Radiografía de un asesino: científicos obtienen el primer atlas celular completo del mosquito
Por primera vez, la ciencia ha trazado célula a célula el mapa interno del «Aedes aegypti», el mosquito que propaga el dengue, el zika y la fiebre amarilla. El hallazgo saca a la luz los secretos biológicos del insecto más letal del planeta.
Por Enrique Coperías
Por primera vez, un equipo internacional ha mapeado todas las células del Aedes aegypti, el mosquito que transmite el dengue, el zika y la fiebre amarilla. El estudio ofrece un atlas celular con más de 367.000 núcleos analizados en diecinueve tejidos de machos y hembras. Sobre edtas líneas, cabeza de un mosquito. Cortesía: Ralph Grimm / https://www.nikonsmallworld.com/
Por primera vez, un grupo internacional de científicos ha trazado el mapa celular completo del mosquito Aedes aegypti, el principal transmisor del dengue, el zika y la fiebre amarilla. El resultado, publicado en la revista Cell, es un monumental atlas celular que recopila más de 367.000 perfiles celulares obtenidos a partir de diecinueve tejidos distintos de machos y hembras adultas de este díptero. Esta radiografía sin precedentes permite observar, célula a célula, cómo funciona el insecto más peligroso del planeta.
El trabajo, liderado por Olivia Goldman, Leslie Vosshall y Nadav Shai, de la Universidad Rockefeller; y Hongjie Li, de la Universidad Baylor, constituye el primer atlas transcriptómico del mosquito a nivel de núcleo individual. La iniciativa, llamada Aedes aegypti Mosquito Cell Atlas, abre una nueva era para la biología de los vectores, rganismos que transmiten agentes patógenos (virus, bacterias o parásitos) de un huésped a otro. Hablamos de un recurso que permitirá entender en detalle qué distingue a la hembra hematófaga —la que pica y transmite virus— del macho inofensivo, y cómo sus células responden a la sangre humana, el alimento que activa su maquinaria reproductiva.
«Esta es una instantánea completa de lo que está haciendo cada célula del mosquito en cuanto a la expresión de genes —explica Vosshall, directora del Laboratorio de Neurogenética y Comportamiento de la Universidad Rockefeller, que ha estudiado durante casi dos décadas al Aedes aegypti, más conocido como el mosquito del dengue, el mosquito momia o el mosquito de la fiebre amarilla. Y añade—: Es un logro real porque hemos perfilado muchísimos tipos de tejidos diferentes tanto en machos como en hembras».
Por qué es importante estudiar el mosquito «Aedes aegypti»
El mosquito Aedes aegypti ha evolucionado para localizar y alimentarse de sangre humana con una precisión casi quirúrgica. Solo las hembras lo hacen, pues necesitan las proteínas de la sangre para producir huevos. Guiadas por el dióxido de carbono, el calor corporal y el olor de la piel, las mosquitas son capaces de detectar a sus víctimas a metros de distancia. Su preferencia por los seres humanos —un rasgo que los machos no comparten— las convierte en un vector de enfermedades virales extraordinariamente eficiente.
El nuevo atlas permite, por primera vez, observar esa especialización biológica a escala celular. Mediante la técnica de secuenciación de ARN uninucleado (snRNA-seq), los investigadores analizaron la actividad génica en diecinueve tipos de tejidos, desde el cerebro, las antenas y las patas hasta las glándulas salivales y los órganos reproductores. En total, los investigadores estudiaron más de 9.600 mosquitos y recopilaron información de 367.096 núcleos.
🦟 El resultado es una especie de mapa molecular tridimensional del mosquito adulto, en el que cada célula queda identificada por los genes que expresa.
El trabajo no solo cataloga 69 tipos celulares principales, sino que también documenta cómo se reorganiza el cerebro de la hembra después de alimentarse de sangre. Uno de los hallazgos más llamativos es que las glías —y no las neuronas— son las que más cambian su expresión génica tras la picadura, un indicio de que estas células de soporte podrían desempeñar un papel insospechado en la regulación del comportamiento del mosquito.
Las diferencias entre machos y hembras, al desnudo
El atlas muestra con nitidez la profunda dimorfia sexual del mosquito. Aunque machos y hembras comparten la mayoría de los tipos celulares, muchos genes se expresan de forma distinta según el sexo, especialmente en las antenas y el cerebro, los órganos del olfato y la conducta, respectivamente.
🗣️ «Tanto las hembras como los machos se alimentan de néctar en su vida cotidiana, pero las hembras necesitan la sangre como fuente de proteínas para desarrollar los huevos y producir una nueva generación de mosquitos —señala Goldman en un comunicado de la Universidad Rockefeller.
«Como la hembra es la que transmite todos los agentes patógenos, existe un sesgo enorme hacia el estudio de su biología, y apenas tenemos información sobre el macho —comenta Vosshall—. Queríamos ser inclusivos y llenar ese vacío».
Imagen confocal de la antena de un mosquito macho, utilizada para confirmar un patrón único de coexpresión de quimiorreceptores identificado en el nuevo atlas del mosquito. Cortesía: Alexandra DeFoe
Una antenas «femeninas» para dar caza a los humanos
En las antenas, las hembras cuentan con neuronas sensoriales finamente ajustadas para detectar los compuestos del olor humano. Los investigadores identificaron una población de células exclusivas de los machos que expresan el gen ppk317, perteneciente a una familia de canales iónicos sensoriales. Estas células, ausentes en las hembras, podrían estar relacionadas con conductas masculinas como la búsqueda de pareja.
«Un pequeño grupo de células está marcado por la expresión de un solo gen que no aparece en ningún tejido femenino —dice Vosshall. Y añade—: Si no hubiéramos comparado la expresión génica entre machos y hembras, nunca las habríamos detectado».
Por el contrario, una sola neurona olfativa, presente en ambos sexos, mostró una diferencia clave: el gen Or82, que lleva la información para fabricar un receptor olfativo, se activa solo en las hembras. Este pequeño cambio podría estar detrás de su capacidad para detectar señales humanas y perseguirnos. «Una sola célula puede marcar la diferencia entre buscar néctar o buscar sangre», explica Goldman en el artículo.
Maestras en localizar huéspedes, alimentarse de ellos y reproducirse
Los investigadores también observaron que las neuronas sensoriales de las patas y la probóscide —el órgano con el que nos perfora la piel— combinan receptores de distintos tipos, lo que les permitiría responder simultáneamente a estímulos químicos, térmicos o táctiles. Estas neuronas polimodales podrían ser la clave de la precisión con la que las hembras eligen el punto exacto donde picar o dónde depositar los huevos.
«Al igual que las antenas y los palpos maxilares, las patas y las piezas bucales son herramientas muy potentes para percibir el mundo —explica Shai—. Juntas permiten a los mosquitos ser tan buenos en lo que hacen: localizar huéspedes, alimentarse de ellos y reproducirse».
En palabras de este neurobiólogo, «poder saborear la dulzura con las patas puede ser útil para detectar azúcares, que tanto las hembras como los machos necesitan para vivir. Pero eso es solo una parte de un conjunto de señales gustativas que les indican lo que hay a su alrededor: un humano al que morder, una flor como fuente de azúcar o un buen sitio con agua para poner los huevos. Creemos que la combinación de muchos sensores es crucial para su supervivencia».
El cerebro del mosquito: cuando la sangre cambia la mente
El cerebro del mosquito, compuesto por unas 250.000 células, también muestra diferencias de sexo y de estado fisiológico. En los machos, los investigadores detectaron la presencia de genes como el Nix y el myo-sex, implicados en la determinación del sexo masculino. En las hembras, genes como el fru y el dsx —conocidos en la moscas del género Drosophila por controlar comportamientos sexuales— están más activos.
Pero la sorpresa mayor llegó al comparar cerebros de hembras antes y después de un atracón de sangre. Tradicionalmente se creía que la sangre inducía grandes cambios neuronales para modificar la conducta, ya que las hembras dejan de buscar huéspedes durante los dos o tres días que dura la digestión. Sin embargo, el atlas muestra que son las glías las que reaccionan de forma más intensa, reprogramando su actividad genética en cuestión de horas.
«¿Cómo se apaga ese impulso tan fuerte de picar a las personas?» se pregunta Vosshall. Y Shai le responde: «Sabíamos por investigaciones anteriores, nuestras y de otros grupos, que las transcripciones del cerebro cambian después de la alimentación con sangre, y suponíamos que quizá encontraríamos distintos subtipos de neuronas que aumentan o reducen su actividad genética».
Tres horas después de la comida, las glías mostraban 79 genes alterados, relacionados con el metabolismo y la señalización celular. A las 48 horas, la mayoría de estos cambios se habían normalizado. «Las glías se reconfiguran por completo durante el periodo en que las hembras pierden el interés por las personas», afirma Vosshall.
«Eso fue una gran sorpresa —admite Shai—. Es una prueba de que las glías no solo son importantes para mantener las células cerebrales y su función, sino que también tienen una relevancia fisiológica directa en el comportamiento».
Las glándulas salivales: el laboratorio interno de la transmisión viral
El atlas también arroja luz sobre los órganos que intervienen en la transmisión de patógenos, en particular las glándulas salivales. Estas estructuras, divididas en tres lóbulos, producen las proteínas que el mosquito inyecta durante la picadura para anestesiar la piel y evitar que la sangre coagule.
Los científicos identificaron veinticuatro proteínas secretadas cuya localización celular era hasta ahora desconocida, entre ellas varias con funciones inmunitarias.
Además, descubrieron que los genes de péptidos antimicrobianos, responsables de defender al insecto frente a bacterias y virus, no se limitan al tejido graso, sino que también se expresan en el intestino y las glándulas salivales. Este hallazgo sugiere que la saliva del mosquito podría participar activamente en la regulación de las infecciones y, por tanto, influir en la capacidad del mosquito para transmitir virus como el del dengue.
El Aedes aegypti Mosquito Cell Atlas no es solo un catálogo, sino una herramienta clave para comprender la biología del mosquito que causa más de 700.000 muertes al año mediante las enfermedades que transmite. Cortesía: CDC
Un recurso global abierto a la comunidad científica
Más allá de su valor descriptivo, el Mosquito Cell Atlas ofrece una base de datos pública, disponible en la Universidad de California en Santa Cruz, que permitirá explorar la expresión génica de cualquier célula del mosquito con resolución inédita. Para los investigadores en biología vectorial, esto equivale a disponer de un plano detallado del enemigo.
«Creemos que este enorme conjunto de datos impulsará realmente el estudio de la biología del mosquito —afirma Shai. Y añade—: Es una herramienta magnífica para que los biólogos de vectores puedan explorar los temas que les interesen y seguir sus propias líneas de investigación».
Comprender qué genes se activan en las células que perciben el olor humano o cuáles cambian tras una ingesta de sangre, puede abrir nuevas estrategias para bloquear los comportamientos que hacen del mosquito un vector letal. Por ejemplo, identificar las neuronas que codifican la atracción hacia los humanos podría facilitar el desarrollo de repelentes más eficaces o de mosquitos genéticamente modificados que no busquen sangre.
El estudio también ofrece pistas para el control reproductivo del mosquito. Los datos del atlas sobre los testículos y las glándulas accesorias masculinas podrían ayudar a diseñar métodos de esterilización más precisos o interferir en la producción de esperma. «Esperábamos encontrar una historia de dos genomas diferentes, pero no fue así», reconoce Vosshall.
«En general, la mayoría de las células se ven iguales y las transcripciones que expresan son similares —comenta Shai. Y precisa—: Sin embargo, eso no significa que la regulación o los niveles de expresión sean los mismos; probablemente ahí radican las diferencias. Otro factor podría ser cómo interactúan esas expresiones génicas para crear nuevas funciones».
Conocer célula por célula al enemigo más letal
Durante décadas, la biología de los insectos ha dependido de modelos como el de la Drosophila melanogaster, la mosca del vinagre, cuya genética está bien cartografiada. Pero los mosquitos divergieron evolutivamente de Drosophila hace unos 260 millones de años, y muchos de sus rasgos no tienen equivalente en las moscas de laboratorio.
Con este nuevo atlas, los investigadores disponen por fin de una referencia específica para el mosquito, que permite abandonar la extrapolación y estudiar su biología en sus propios términos.
«Distintas personas del laboratorio van a llevar este atlas en direcciones diferentes —comenta Shai—. El tamaño mismo del conjunto de datos abre muchas vías nuevas de investigación que antes no podían explorarse porque no existía esta herramienta.
«Este es un recurso global, abierto a todo el mundo desde el inicio del proyecto en 2021, y muchas personas ya lo están utilizando. Estamos entusiasmados por ver los descubrimientos que surgirán a partir de él», concluye Vosshall.
El Aedes aegypti Mosquito Cell Atlas no es solo un catálogo. Es una herramienta para entender la biología del mosquito que mata a más de 700.000 personas al año a través de las enfermedades que transmite. «Si queremos controlar al mosquito, debemos conocerlo célula por célula», señalan los autores. Gracias a este trabajo, ese conocimiento ya no es un sueño lejano, sino un mapa disponible para toda la comunidad científica.▪️
Información facilitada por la Universidad Rockefeller
Fuente: Goldman, Olivia V. Ang, Joshua X. D. et al. A single-nucleus transcriptomic atlas of the adult Aedes aegypti mosquito. Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.10.008
