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Nuevas moléculas apuntan al comportamiento de los mosquitos

La investigación revela compuestos que reducen la atracción de los mosquitos hacia los humanos.

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Las hembras de los mosquitos Aedes aegypti son conocidas por atraer a los humanos. Buscan sangre humana para obtener las proteínas que necesitan para desarrollar huevos. Sin embargo, después de alimentarse, su impulso de buscar más sangre disminuye. Este comportamiento se ve influenciado por su estado interno y puede durar hasta que han utilizado los nutrientes de la comida. Si se alimentan de soluciones salinas que no tienen valor nutricional, querrán picar a los humanos de nuevo en aproximadamente 24 horas.

Este cambio de comportamiento está parcialmente controlado por sensores en su cuerpo que detectan cuando están llenas y por caminos neuronales que ayudan a mantener esta sensación de saciedad durante varios días. Estudios anteriores han señalado cómo ciertos caminos relacionados con neuropeptidos juegan un papel en cuán hambrientos se sienten estos mosquitos y cómo actúan después de haber comido. Recientemente, los investigadores descubrieron un receptor específico en estos mosquitos llamado Receptor 7 tipo Neuropeptido Y (NPYLR7) que juega un papel importante en regular su búsqueda de huéspedes después de alimentarse.

Cuando las hembras activan el NPYLR7 después de comer sangre, envían una señal que reduce su deseo de picar. Los investigadores encontraron que estimular este receptor puede evitar que los mosquitos intenten picar incluso si no han consumido nutrientes de la sangre. Por otro lado, si esta señalización se interrumpe ya sea por métodos genéticos o drogas, estos mosquitos siguen buscando huéspedes después de haberse alimentado.

Esta investigación abre una nueva manera de controlar el comportamiento de los mosquitos al apuntar a los caminos que reducen naturalmente su impulso de picar.

Desarrollando Nuecompuestos

En la búsqueda de mejores maneras de gestionar la atracción de los mosquitos hacia los humanos, los científicos diseñaron nuevas moléculas pequeñas que pueden activar el receptor NPYLR7 más eficazmente que los compuestos probados anteriormente. Crearon una variedad de nuevos compuestos químicos y verificaron cuán bien activaron el receptor en pruebas de laboratorio. De un montón de compuestos creados, se sintetizaron 128 y se midió su efectividad usando células humanas.

De estos, se eligieron 30 compuestos para probar su efectividad en controlar el comportamiento de los mosquitos. De estos 30, tres mostraron una fuerte capacidad para reducir la alimentación de sangre, incluso cuando se administraron a una concentración más baja que la que era efectiva anteriormente.

Mientras que algunos compuestos tuvieron buen desempeño en el laboratorio, su efectividad en situaciones de la vida real no siempre coincidió con los resultados de laboratorio. Esta discrepancia muestra la necesidad de métodos de prueba adicionales que puedan conectar mejor los hallazgos del laboratorio con el comportamiento real de los mosquitos.

Impacto en el Control de Mosquitos

Controlar las poblaciones de mosquitos es esencial para reducir la propagación de enfermedades que ellos llevan, como fiebre amarilla, dengue, Zika y chikungunya. Aunque ha habido avances significativos en vacunas y tratamientos, actualmente no hay medicamentos específicos disponibles para estas enfermedades transmitidas por los mosquitos Aedes.

Los métodos existentes para controlar los mosquitos a menudo implican el uso de pesticidas, que pueden volverse menos efectivos con el tiempo a medida que las poblaciones de mosquitos desarrollan resistencia. Nuevos enfoques incluyen liberar mosquitos genéticamente modificados que son estériles o incapaces de transmitir enfermedades. Sin embargo, estos métodos vienen con preocupaciones éticas y ambientales.

La estrategia de desarrollar moléculas pequeñas que afectan el comportamiento de los mosquitos sin matarlos representa un avance significativo. Estos compuestos funcionan al disminuir su deseo de picar, en lugar de eliminarlos completamente, lo que podría ayudar a gestionar las poblaciones de mosquitos de manera más sostenible.

Probando Nuevos Compuestos

Para encontrar los compuestos más efectivos del nuevo lote, los investigadores usaron un dispositivo especial llamado olfactómetro Miniport. Este dispositivo les permitió observar cómo actuaban los mosquitos en respuesta a diversas señales de huéspedes como dióxido de carbono y olores humanos. Probaron los mosquitos después de alimentarlos con los compuestos experimentales y notaron que algunos de estos compuestos redujeron significativamente su atracción por los olores humanos.

En pruebas de seguimiento, los compuestos más prometedores fueron evaluados por su capacidad para bloquear la alimentación de sangre. Se ofreció a los mosquitos la oportunidad de alimentarse después de ser tratados con los compuestos, y los resultados mostraron que varios compuestos redujeron exitosamente el comportamiento de alimentación de sangre.

Curiosamente, algunos compuestos que tuvieron buen desempeño en el laboratorio no dieron los mismos resultados en pruebas del mundo real, destacando de nuevo la necesidad de evaluaciones más exhaustivas de la efectividad de cada compuesto.

El Futuro del Control de Mosquitos

La amenaza continua de enfermedades transmitidas por mosquitos llama a métodos innovadores de control. Los insecticidas tradicionales pueden llevar a resistencia, haciendo esencial desarrollar nuevos enfoques. Las moléculas pequeñas que apuntan a receptores específicos en los mosquitos tienen potencial como una nueva clase de agentes de control.

Los esfuerzos de investigación continúan buscando formas de descubrir métodos de control de plagas no letales que puedan actuar sobre el comportamiento del mosquito. Entender cómo estos compuestos interactúan con la biología de los mosquitos es crucial para futuros avances.

Además, los investigadores también están trabajando en métodos para asegurar que estos compuestos afecten solo a los mosquitos objetivo y no dañen a los insectos beneficiosos. Esto podría implicar diseñar sistemas de entrega que usen olores similares a los humanos para atraer a los mosquitos a trampas sin afectar a otros insectos.

Al combinar el conocimiento científico con estrategias creativas, hay potencial para crear maneras más efectivas y amigables con el medio ambiente para gestionar poblaciones de mosquitos. La investigación continua sobre las estructuras de estos compuestos y cómo interactúan con los receptores de los mosquitos será vital para desarrollar nuevos agentes que puedan ayudar a controlar las poblaciones de mosquitos y reducir el riesgo de transmisión de enfermedades.

Conclusión

La búsqueda de maneras efectivas para gestionar el comportamiento de los mosquitos es más importante que nunca, especialmente con el aumento de las enfermedades que transmiten. La investigación en moléculas pequeñas que pueden manipular la atracción de los mosquitos hacia los humanos ofrece una vía esperanzadora para el futuro. Al enfocarse en estrategias no letales, los científicos creen que pueden ayudar a controlar estas plagas sin causar daño al medio ambiente o a otras criaturas beneficiosas.

A medida que los investigadores construyen sobre los hallazgos relacionados con el receptor NPYLR7 y su papel en el comportamiento de los mosquitos, el objetivo es desarrollar soluciones específicas que puedan ayudar significativamente a reducir las poblaciones de mosquitos y la posible propagación de enfermedades.

Fuente original

Título: Next Generation Neuropeptide Y Receptor Small Molecule Agonists Inhibit Mosquito Biting Behavior

Resumen: Female Aedes aegypti mosquitoes can spread disease-causing pathogens when they bite humans to obtain blood nutrients required for egg production. Following a complete blood meal, host-seeking is suppressed until eggs are laid. Neuropeptide Y-like Receptor 7 (NPYLR7) plays a role in endogenous host-seeking suppression and previous work identified small molecule NPYLR7 agonists that suppress host-seeking and blood feeding when fed to mosquitoes at high micromolar doses. Using structure activity relationship analysis and structure-guided design we synthesized 128 compounds with similarity to known NPYLR7 agonists. Although in vitro potency (EC50) was not strictly predictive of in vivo effect, we identified 3 compounds that suppressed blood feeding from a live host when fed to mosquitoes at a 1 M dose, a 100-fold improvement over the original reference compound. Exogenous activation of NPYLR7 represents an innovative vector control strategy to block mosquito biting behavior and prevent mosquito/human host interactions that lead to pathogen transmission.

Autores: Laura B. Duvall, E. V. Zeledon, L. A. Baxt, T. A. Khan, M. Michino, M. Miller, D. J. Huggins, C. S. Jiang, L. B. Vosshall

Última actualización: 2024-03-05 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.28.582529

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.28.582529.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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