Desvelar los secretos de la respuesta inmunitaria antivírica del mosquito
La mayor prevalencia y peligro que suponen las enfermedades transmitidas por insectos (arbovirus) como los provocados por los virus del Zika, la fiebre amarilla, el dengue y el chikungunya, es esencial comprender mejor las interacciones entre el virus y el insecto que acaban por determinar su contagio a humanos. El virus de la fiebre del dengue provoca entre 100 y 400 millones de contagios humanos y los mosquitos son sin duda una parte fundamental del ciclo de contagio, si bien los mecanismos moleculares subyacentes no se conocen con precisión. «Los mosquitos se contaminan con los virus al alimentarse con sangre. Estos virus se multiplican en el organismos del mosquito hasta llegar a las glándulas salivares desde donde acaban contagiando a un nuevo huésped. En el organismo del mosquito, el virus se encuentra con obstáculos anatómicos y con la respuesta inmunitaria del mosquito. Dado que este sistema inmunitario podría suprimir el virus en defensa de la vida del mosquito, es un factor determinante del contagio», explica Ronald van Rij, profesor de virología experimental en la Universidad Radboud (Países Bajos) e investigador principal del proyecto financiado por el CEI ViVARNAsilencing (Antiviral Defense in the Vector Mosquito Aedes aegypti: induction and suppression of RNA silencing pathways). «Se sabía que a los virus en replicación se les ataca mediante una respuesta inmunitaria de pequeña envergadura mediada por ARN, denominada ARN de interferencia. En su ruta, el ARN vírico replicante (de doble hélice) se descompone en fragmentos más pequeños denominados ARN interferente pequeño que se emplean para degradar aún más el ARN vírico y reducir la replicación vírica.
Piwi-ARN: potentes contra los virus
El fundamento del trabajo desarrollado en el proyecto se basó en otra ruta de ARN de pequeño tamaño denominada ARN asociados a Piwi (Piwi-ARN) la cual también tiene como diana virus en el mosquito. Los Piwi-ARN son un tipo enigmático de ARN de pequeño tamaño que se han estudiado sobre todo en animales de laboratorio, pero el trabajo de ViVARNAsilencing mostró que muestran una actividad mucho más amplia de lo que se pensaba hasta ahora. «El ARN vírico se descompone en Piwi-ARN, los cuales podrían incluir en la inmunidad antivírica», continúa van Rij. «Lo que nos sorprendió completamente fue que la ruta de Piwi-ARN podría además influir en los procesos de regulación génica. LA ruta de Piwi-ARN en los mosquitos parece haber adquirido funciones adicionales en comparación con otros organismos de laboratorio, entre las que se incluyen la regulación génica y la defensa contra los virus». «Esto reviste importancia para entender el contagio de los virus a través de los mosquitos Es más, en colaboración con otros investigadores, descubrimos que el genoma del mosquito cuenta con fragmentos de secuencias víricas y que estas se emplean para producir Piwi-ARN, lo cual da pie a la interesante posibilidad de que estos fragmentos supongan una forma heredable de inmunidad antivírica basada en Piwi-ARN». Van Rij y su equipo lograron descubrir qué familias de virus pueden atacarse mejor mediante la ruta Piwi-ARN y también mostraron en un trabajo posterior financiado por el Consejo Danés de Investigación que los Piwi-ARN son fundamentales para el desarrollo embrionario del mosquito.
Implicaciones mayores y visión de futuro
En paralelo a la oportunidad de formar en el proyecto a varios doctorandos y postdoctorados muy motivados, la investigación de van Rij y su equipo tiene implicaciones mayores. «Hemos observado una ampliación del hábitat de los mosquitos desde climas tropicales a otros más templados, de lo que se extrae que el rango geográfico de susceptibilidad humana a distintos virus también ha aumentado», añade van Rij. «Está cada vez más claro que los mosquitos portan un repertorio mucho más grande de virus de lo que se pensaba hasta ahora, y es necesario determinar su potencial para provocar patologías en humanos». Los mosquitos son un componente fundamental del ciclo de contagio, por lo que conocer mejor los mecanismos que frenan la replicación del virus en el mosquito ofrecerá información importante sobre la transmisión de arbovirus, lo que a su vez podría contribuir al desarrollo de métodos nuevos de control del contagio de arbovirus también a humanos. En lo referente al corto plazo, can Rij y su equipo están investigando varios de los resultados más sorprendentes del proyecto. «Una de estas investigaciones será un seguimiento y estudio en profundidad de la función de los fragmentos virales integrados en la inmunidad antivírica heredable. De hecho, dos artículos preliminares de la revista bioRxiv a las que contribuimos apuntan a que estos fragmentos de virus controlan la infección vírica en los ovarios de los mosquitos».
Palabras clave
ViVARNAsilencing, mosquitos, ARN, Piwi-ARN, antivírico, virus, respuesta inmunitaria, regulación génica, interacción con PIWI, ruta de ARN, arbovirus
