Patrones de resistencia en mosquitos Culex: un estudio en Illinois

Las enfermedades transmitidas por vectores son enfermedades que se propagan por insectos, y son un problema importante en todo el mundo. Estas enfermedades causan más del 17% de todas las enfermedades infecciosas y llevaron a casi 850,000 muertes en 2021. Una de las enfermedades preocupantes es el Virus del Oeste del Nilo (WNV). Este virus se transmite principalmente por los mosquitos Culex y puede causar síntomas que varían desde fiebre leve hasta enfermedades graves del cerebro. El WNV se encuentra en muchas partes del mundo, incluyendo África, Europa, Medio Oriente, América del Norte y Asia Occidental. En los Estados Unidos continentales, el WNV es la enfermedad transmitida por mosquitos más común, con más de 51,000 casos reportados entre 1999 y 2019. Sin embargo, muchos casos probablemente no se reporten debido a síntomas leves o falta de acceso a atención médica.

Actualmente, no hay vacunas ni tratamientos específicos disponibles para el WNV. Para controlar la propagación del virus, es esencial manejar las poblaciones de mosquitos. Esto generalmente se hace a través de programas de control de mosquitos que se centran en larvas en fuentes de agua. En casos donde hay picos repentinos en la actividad de mosquitos o casos humanos reportados, se emplean métodos de control de emergencia, como el uso de pesticidas para matar mosquitos adultos. Sin embargo, la dependencia de estos tratamientos químicos genera preocupaciones sobre los mosquitos que desarrollan resistencia a los insecticidas, lo que puede suceder cuando se abusan de los pesticidas.

#Resistencia a Insecticidas

Se ha notado resistencia a insecticidas comunes, como los piretroides y organofosforados, en poblaciones de mosquitos Culex en todo el mundo. Existen varios mecanismos que permiten a estos mosquitos sobrevivir a la exposición a insecticidas. Los dos tipos principales de resistencia son mutaciones en el sitio objetivo y resistencia metabólica. Las mutaciones en el sitio objetivo ocurren cuando un gen cambia de tal manera que hace que el insecticida no sea efectivo. Por ejemplo, un cambio específico en un gen del canal de sodio permite que algunos mosquitos resistan los efectos de los piretroides. Esto se conoce como "resistencia a la caída". Otra mutación afecta a una enzima que los insecticidas organofosforados atacan, haciendo que la enzima sea menos efectiva.

La resistencia metabólica se produce cuando los mosquitos pueden descomponer los insecticidas más rápido o almacenarlos de formas que disminuyen su impacto. Esto a menudo implica cambios en familias específicas de genes responsables de la desintoxicación.

Controlar las enfermedades transmitidas por mosquitos a nivel global depende principalmente de estrategias basadas en insecticidas. Dado que las opciones de insecticidas disponibles son limitadas, monitorear y manejar la resistencia en las poblaciones de mosquitos es crucial. Algunos estudios han mostrado que las poblaciones de Culex en Illinois han demostrado resistencia a la permetrina y al Malatión, pero la extensión de esta resistencia y los mecanismos detrás de ella no se comprenden completamente.

#Estudio de Poblaciones de Mosquitos Culex en Illinois

Para entender mejor la resistencia a insecticidas en los mosquitos Culex, los investigadores realizaron estudios en Illinois durante tres temporadas de muestreo. El objetivo era evaluar los niveles de resistencia e identificar las razones subyacentes de esta resistencia.

#Recolección de Muestras

Para el estudio, se eligieron lugares basados en su importancia para la salud pública, a menudo cerca de trampas que detectan el Virus del Oeste del Nilo. Los investigadores colocaron recipientes llenos de agua y mezclas de hierba durante la noche para atraer a las hembras de Culex a poner huevos. Al día siguiente, se verificó la presencia de bultos de huevos y se recolectaron para un estudio más detallado.

#Cría y Mantenimiento

Una vez que los huevos eclosionaron en larvas, se criaron en entornos controlados donde se les alimentó con una dieta de comida para peces, levadura y alimento para conejos. Las larvas se monitorearon hasta que se desarrollaron en mosquitos adultos. Los adultos se mantuvieron en condiciones que imitan su hábitat natural, con acceso a agua con azúcar para obtener energía.

#Pruebas de Resistencia

Los investigadores utilizaron pruebas específicas para evaluar la resistencia de las hembras de mosquitos de 3 a 5 días de edad a la permetrina y al malatión. Colocaron a los mosquitos en botellas recubiertas con insecticidas y monitorearon sus tasas de mortalidad durante un tiempo definido. A través de estas pruebas, determinaron cuántos mosquitos sobrevivieron tras la exposición a los insecticidas. Se calcularon las tasas de mortalidad promedio, con menos del 90% de mortalidad en momentos específicos indicando resistencia.

#Análisis Genético

Para investigar la base genética de la resistencia, los investigadores secuenciaron un gen vinculado a la resistencia a la caída. Las muestras de mosquitos se prepararon y procesaron cuidadosamente para extraer ADN. Los datos genéticos permitieron a los investigadores identificar mutaciones específicas relacionadas con la resistencia.

#Pruebas de Actividad Enzimática

Además del análisis genético, los investigadores probaron un subconjunto de mosquitos para aumentar la actividad enzimática utilizando varios ensayos bioquímicos. Estas pruebas tenían como objetivo entender si ciertas enzimas contribuían a la capacidad de los mosquitos para resistir insecticidas.

#Hallazgos

El estudio reveló una variación considerable en la resistencia entre las poblaciones de Culex en Illinois. Algunas áreas tenían altos niveles de resistencia a la permetrina, mientras que las tasas de mortalidad por malatión eran más variables. En general, los mosquitos Culex pipiens mostraron más resistencia en comparación con los Culex restuans.

#Patrones de Resistencia Genética

El estudio encontró que la mutación de resistencia a la caída estaba presente en la mitad de las muestras secuenciadas de Culex pipiens, pero ausente en Culex restuans. La frecuencia de esta mutación era más alta en las partes del sur del estado, sugiriendo diferencias regionales en la resistencia a insecticidas.

#Mecanismos de Resistencia Bioquímica

Las mediciones de niveles enzimáticos revelaron niveles elevados de α-esterasa en algunas poblaciones de Culex pipiens, sugiriendo un vínculo entre estas enzimas y la resistencia al malatión. Sin embargo, las diferencias en los niveles enzimáticos variaron por región, indicando que múltiples factores pueden contribuir a la resistencia.

#Conclusión

La investigación resalta el problema complejo de la resistencia a insecticidas en los mosquitos Culex. Los hallazgos son críticos para las estrategias de salud pública destinadas a controlar las poblaciones de mosquitos y gestionar la propagación de enfermedades como el Virus del Oeste del Nilo.

Entender cómo se desarrolla y varía la resistencia geográficamente puede ayudar a informar mejores prácticas de manejo y medidas de control. El estudio subraya la necesidad de un monitoreo continuo de la resistencia a insecticidas en los mosquitos para mantener esfuerzos efectivos de control de mosquitos.

La investigación enfatiza que tanto los factores genéticos como bioquímicos juegan un papel en la determinación de los niveles de resistencia, y se necesita una investigación adicional para comprender completamente estos mecanismos. Este conocimiento es esencial para adaptar estrategias que combatan la amenaza de enfermedades transmitidas por vectores en Illinois y más allá.