Mosquitos transgênicos com ativação do seu sistema imune inato são resistentes à infecção por Plasmodium

Post de Vitor R R de Mendonça

Vacinas eficazes contra a malária humana permanecem sob investigações científicas, sem uma perspectiva concreta de sucesso a curto prazo.  Muitas das abordagens vacinais são dirigidas para aumentar a resposta imune do hospedeiro contra o Plasmodium.  Por outro lado, alguns pesquisadores têm dado atenção especial ao controle da infecção através do vetor do plasmódio, o mosquito do gênero Anopheles.  

O grupo do Prof. Marcelo Jacobs-Lorena tem feito diversas contribuições sobre manipulação dos vetores com potencial aplicação no controle da malária:

Dinglasan, R.R. et al., 2007. Disruption of Plasmodium falciparum development by antibodies against a conserved mosquito midgut antigen. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 104(33), pp.13461–13466.

Yoshida, S. et al., 2007. Hemolytic C-type lectin CEL-III from sea cucumber expressed in transgenic mosquitoes impairs malaria parasite development. PLoS Pathogens, 3(12), p.e192.

Fang, W. et al., 2011. Development of transgenic fungi that kill human malaria parasites in mosquitoes. Science, 331(6020), pp.1074–1077.

Recentemente publicado na Plos Pathogens, o artigo de Dong et al. também discorre sobre Anopheles transgênicos resistentes à infecção pelo Plasmodium.

O sistema imune inato do Anopheles é capaz de produzir diversos fatores imunes anti-Plasmodium identificados como TEP1, APL1, LRPD7, e FBN9, sendo todos controlados pela via do IMD através do fator de transcrição Rel2. No estudo supracitado, pela primeira vez, pesquisadores desenvolveram mosquitos geneticamente modificados da espécie Anopheles stephensi que expressavam altos níveis da forma ativa da Rel2 através de promotores indutores suplementados na alimentação (repasto sanguíneo): carboxylpeptidase (Cp) ou vitellogenin (Vg). Gerou-se, desta forma, linhas transgênicas Cp-Rel2 e Vg-Rel2, assim como um híbrido com expressão de Rel2 tanto nos tecidos do intestino médio (Cp) quanto no tecido adiposo (Vg). As três linhagens de mosquitos demonstraram potente atividade anti-Plasmodium falciparum, além de resistência à infecção pelas bactérias gram negativas. Quando os mosquitos foram alimentados com cultura de gametócitos de P. falciparum, a intensidade da infecção por oocistos se reduziu nas 3 linhagens quando comparados com o genótipo selvagem (redução de 77,1%, 48,6% e 82,9% nos insetos Cp-Rel2, Vg-Rel2 e híbrido, respectivamente). O Cp-Rel2 e o híbrido foram mais resistentes à infecção do que a linha específica para o tecido adiposo (Vg-Rel2), sugerindo que o parasita é mais susceptível ao ataque imune através da ativação da via IMD no intestino médio pela Rel2 mediada pela carboxypeptidase. Estes dados foram confirmados visto que as linhagens Cp-Rel2 e híbrido expressando Rel2 recombinante no intestino médio diminuíram o estágio de oocito do parasita antes da invasão do epitélio intestinal, enquanto que a Vg-Rel2 apenas demonstrou uma maior capacidade de inibir os estágios do Plasmodium após a invasão. Os autores também ratificaram que o transgene Rel2 confere resistência ao plasmódio através da ativação de múltiplos genes efetores (TEP1, ALP1, LRRD7) já que o silenciamento de cada um desses genes em separado não resultou em aumento da taxa de infecção.

Estudos, sob condições laboratoriais, desses mosquitos demonstraram apenas um fraco impacto negativo da expressão transgênica na longevidade e fecundidade do inseto. Vale ressaltar que o método utilizado na produção dos transgênicos não envolve a introdução de genes recombinantes externos, mas a potencialização do sistema imune do mosquito através da expressão aumentada do fator de transcrição Rel2 através de promotores presentes na alimentação. 

Pioneiros em seu estudo, Dong et al. sugeriram uma possível alternativa para o controle da malária através do controle do sistema imune do vetor. Contudo, outros estudos serão necessários para ratificar os resultados demonstrados e verificar a biodisponibilidade e possível impacto ambiental da introdução da suplementação com promotores de Rel2 na dieta de Anopheles na natureza.

Referência: 

Dong Y, Das S, Cirimotich C, Souza-Neto JA, McLean KJ, et al. (2011) Engineered Anopheles Immunity to Plasmodium Infection. PLoS Pathog 7 (12): e1002458.