¿Cómo huelen los mosquitos a los humanos para picarlos?
Es la oscuridad de la noche y estás escondido en la cama, tapado hasta la cabeza en una habitación completamente oscura, y de repente escuchas el zumbido revelador de un mosquito que pasa zumbando junto a tu oído. Algunas especies de mosquitos se especializan en picar a los humanos, y estos pequeños chupadores de sangre son excelentes para rastrearnos. La pregunta es, ¿Cómo se concentran los mosquitos en sus víctimas con tanta precisión?
La respuesta: los mosquitos pueden usar su sentido del olfato para identificar a su próxima víctima humana, incluso si el olor de esa persona se mezcla con el de los animales cercanos y el ambiente circundante. Los humanos exudan un ramo único de olores que es distinto de los olores exudados por otras criaturas, y para los mosquitos, este olor actúa como un gran faro de referencia, atrayéndolos hacia su próxima comida.
“Hay más de 3000 especies diferentes de mosquitos en total, pero solo unos pocos mosquitos se especializan en picar a los humanos”, dijo Zhilei Zhao, investigadora postdoctoral de neurobiología y comportamiento en la Universidad de Cornell. Zhao y sus colegas estudiaron una de esas especies de mosquitos, llamada Aedes aegypti, que muestra una abrumadora preferencia por picar a los humanos en lugar de alimentarse de otros animales.
“Aedes aegypti ama a los humanos. A ellos les encanta nuestro olor”, subrayó Matthew DeGennaro, neurogenetista y profesor asociado de la Universidad Internacional de Florida, que no participó en el estudio. Desafortunadamente, las plagas portan una amplia gama de patógenos y pueden propagar enfermedades como el zika, el dengue, el chikungunya y la fiebre amarilla a los humanos a los que pican.
“Sabemos desde hace mucho tiempo que los mosquitos A. aegypti se sienten particularmente atraídos por los humanos en comparación con otros animales. Esta es parte de la razón por la que son una amenaza para la salud pública”, destacó Laura B. Duvall, profesora asistente en el Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de Columbia, que tampoco participó en el estudio.
Estudios anteriores han sugerido que los mosquitos A. aegypti pueden oler el dióxido de carbono que exhalamos y usar esta señal química para encontrar carne humana para picar, según un informe de 2022 que se publicó en la revista Nature Communications. DeGennaro y sus colegas descubrieron recientemente que las plagas también pueden oler componentes específicos del sudor humano, incluido el ácido láctico, dijo a WordsSideKick.com en un correo electrónico. Y otro estudio encontró que los mosquitos acuden en masa a Brevibacterium linens, una bacteria que se encuentra en los pies humanos y que también le da al queso Limburger su olor distintivo, informó el sitio web de noticias científicas Live Science anteriormente .
Pero aunque los científicos saben que todas estas señales químicas ayudan a los mosquitos A. aegypti a atacar a los humanos, “la mayoría de estas señales se encuentran tanto en humanos como en animales”, explicó Duvall a WordsSideKick.com en un correo electrónico. De alguna manera, los mosquitos aún logran sacar a los humanos de la fila de presas potenciales, a pesar de que los animales emiten compuestos de olor similares. “No sabíamos cómo podían notar la diferencia”, aseveró la experta.
El estudio de Zhao de 2022, publicado el 4 de mayo en la revista Nature, descubrió una posible solución a este misterio al acercarse al minúsculo cerebro de los mosquitos. Para hacer esto, los investigadores primero usaron una técnica de edición de genes llamada CRISPR-Cas9 para empalmar genes de una proteína fluorescente en el ADN de los mosquitos; específicamente usaron mosquitos hembra A. aegypti, ya que los machos de la especie beben néctar en lugar de picar a los humanos. Una vez insertado, el gen dirigió a las células de los mosquitos para pegar la proteína fluorescente en células nerviosas específicas, o neuronas, en los insectos; cuando estas neuronas se activaron, la proteína brilló en respuesta.
“Entonces, cuando las neuronas están activas, la fluorescencia aumenta”, sostuvo Zhao, quien era estudiante de doctorado en la Universidad de Princeton en el momento en que se realizó la investigación. De esta manera, el equipo imbuyó los centros de procesamiento de olores en los cerebros de los mosquitos con estas proteínas luminosas, y también introdujeron las proteínas en los órganos detectores de olores de los chupadores de sangre, como sus antenas y palpos maxilares, que son diminutos órganos sensoriales que sobresalen de las piezas bucales de los insectos.
Luego, el equipo expuso a los mosquitos a una muestra de olores que habían recolectado de diferentes animales, incluidas ratas, conejillos de indias, codornices, ovejas, perros y, por supuesto, humanos; cada uno de estos aromas muestreados contenía una mezcla de diferentes compuestos emitidos por los animales. Para ver qué áreas del cerebro del mosquito se iluminaban en respuesta a las diferentes fragancias, el equipo cortó las diminutas cabezas de los insectos.
“El cerebro es súper pequeño”, solo mide alrededor de 0,01 pulgadas (0,5 milímetros) de ancho, dijo Zhao. Trabajando bajo microscopios, el equipo quitaría la cutícula exterior que cubre las cabezas de los mosquitos, exponiendo cuidadosamente los cerebros plagados de fluorescencia de los insectos. Los mosquitos permanecieron vivos durante todo el delicado procedimiento. “Tus manos deben estar firmes, de lo contrario simplemente destruyes el cerebro”, dijo.
Un manojo bulboso de nervios, conocido como glomérulo, mostró una fuerte reacción a los olores humanos pero una reacción débil a los olores de animales, encontró el equipo. Llamaron a estos nervios el glomérulo sensible al ser humano (H). Un glomérulo diferente (etiquetado como A) mostró el patrón opuesto, reaccionando fuertemente a los olores de animales pero no de personas, y un tercer glomérulo (etiquetado como B) reaccionó fuertemente a todos los olores de prueba. Para comprender mejor estos patrones de activación, el equipo descompuso las fragancias animales en sus compuestos componentes para analizarlos individualmente y en diferentes mezclas.
Identificaron dos compuestos, conocidos como decanal y undecanal, que aparecían constantemente en grandes cantidades en sus muestras de olor humano pero en cantidades bajas en las muestras de animales. Estos compuestos tienen un olor dulce y cítrico, similar a la piel de una naranja, y se encuentran en el sebo humano, un aceite producido por las glándulas de la piel.
El glomérulo H recién identificado parecía sintonizado específicamente con estos compuestos, reaccionando especialmente fuerte a una mezcla sintética de los dos. Mientras tanto, el glomérulo B solo reaccionó modestamente a este olor y el glomérulo A no reaccionó en absoluto. Los mosquitos A. aegypti mostraron una profunda atracción por la mezcla, e incluso volaron hacia ella en una prueba realizada en un túnel de viento, encontraron los investigadores. Esto insinuó que decanal, undecanal y la actividad de H glomerulus provocada por los compuestos son clave en la forma en que los mosquitos rastrean a los huéspedes humanos.
“Me sorprende que solo haya un glomérulo cuyo patrón de activación sea específico de los humanos. Habría pensado que hay más”, admitió DeGennaro. Sin embargo, es probable que el glomérulo H no funcione de forma completamente aislada: los mosquitos tienen otros sistemas sensoriales de detección de sustancias químicas, además de las neuronas que analizó el equipo, que también los ayudan a ubicarse en los huéspedes, según Duvall. El H glomerulus parece ser un impulsor clave del comportamiento de caza humana de los mosquitos A. aegypti.
Los autores no probaron si el bloqueo de la actividad en el glomérulo H cambiaría la preferencia del mosquito Aedes aegypti de los humanos a los animales, pero esta podría ser una vía interesante para la investigación. En teoría, los científicos podrían desarrollar fórmulas químicas que reduzcan la actividad del glomérulo H y, por lo tanto, hagan que los repelentes de mosquitos sean más efectivos. Zhao le dijo a WordsSideKick.com que su colega está trabajando en el desarrollo de tales compuestos ahora.
Otra aplicación potencial para la investigación sería elaborar atrayentes de mosquitos, o productos químicos que podrían usarse como cebo para “atraer a los mosquitos lejos de los humanos y llevarlos a una trampa”, anotó Duvall. Zhao y sus colegas han patentado su mezcla decanal-undecanal y esperan utilizarla para tal propósito.
Zhao sospecha que otras especies de mosquitos probablemente muestren patrones similares de activación cerebral en respuesta a los olores humanos, siempre que usen humanos como su huésped principal. “Sería interesante observar otras especies que han desarrollado preferencias humanas, como los mosquitos Anopheles que pueden transmitir la malaria, o especies con otras preferencias de hospedador como los mosquitos Culex que prefieren las aves, que generalmente pican a los animales con más frecuencia que a los humanos”, finalizó Duvall.
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