminina sem produzir esperma."
Em seguida, os pesquisadores partiram para determinar como o tempo contribuiu para o efeito. Eles expuseram as fêmeas a machos mutantes por diferentes períodos de tempo. Os cientistas notaram pouca diferença após 30 minutos, mas a fertilidade feminina caiu rapidamente depois disso. Montell observou que as fêmeas copulavam duas vezes em média, mesmo durante os primeiros 10 minutos. Isso indicou que as fêmeas têm que acasalar com muitos machos estéreis antes de se tornarem inférteis. Combinar as fêmeas com os machos por quatro horas reduz a fertilidade feminina para 20% dos níveis normais. Após oito horas, os números começaram a se estabilizar em torno de 10%.
De acordo com Montell, as populações de Aedes aegypti poderiam facilmente se recuperar de uma queda de 80% na fertilidade. O sucesso da técnica de inseto estéril vem de liberações sucessivas e subsequentes de machos estéreis, onde cada liberação será mais eficaz que a anterior, pois os machos estéreis representam uma proporção cada vez maior da população. A equipe planeja continuar investigando os comportamentos de acasalamento dos mosquitos e a fertilidade. Eles estão inventando uma maneira de manter estoques de machos para que sejam estéreis apenas na natureza e não no laboratório. Além disso, eles estão caracterizando o comportamento de acasalamento dos machos para descobrir novas maneiras de suprimir as populações de mosquitos.
"Ficamos muito interessados em estudar muitos aspectos do comportamento do Aedes aegypti porque esses mosquitos afetam a saúde de muitas pessoas", disse Montell. "Há uma pandemia todos os anos de doenças transmitidas por mosquitos.
Fonte: https://www.sciencedaily.com/