¿Por qué me pican los mosquitos?

La profesora asistente de Ecología y Biología Evolutiva y del Instituto de Neurociencia de la Universidad de Princeton (Estdos Unidos) Carolyn McBride, está investigando la eterna pregunta de cómo y por qué los mosquitos son atraídos por los humanos y, de hecho, los mosquitos portadores de enfermedades como el Zika, la malaria o el dengue, se alimentan casi exclusivamente de personas.

De hecho, de las más de 3.000 especies de mosquitos en el mundo, la mayoría son oportunistas, explica McBride. Pueden picar a mamíferos o pájaros, con una leve preferencia por varias especies dentro de esas categorías, pero la mayoría de los mosquitos no son totalmente indiscriminados ni específicos de cada especie. Pero McBride está más interesada en los mosquitos que los científicos llaman vectores de enfermedades por que son portadores de enfermedades que afectan a los humanos, algunos de los cuales han evolucionado para picar a los humanos casi exclusivamente.

Así, estudia varios de estos mosquitos, entre ellos el 'Aedes aegypti', que es el vector principal de la fiebre del dengue, el zika y la fiebre amarilla, y 'Culex pipiens',que porta el virus del Nilo Occidental. El 'A. aegypti' se especializa en humanos, mientras que el 'C. pipiens' es menos especializado, lo que le permite transmitir el Nilo Occidental de las aves a los humanos.

"Son los especialistas los que tienden a ser los mejores vectores de enfermedades, por razones obvias: pican a muchos humanos", explica McBride, quien trata de entender cómo el cerebro y el genoma de estos mosquitos han evolucionado para que se especialicen en humanos, incluso cómo pueden distinguirnos de otros mamíferos de manera tan efectiva.

Para ayudarla a comprender qué atrae a los mosquitos especializados en humanos, McBride compara el comportamiento, la genética y los cerebros del mosquito Zika con una cepa africana de la misma especie que no se especializa en humanos.

En una línea de investigación, investiga cómo los cerebros de los animales interpretan aromas complejos. Esa es una propuesta más complicada de lo que parece, ya que el olor humano está integrado por más de 100 compuestos diferentes, y esos mismos compuestos, en proporciones ligeramente diferentes, están presentes en la mayoría de los mamíferos.

"Ninguno de esos químicos es atractivo para los mosquitos por sí mismos, por lo que los mosquitos deben reconocer la proporción, la mezcla exacta de componentes que define el olor humano. Entonces, ¿cómo se las arregla su cerebro?", se pregunta McBride. También está estudiando qué combinación de compuestos atrae a los mosquitos. Esto podría llevar a cebos que los atraigan a trampas letales, o repelentes que interrumpan la señal.

La mayoría de los estudios de mosquitos en las últimas décadas han sido experimentos de comportamiento, que requieren mucha mano de obra. "Les das un olor y dices: '¿Te gusta esto?' e incluso con cinco compuestos, la cantidad de permutaciones por las que debe pasar para averiguar exactamente cuál es la proporción correcta, es abrumadora", recuerda. Con 15 o 20 compuestos, el número de permutaciones se dispara, y con el complemento total de 100 es ya astronómico.

Para probar la preferencia de olor de los mosquitos, el laboratorio de McBride ha usado principalmente conejillos de indias, pequeños mamíferos con una mezcla diferente de muchos de los mismos 100 compuestos de olor de los humanos. Los investigadores recogen su olor soplando aire sobre sus cuerpos, y luego presentan a los mosquitos una opción entre el agua de ave de guinea y un brazo humano. Los mosquitos 'domesticados' especializados en humanos 'A. aegypti' irán hacia el brazo el 90 o 95 por ciento de las veces, señala McBride, pero los mosquitos africanos 'salvajes' son más propensos a volar hacia el aroma del conejillo de indias.

En otro experimento reciente, la entonces estudiante de último año Meredith Mihalopoulos reclutó a siete voluntarios e hizo "pruebas de preferencia" con mosquitos de 'A. aegypti', tanto 'salvajes' como 'domésticos'. Dejó que los mosquitos eligieran entre ella y cada uno de los voluntarios, encontrando que algunas personas son más atractivas para los insectos que otras. Luego, Alexis Kriete, un investigador especialista en el laboratorio de McBride, analizó el olor de todos los participantes. Comprobaron que, si bien estaban presentes los mismos compuestos, cada humano era más similar entre sí que a los conejillos de indias.

"No hay nada realmente único sobre cualquier olor a animal --puntualiza McBride--. No hay un compuesto que caracterice a una especie de conejillo de indias. Para reconocer una especie, hay que reconocer las mezclas".

El laboratorio de McBride ampliará las pruebas con otros mamíferos y aves en su investigación. La estudiante graduada Jessica Zung está trabajando con granjas y zoológicos para recolectar muestras de cabello, pelaje, plumas y lana de 50 especies animales. Espera extraer olor de ellos y analizar los olores en las instalaciones de la Universidad de Rutgers que fraccionan los olores e identifican la proporción de los compuestos. Al introducir sus perfiles de olor en un modelo computacional, esperan entender cómo los mosquitos pueden haber evolucionado exactamente para distinguir a los humanos de los animales no humanos.

El estudiante graduado de McBride, Zhilei Zhao, está desarrollando un enfoque completamente novedoso: tomar imágenes de cerebros de mosquitos a resoluciones muy altas para descubrir cómo identifica a su próxima víctima. "¿Qué combinación de señales neuronales en el cerebro hace que el mosquito sea atraído o repelido? --se pregunta McBride--. Si podemos resolver eso, entonces es trivial detectar mezclas que puedan ser atractivas o repelentes".