Garrapatas modificadas genéticamente para poder hacerlas inofensivas

Cuando nacemos, venimos al mundo con un larguísimo libro empaquetado en nuestro interior: se trata de nuestro código genético, la receta de cocina que guía nuestro desarrollo durante toda la vida. También otros animales traen su receta, así como las plantas, y hasta los virus. Cuando nos preguntamos si ómicron causará una infección más leve que delta o si escapará a las vacunas, queremos saber qué efectos producen las ligeras variaciones entre una receta y otra.

Claro está que el código genético no es lo único que determina cuánto mediremos, el color de nuestro pelo o las enfermedades que contraeremos. El entorno también juega un papel fundamental, e incluso el entorno en el que viven nuestros padres puede influir en nuestros genes. Pero conocer nuestro código genéticonos desvela información valiosísima sobre cómo somos.

Desentrañar este código no es nada sencillo. Si tienes una cierta experiencia en la cocina, te harás una idea bastante ajustada del papel que juega cada ingrediente y cada una de las acciones que pide tu receta favorita. Habrás experimentado, añadiendo o quitando ingredientes y cambiando ligeramente algunos pasos, hasta saber la función de cada elemento en la receta.

Modificar genes para saber qué hacen

Para conocer el código genético, por ejemplo, de un mosquito, la estrategia es la misma: se modifican ciertos genes deliberadamente y se compara el desarrollo de los mosquitos modificados con otros sin modificar, hasta saber qué efecto tienen los genes modificados. Esta estrategia ha sido posible gracias al desarrollo de CRISPR, una técnica de modificación genética revolucionaria por su simplicidad y su bajo coste.

Gracias a CRISPR, podemos ir incluso más allá y utilizar la modificación genética para prevenir enfermedades. Hace unos meses se propuso utilizar esta técnica para esterilizar a los mosquitos portadores de virus como el dengue, el chikunguña o el Zika y evitar su reproducción. Pero en otras especies, como las garrapatas, hay impedimentos técnicos que hacen difícil utilizar la técnica CRISPR.

Para llevar a cabo la edición genética, una posibilidad es inyectar los componentes necesarios en el embrión. Pero los embriones de las garrapatas tienen una enorme presión dentro de los huevos, tienen una envoltura durísima y además van recubiertos por una cera. Todos estos factores hacen que sea prácticamente imposible inyectar el material necesario en el embrión: retirar la cera es difícil, y la envoltura rompe las agujas.

En cualquier caso, inyectar embriones es una tarea de alta precisión. Como alternativa, recientemente se ha desarrollado una técnica llamada ReMOT Control (Receptor-Mediated Ovary Transduction of Cargo, cuyas siglas hacen un juego de palabras con “mando a distancia”). Aquí, basta inyectar a un organismo adulto para que pase la modificación genética a su descendencia. Esta técnica se ha utilizado con éxito en otras especies de artrópodos, pero hasta ahora no se había probado en garrapatas.

Sin embargo, la dificultad de modificar garrapatas genéticamente tiene consecuencias que van mucho más allá de la entomología. Las garrapatas transmiten una gran variedad de patógenos a personas y animales, tanto domésticos como salvajes. En Europa, la infección más común es la enfermedad de Lyme. Si no se trata, puede llegar a provocar parálisis facial, dolores en las articulaciones o palpitaciones. Los tratamientos no siempre son totalmente eficaces, y no se le conoce vacuna.

Así y todo, la comunidad científica sabe muy poco sobre las garrapatas, a diferencia, por ejemplo, de los mosquitos. El problema podría ir incluso a peor, dado que el cambio climático está permitiendo que las garrapatas invadan zonas nuevas y puedan infectar a más animales y personas.

Combatiendo la dureza

Ahora, un nuevo estudio ha conseguido modificar genéticamente las garrapatas. Así, supera un obstáculo importante para llevar a cabo la investigación necesaria para controlar las enfermedades que transmiten. En el trabajo se desarrolla un protocolo para inyectar embriones y otro para inyectar adultos, y ambos se llevan a cabo con éxito.

El reto principal para inyectar embriones era su dureza. Para combatirla, el equipo de la investigadora Monika Gulia-Nuss, de la Universidad de Nevada en Reno, retiró el órgano que produce la cera que envuelve los embriones antes de que las hembras pongan los huevos. Además, sometieron los huevos a un tratamiento para reducir la presión y eliminar la envoltura exterior. Así, consiguieron inyectar los componentes para llevar a cabo la edición genética en los embriones.

También lograron utilizar la técnica ReMOT Control para inyectar estos componentes en hembras adultas y hacerlos llegar a los ovarios. La técnica ya se había probado con éxito en otros artrópodos, pero esta es la primera vez que se lleva a cabo en garrapatas. Esta segunda técnica ofrece una ventaja notable. Es mucho más fácil de llevar a cabo, y logra modificar un porcentaje similar de los genes.

Dramático acelerón

Según Gulia-Nuss, la investigadora principal del estudio, entender los tiempos de desarrollo de los embriones fue crítico para el éxito de la investigación. Hasta ahora no estaban muy estudiados, pero para el nuevo estudio era importante saber en qué momento preciso inyectar el compuesto de modificación genética para tener la mayor probabilidad de inducir cambios genéticos.

El siguiente reto será aumentar la tasa de supervivencia de los embriones inyectados. En este estudio sobrevivieron en torno al 10%, una tasa comparable a la de los embriones sin inyectar. Pero, si se logran entender los mecanismos moleculares que rigen la edición genética en las garrapatas, esta cifra podría aumentar.

Más allá de proponer la nueva técnica de modificación genética, el nuevo trabajo ya ha comenzado a investigar sus efectos. Las modificaciones que han llevado a cabo parecen cambiar el entendimiento previo sobre un mecanismo de reparación del ADN de las garrapatas.

Es el primer paso de una larga lista de nuevos avances que ayudarán a controlar las enfermedades transmitidas por garrapatas, según espera el equipo investigador. Esta es la primera vez que se logra editar el genoma de estos artrópodos, y esperan que las herramientas que han desarrollado “aceleren dramáticamente nuestro entendimiento de la biología molecular de esta especie de garrapata y de otras relacionadas”.

QUE NO TE LA CUELEN:

• La modificación genética no es algo nuevo, y CRISPR no es, ni mucho menos, la primera técnica que la hizo posible. Desde tiempo inmemorial se seleccionan artificialmente los árboles que producen frutos más grandes y más dulces, las vacas que producen más leche o las plantas de maíz más fáciles de moler. Este proceso altera el código genético de los organismos, y puede acarrear modificaciones impredecibles (como la displasia de cadera en ciertas razas de perro). En cambio, CRISPR permite una edición mucho más rápida que afecta a genes específicos.

REFERENCIAS (MLA):

• Sharma, Arvind, et al. “Cas9-mediated gene editing in the black-legged tick, Ixodes scapularis, by embryo injection and ReMOT Control”. iScience, 2022.https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.103781