Os mosquitos são brilhantes em duas coisas - trazer miséria aos humanos e rapidamente estragar todos os esforços para fechá-los.

Mas os pesquisadores da UC Riverside descobriram uma fraqueza nos próprios genes que tornam os mosquitos tão bons em se adaptar aos inseticidas que os humanos usam para mantê-los afastados.

A capacidade de adaptação é uma ferramenta crítica de sobrevivência para a maioria das espécies, disse Colince Kamdem, pós-doutorado em entomologia na UCR. “Uma das principais vantagens dos mosquitos é que eles são extremamente polimórficos, o que significa que eles têm uma grande diversidade natural, uma grande vantagem de se adaptar a muitas condições diferentes. "

Kamdem e seus colegas exploraram os cromossomos da espécie virulenta do mosquito Anopheles funestus, na esperança de compreender melhor suas habilidades de adaptação rápida. Eles escolheram esta espécie por causa de sua extrema eficiência em espalhar os parasitas da malária mais mortais em uma ampla seção da África Subsaariana.

Os pesquisadores descobriram que a diversidade genética que torna os mosquitos tão adaptáveis ​​estava localizada principalmente em apenas um dos cinco "braços" cromossômicos presentes na espécie. Os outros quatro braços cromossômicos são relativamente estáveis ​​e imutáveis, o que significa que eles podem ser excelentes candidatos para engenharia genética, Kamden disse.

Os sistemas de acionamento gênico têm se mostrado promissores para adicionar genes benéficos ou prejudiciais a uma população que é hereditária, o que significa que as mudanças continuam com a nova descendência. No caso de A. funestus, o objetivo seria erradicar o mosquito manipulando seus genes.

A beleza dos sistemas de geração de genes é que as mudanças permaneceriam dentro das espécies-alvo - deixando outras espécies de mosquitos intactas - sem o uso de inseticidas, aos quais os mosquitos parecem se adaptar rapidamente em apenas alguns anos.

Mas há um problema. Os pesquisadores descobriram que as novas trilhas do gene podem entrar em colapso se ocorrerem mutações no gene alvo. Isso significa que os novos genes precisam ser inseridos em porções do genoma com muito pouca variação genética permanente, isso é, baixos níveis de recombinação ou polimorfismo.

É por isso que Kamdem e sua equipe estão tão entusiasmados com suas descobertas.

"Estamos procurando por pontos fracos na população natural que os torna adequados para técnicas específicas, como manipulação genética, "disse ele." Estamos bastante confiantes de que encontramos a porta dos fundos. "

Os quatro braços cromossômicos encontrados em A. funestus são relativamente estáveis, com níveis muito baixos de recombinação e polimorfismo.

"(Isso) torna esta espécie particularmente adequada para o trabalho de condução genética, "Kamdem disse.

Kamdem, um nativo da nação africana dos Camarões, tem experiência pessoal com a devastação da malária, uma doença causada por parasitas Plasmodium que são transmitidos às pessoas através da picada de fêmeas do mosquito Anopheles infectadas.

Em 2015, ocorreram 212 milhões de casos de malária em todo o mundo, e 429, 000 mortes, de acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS). Um total de 91 países - quase metade da população mundial - corria o risco de contrair malária, incluindo populações no sudeste da Ásia, América latina, e no Oriente Médio, de acordo com dados da OMS. Mas a África - particularmente a África Subsaariana - foi o lar de 90 por cento dos casos de malária e 92 por cento das mortes por malária em 2015.

Enquanto fazia pesquisas nos Camarões, Kamdem conheceu a colega pesquisadora de pós-doutorado da UCR, Caroline Fouet, e UCR Entomology Professor Bradley J. White, que agora trabalha com o projeto de erradicação do mosquito Verily Life Sciences do Google.

Os três trabalharam juntos nesta pesquisa, e embora os resultados sejam promissores, há muito mais a ser feito antes que os cientistas da unidade genética possam começar a manipular os genomas do mosquito, Kamdem disse.

A próxima fase de sua pesquisa envolve um exame mais profundo dos genes nesses braços cromossômicos estáveis ​​para fornecer uma espécie de mapa detalhado para os cientistas que conduzem os genes.

"Com as técnicas que estamos implementando atualmente, a resolução será uma ordem de magnitude maior do que a que temos agora, "Kamdem disse." O nível de detalhe pode até chegar a posições específicas de diferentes genes, portanto, seremos capazes de fornecer um nível excepcional de detalhes sobre o protocolo do gene. "

Kamdem avisa que a manipulação genética também tem alguns obstáculos a superar antes de ser uma opção viável na guerra contra doenças transmitidas por insetos, mas depois de anos observando os genomas dos mosquitos se adaptam rapidamente a uma variedade de novos inseticidas, ele está esperançoso quanto ao potencial do uso de sistemas de geração de genes para finalmente superar a capacidade inata do A. funestus de se adaptar e sobreviver.

Suas descobertas, "Padrões específicos de polimorfismo do braço cromossômico associados a inversões cromossômicas no principal vetor da malária na África, Anopheles funestus, "foram publicados no jornal Ecologia Molecular em 21 de agosto.