Los mosquitos Culex transmiten el virus del Nilo Occidental. Foto cortesía de CDC
El animal más mortífero del mundo no es el tiburón, el tigre de Bengala ni ninguna serpiente venenosa. Es el mosquito hembra.
Cuando este molesto insecto chupa la sangre humana para ayudarla a poner sus huevos, puede contagiar con enfermedades potencialmente mortales como la malaria, el dengue, los virus del Zika y del Nilo Occidental, la filariasis linfática (LF) y más.
De acuerdo con la Asociación Estadounidense de Control de Mosquitos más de un millón de personas mueren cada año a causa de estos insectos. Y de acuerdo con los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EEUU, la mitad de la población mundial actual está en riesgo de contraer malaria y el 40 por ciento está en riesgo de dengue.
La LF afecta a personas en 72 países y es una de las principales causas de discapacidad permanente en todo el mundo.
A principios de este año, The Lancet publicó un estudio que muestra que a medida que el mundo se calienta con el cambio climático, la duración de la temporada de mosquitos y la propagación geográfica de las enfermedades transmitidas por mosquitos crece cada vez más y las enfermedades surgen en nuevos sitios o resurgen en zonas donde habían sido erradicadas.
El estudio halló que para 2070 la población en riesgo de malaria y dengue probablemente aumente hasta en 4.700 millones de personas.
Mientras tanto, científicos y empresarios de Israel comprenden los problemas y los riesgos y desarrollan ingeniosas soluciones para este creciente problema.
Control genético
El profesor Philippos Aris Papathanos, director del Laboratorio de Genética de Insectos de la Universidad Hebrea de Jerusalén, recibió una subvención de la Fundación Bill & Melinda Gates para desarrollar nuevos enfoques genéticos para controlar las poblaciones de mosquitos transmisores de la malaria.
“Estamos construyendo una variante moderna de una vieja idea que existe desde hace 70 años: controlar a los mosquitos modificando y manipulando su genética”, le explicó Papathanos a ISRAEL21c en Español.
El especialista indicó que, en teoría, la esterilización y liberación de mosquitos macho individuales conduce al colapso de la población.
Sin embargo, esta técnica ha sido difícil de escalar al nivel necesario de toda una ciudad, país o continente.
En vez de la esterilización, el laboratorio de Papathanos utiliza tecnología de repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas (CRISPR), una técnica de vanguardia para modificar el cromosoma de los mosquitos macho de la malaria para que solo produzcan crías masculinas que hereden el cromosoma alterado.
Así se busca que con el tiempo no haya más hembras y, por lo tanto, no habrá más picaduras transmisoras de enfermedades.
“Este método puede suprimir la población de una manera más potente porque los genes están diseñados para diseminarse a través de la población. No necesitamos mejorar si hacemos que el sistema sea más eficiente con la menor cantidad de insectos liberados. El campo está a unos cinco años de tener una prueba de principio lista en el laboratorio. Saber cuándo se aplicará es diferente porque los lanzamientos requerirán personas con antecedentes diversos, como científicos sociales, partes interesadas locales, biólogos evolutivos y ecologistas. Mientras, toda una comunidad prospera en torno a esta idea”, indicó Papathanos, que trabaja en esto desde 2005 luego de obtener su doctorado en el Imperial College de Londres.
Mientras el científico trabaja en su método de modificación genética, varias compañías de Israel aplican métodos de control de mosquitos, incluida la “técnica de insectos estériles” (SIT). En ese caso, los mosquitos hembra se aparean una sola vez y cuando lo hacen con un macho esterilizado, sus huevos no eclosionan.
Los machos pueden esterilizarse con irradiación o modificación genética.
Senecio Robotics: esterilidad asequible
La producción industrial de mosquitos estériles de Senecio Robotics usa visión por computadora a lo largo de cintas transportadoras presurizadas para retirar a las hembras y empaquetar a los machos esterilizados para operaciones de control de plagas a gran escala.
“Es como las líneas de producción de alimentos o medicinas solo lo que las cintas transportadoras llevan mosquitos macho que no pican y que están listos para ser derivados a su liberación. Esta tecnología permite el procesamiento de millones de mosquitos a la vez que se combina garantía de calidad, recuento y eliminación de hembras residuales”, expresó Hanan Lepek, director ejecutivo de Senecio.
Para él, la clave es la flexibilidad y lo modular que es el diseño, que, básicamente, puede enviar la larva de mosquito a los puntos finales donde emergerán, se contarán, identificarán y empaquetarán o tendrán una ubicación centralizada donde los mosquitos se envasan y luego se liberan.
Senecio tiene patentes sobre sus innovaciones para la cría de insectos, redes neuronales que clasifican las especies de mosquitos, envasado automático, planificación de misiones y liberación desde tierra o aire.
“Somos la única empresa con la capacidad de liberar mosquitos de aviones que vuelan”, afirmó Lepek.
Creada en 2014 y respaldada por inversores de riesgo de EEUU y Europa, la Autoridad de Innovación de Israel, el programa Horizonte 2020 de la Unión Europea y la Fundación BIRD, Senecio desarrolló una unidad modular para producir, clasificar y envasar millones de mosquitos estériles por semana, reduciendo los costos de forma drástica.
Sus clientes pueden operar las unidades de la fábrica o comprar mosquitos estériles envasados a través de un modelo de suscripción. Cada lote está lleno de cientos de mosquitos, a un costo comparable al de la liberación de insecticidas.
“Llevaremos el costo del mosquito estéril a un punto en que las ciudades finalmente puedan afrontar un pago y para que finalmente toda la operación sea accesible para todos los ciudadanos”, explicó Lepek.
En la actualidad Senecio tiene programas piloto en Europa y EEUU.
La empresa también ofrece tecnología de mapeo automatizada -la primera en su tipo- para indicar dónde se encuentran los mosquitos. Esto se sincroniza con el plan de liberación para monitorear la reducción en la población de mosquitos.
“Las autoridades sanitarias tienen programas de vigilancia en todo el mundo que cuentan los insectos con pinzas. Ponemos ese proceso en la nube y dejamos que el robot haga las aburridas tareas de separación de mosquitos e identificación de los mosquitos comunes”, describió Lepek.
Diptera.ai: mejor clasificación por sexo
“Si la esterilización es ecológica y eficaz, ¿por qué sigue estancada en la fase de prueba? Porque se necesita asegurar la liberación solo de machos y la clasificación por sexo está en un cuello de botella”, aseveró Vic Levitin, director ejecutivo de Diptera.ai de Jerusalén.
Según el directivo, los mosquitos tienen una vida útil corta, por lo que normalmente se necesita una instalación de producción de insectos cerca del sitio de liberación. “Nuestra innovación es la clasificación por sexo de manera eficiente y precisa en la etapa larvaria que dura dos semanas. Podemos producir larvas en masa en una instalación central y enviarlas a todos los países”, explicó.
Los suscriptores de la compañía reciben contenedores sellados con una fecha que muestra cuando los mosquitos están listos para ser liberados.
“Allí dentro tienen comida y agua. Cuando están listos para nacer, se drena el agua y los mosquitos salen volando”, indicó Levitin, que manifestó también que ese esquema, reduce los costos hasta el punto en que la empresa puede ingresar a nuevos mercados, incluso a propietarios privados.
Una investigación de mercado de Diptera.ai demostró que su solución es 20 veces menos costosa que los métodos existentes.
Diptera.ai -una compañía graduada en octubre de 2020 de la aceleradora IndieBio– estaría en condiciones de implementar su clasificación por sexo en etapa larvaria para el control biológico de muchos tipos de insectos, incluidos los domésticos y plagas agrícolas.
En ese sentido, Levitin predijo que los métodos para controlar los mosquitos sin pesticidas serán necesarios en cada vez más lugares a medida que el cambio climático empeore el problema. “Para 2050, la mitad de la población mundial, incluidos EEUU, vivirá en áreas lo suficientemente cálidas para los mosquitos que transmiten enfermedades”, dijo.
Forrest Innovations: esterilización de mosquitos locales
Forrest Innovations aplica su método de esterilización de control natural de vectores (NVC) seguro y respetuoso con el medio ambiente a mosquitos macho recolectados y cultivados en la localidad a tratar.
“Los mosquitos locales se adaptan mejor a las condiciones climáticas y a las feromonas de las hembras locales. Los reguladores están contentos de que no introduzcamos mosquitos de otro lugar ni mosquitos modificados de forma genética. No hay residuos detectables de los componentes que usamos para esterilizarlos, por lo que son mosquitos realmente naturales”, aseguró Nitzan Paldi, director ejecutivo de la empresa.
En estos días, los proyectos de Forrest Innovations se aplican en Brasil, donde es el único proveedor de NVC.
Pronto, la compañía se cotizará en bolsa y comenzará a expandir su solución modular y escalable para detener las enfermedades transmitidas por mosquitos (pendiente de aprobación regulatoria) en EEUU, India y otras naciones del sudeste asiático, donde ocurre el 75 por ciento de los casos de dengue.
“Para ello, las personas vendrán a una instalación de capacitación central para aprender todo sobre el control natural de vectores y luego volverán a sus regiones y establecerán unidades móviles de producción”, dijo Paldi, que comparó el proceso con el de McDonald’s que brinda capacitación y suministros estandarizados a sus sucursales en todo el mundo.
“De ese modo podemos expandirnos muy rápidamente en los próximos tres o cuatro años”, añadió.
Como se describió recientemente en el Journal of Infectious Diseases, la liberación de mosquitos macho tratados con NVC de Forrest en un ensayo controlado en Brasil redujo la progenie de mosquitos vivos en más del 91 por ciento y achicó de forma significativa la incidencia de dengue en las regiones tratadas.
Zzapp: localización de criaderos
Con sede en Tel Aviv, ZzappMalaria usa inteligencia artificial para predecir la ubicación de cuerpos de agua estancados donde se reproducen los mosquitos de la malaria.
Luego, un software móvil ayuda a los trabajadores de campo a administrar un tratamiento efectivo con larvicida en las áreas detectadas, incluso con presupuestos limitados y condiciones ambientales difíciles.
El año que viene, un nuevo acuerdo con la compañía israelí Airobotics le proporcionará drones para su primer proyecto comercial en Santo Tomé y Príncipe en África Central el próximo año.
Zzapp es subsidiaria de Sight Diagnostics, desarrollador de Parasight (un sistema basado en inteligencia artificial que diagnostica de forma precisa y rentable la malaria en 24 países).
En 2016, Arnon Houri-Yafin pasó tres meses en hospitales de la India como jefe del equipo de investigación y desarrollo de Sight. Allí vio el costo humano de la malaria, especialmente en los niños.
Luego de investigar el problema, fundó Zzapp para identificar y superar los desafíos que han impedido que los tratamientos con larvicidas tengan éxito en las naciones africanas subsaharianas.
“Al ver los países donde se erradicó la malaria, el control de los criaderos de mosquitos fue casi siempre un componente importante de la solución”, afirmó Houri-Yafin.
Por su parte, Michael Ben Aharon, vicepresidente de asociaciones y crecimiento de Zzapp, explicó: “Es necesario hallar el 90 por ciento de las fuentes de agua y tratarlas para erradicar la malaria. Si es inferior al 90 por ciento, no se puede eliminar la enfermedad. En un entorno tropical, como el África subsahariana, es difícil encontrar y tratar el 90 por ciento de las fuentes de agua”.
Zzapp ya ganó prestigiosos premios, incluido el de competencia IBM Watson AI for Good XPRIZE y Cisco Global 2021.
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