En un intento por comprender por qué los mosquitos pueden sentirse más atraídos por un ser humano que por otro, los investigadores de Johns Hopkins Medicine dicen que han mapeado receptores especializados en las células nerviosas de los insectos que pueden ajustar su capacidad para detectar olores particularmente «bienvenidos» en piel humana.
Los receptores en las neuronas de los mosquitos tienen un papel importante en la capacidad de los insectos para identificar a las personas que presentan una fuente atractiva para alimentarse de sangre, según Christopher Potter, Ph.D., profesor asociado de neurociencia en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. «Comprender la biología molecular de la detección del olor de los mosquitos es clave para desarrollar nuevas formas de evitar las picaduras y las enfermedades onerosas que causan», dice.
En todo el mundo, las enfermedades transmitidas por mosquitos, como la malaria, el dengue y el virus del Nilo Occidental, afectan a 700 millones de personas y matan a 750 000 cada año. Aunque los esfuerzos de control de mosquitos con mosquiteros y pesticidas han ayudado a reducir el número de víctimas, el desarrollo de mejores repelentes para sabotear la atracción de olores sigue siendo una prioridad.
Los mosquitos detectan olores principalmente a través de sus antenas, y los científicos han observado durante mucho tiempo que las variaciones en los olores, el calor, la humedad y el dióxido de carbono son factores que atraen a los mosquitos hacia algunas personas más que hacia otras.
Pero, dice Potter, los insectos usan múltiples sentidos para encontrar huéspedes. Anopheles gambiae, una familia de mosquitos que causan la malaria, por ejemplo, tiene tres tipos de receptores que salpican la superficie de las neuronas en sus órganos que perciben el olor: receptores odoríferos, gustativos e ionotrópicos.
Los receptores de olores, dice Potter, son los mejor estudiados por los científicos y se cree que ayudan a los mosquitos a distinguir entre animales y humanos. Los receptores gustativos detectan el dióxido de carbono. Los receptores ionotrópicos responden a ácidos y aminas, compuestos que se encuentran en la piel humana. Se cree que los diferentes niveles de ácidos particulares en la piel humana podrían ser una razón para que algunas personas sean más atractivas para los mosquitos que otras, dice Potter.
Debido al potencial de los receptores ionotrópicos para guiar a un mosquito a preferir un tipo de piel humana sobre otro, Potter y los investigadores postdoctorales Joshua Raji y Joanna Konopka los buscaron en la antena del mosquito.
En un informe publicado en la edición del 28 de febrero de Cell Reports, los investigadores describieron su búsqueda de receptores en antenas tubulares segmentadas de 10 mosquitos hembra y 10 machos.
Las picaduras en la piel humana provienen de mosquitos hembra, aunque algunas investigaciones indican que los machos también se sienten atraídos por los olores humanos.
Para encontrar neuronas que expresan receptores ionotrópicos en las antenas, los investigadores utilizaron una técnica llamada hibridación fluorescente in situ, que identifica no los receptores en sí, sino el material genético llamado ARN, un primo del ADN. Encontrar ARN unido a receptores ionotrópicos significa que es muy probable que las neuronas produzcan tales receptores.
Los científicos pensaron que encontrarían cantidades similares de neuronas cargadas de receptores ionotrópicos en cada uno de los segmentos de las antenas, pero encontraron la mayoría de los receptores ionotrópicos en la parte distal (más alejada de la cabeza) de las antenas.
Sin embargo, también encontraron que las antenas tenían más receptores ionotrópicos en la parte proximal (cerca de la cabeza) de los mosquitos. En total, Potter dice que los experimentos de su equipo muestran que las antenas de los mosquitos son más complejas de lo que pensábamos anteriormente.
Se sabe que los receptores ionotrópicos funcionan con los receptores «compañeros» para responder a los olores, «algo así como una pareja de baile», dice Potter. En el estudio actual, los investigadores pudieron identificar algunos pares de receptores que predijeron si un receptor ionotrópico respondería a ácidos o aminas. Verificaron estas predicciones usando ingeniería genética para visualizar las respuestas de un receptor ionotrópico llamado Ir41c en el mosquito. Las neuronas que expresan Ir41c fueron activadas por un tipo de amina como se predijo, pero fueron inhibidas (apagadas) por un tipo diferente de amina.
Potter sospecha que la capacidad de las neuronas que expresan receptores ionotrópicos para ser activadas e inhibidas por los olores puede permitir que los mosquitos aumenten el rango de respuestas que los receptores ionotrópicos pueden desempeñar en la detección de olores y en los comportamientos de conducción. Los estudios futuros, dice, se centrarán en identificar los receptores ionotrópicos específicos que hacen que los mosquitos se sientan atraídos por los olores humanos.
Esta investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud (R01Al137078), el Departamento de Defensa, el Premio Acelerador Postdoctoral de Johns Hopkins, el Instituto de Investigación de Malaria de Johns Hopkins, el Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería y Bloomberg Philanthropies.