Del olfato de los mosquitos

Los científicos y los fabricantes de repelentes saben desde hace tiempo que el dióxido de carbono (CO₂) exhalado al respirar, o el octanol, un volátil presente en el sudor, crean en el aire corrientes para que los zancudos lleguen hasta la víctima. Lo que no sabían y acaba de ser descubierto es que los mosquitos tienen más de un receptor de olores y sabores en cada una de sus miles de neuronas olfatorias. Este fenómeno los hace únicos en el reino animal.

En 2004, Richard Axel y Linda Buck recibieron el Nobel de Medicina por sus descubrimientos sobre el sentido del olfato. Una década antes habían comprobado que hay unos 1.000 genes que intervienen en el proceso de oler y que dan lugar a un número similar de receptores olfativos. Sus trabajos también demostraron que cada neurona olfatoria expresaba sólo uno de estos receptores, cuya información percibida del exterior enviaba como señal eléctrica al bulbo olfatorio, la parte del cerebro de los mamíferos que procesa e interpreta el mundo de los aromas.

Leslie Vosshall, es la responsable del Laboratorio de Neurogenética y Conducta de la Universidad Rockefeller (EE UU), y fue alumna de Richard Axel, nos dice ahora que “los mosquitos han tirado a la basura todas las reglas de Axel y Buck”. Esta afirmación de Vosshall es el resultado de quien desde hace años se ha centrado en entender cómo es el sistema olfatorio de los mosquitos en la especie Aedes aegypti, comúnmente conocida como el mosquito del dengue, por ser vector del virus que causa esta enfermedad, pero sus picotazos también pueden inocular otros gérmenes patógenos que provocan la fiebre amarilla (https://bit.ly/3UfQ0D2) las fiebres del chikunguña, así como la fiebre de Zika (https://bit.ly/2LurjBP), o del virus Mayaro.

Leslie, quien físicamente se parece y mucho a mi hija Beatriz, sabe como bloquear la percepción de los olores de las hembras del aegypti, las únicas que pican, y también sería merecedora de un Premio Nobel. Pero ese bloqueo no va a ser tan fácil. Los últimos resultados de la investigación de Vosshall y sus colegas, publicados en la revista científica Cell, muestran que los mosquitos tienen, como el resto de animales, un único receptor en algunas de sus neuronas.

Pero los de esta especie pueden tener hasta otros dos receptores en la mayoría de las neuronas. “Si eres un ser humano y pierdes un solo receptor de olor, todas las neuronas que expresan ese receptor perderán la capacidad de percibir ese olor”, explica la investigadora. “Se necesita algo más para acabar con los mosquitos porque deshacerse de un solo receptor no tiene ningún efecto”, añade. “Cualquier intento futuro de controlar los mosquitos con repelentes o cualquier otra cosa debe tener en cuenta cuán inquebrantable es su atracción por nosotros”, completa.

Una vez secuenciado el genoma del mosquito e identificados los genes que expresan los receptores olfatorios, las investigadoras usaron varias técnicas para rastrearlos y localizarlos en las neuronas. Con la moderna técnica de edición genética CRISPR, (https://bit.ly/2PkRw9O) por ejemplo, lograron introducir proteínas fluorescentes de distintos colores para diferentes receptores y fue así como pudieron ver que en muchas neuronas se activaban más de uno.

Comprobaron que las neuronas estimuladas por el octenol del olor humano también eran activadas por otros compuestos químicos derivados del amoníaco, las aminas, que atraen igualmente a los insectos. El1-Octen-3-ol, octenol para abreviar y también conocido como “alcohol de setas”,​ es una sustancia química contenida en la respiración humana, el sudor y el tabaco y que atrae a los insectos que pican como los mosquitos.

Leslie Vosshall, trabaja en el Laboratorio de Neurogenética y Conducta de la Universidad Rockefeller y con ella, Meg Younger investigadora de la Universidad de Boston (EE UU) y coautora del estudio detalla el hallazgo: “Sorprendentemente, las neuronas para detectar humanos a través de 1-octen-3-ol [octenol] y los receptores de aminas no eran poblaciones separadas”. En un correo, su colega Margo Herre, de la Universidad Rockefeller, amplía esto: “Los mosquitos también usan aldehídos decanales y undecanales [dos compuestos químicos volátiles] y hay que investigar más para saber la composición exacta del olor humano y cuáles de los olores detectan los mosquitos”.

La imagen que describen estos descubrimientos es que los aegypti cuentan con sistema de doble o triple redundancia en el que si no logran percibir un aroma, detectan otro o un tercero. Y si detectan todos, la señal se amplifica. Como dice Vosshall en una nota: “Los mosquitos tienen un plan b para su plan b de su plan b. Para mí, el sistema es irrompible”.

El hallazgo podría tener grandes implicaciones y explicaría los repetidos fracasos en el control de estos mosquitos como vectores de diversos patógenos. Recuerda MegYounger, que las hembras son hematófagas “porque necesitan las proteínas presentes en la sangre para que maduren sus huevos”. Hay millones de años de evolución que respaldan su afán de picar. Hasta ahora, los diferentes intentos de bloquear sus receptores olfatorios por modificación genética han fracasado, quizá porque partían de la idea aceptada de la especificidad de que un gen concreto expresaba sólo un determinado receptor para cada tipo de neurona.

El mismo enfoque explicaría la relativa eficacia del DDT, el repelente descubierto por los militares estadounidenses en 1946 y que está en la composición de la inmensa mayoría de repelentes químicos. Aunque su mecanismo no está aún claro, se cree que la N,N-Dietil-meta-toluamida (DEET) inhibe los receptores del CO₂ o el ácido láctico, pero aún quedarían otros en la misma neurona en el supuesto de que dejáramos de respirar o de sudar para tratar de pasar desapercibidos. La parte buena de la mala noticia de esta investigación es que ahora se sabe que hay que centrar los esfuerzos en varios receptores a la vez, y no en uno solo.

Queda también por saber si también pasa con otras especies de zancudos picadores, como el Aedes albopictus, las diversas especies de anopheles, que transmiten la malaria, o los culex, como el mosquito común o el tigre que, salvo raras ocasiones, solo provocan la molestia del picor. Christopher Potter neurocientífico de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins (EE UU) teme que sí. En 2019, en su laboratorio, comprobaron que la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) también tenía esta expresión doble o triple de receptores en una neurona, y en la primavera de este año publicaron que habían encontrado lo mismo en una especie de mosquitos anófeles.

Potter, que no está relacionado con la actual investigación, cree que “esta redundancia podría ser algo habitual entre los insectos”. Y destaca del trabajo de su colega que “el dogma anterior a esto era que una neurona olfativa solo expresaría un tipo de receptor olfativo; esa era la regla hasta donde sabíamos”, pero, concluye: “el trabajo de la doctora Vosshall sugiere ahora que las neuronas olfativas de un mosquito podrían ser mucho más adaptables, especialmente hacia olores importantes como los que desprenden los humanos que necesitan para localizar a sus huéspedes”.

Leslie Birgit Vosshall (nacida el 5 de julio de, 1965) es neurobióloga, actualmente investigadora del Howard Hughes Medical Institute (HHMI) y del Robin Chemers Neustein -Professor of Neurogenetics and Behavior at The Rockefeller University- En 2022 fue propuesta como Chief Scientific Officer y Vicepresidente del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI). La Dra Vosshall tambie dirige el Kavli Neural Systems Institute de la Universidad Rockefeller.

Revisado en Londres, el lunes 19 de septiembre del año 2022