El gusto de los mosquitos por la sangre se debe sus cuatro tipos de neuronas

 Resumen: El sentido del gusto en las hembras de mosquitos está especialmente ajustado para detectar al menos cuatro sustancias diferentes en la sangre.

Fuente: Instituto Médico Howard Hughes (Traducido de Neuroscience News)

El mosquito es uno de los animales más mortíferos del mundo ¡y le gusta la sangre humana!

Los mosquitos transmiten enfermedades como la malaria, el dengue y la fiebre amarilla que matan al menos a medio millón de personas cada año. Ahora los investigadores están aprendiendo cómo saben los humanos a los mosquitos, hasta las neuronas individuales que detectan el sabor delicioso y distintivo de la sangre.

Los mosquitos hembras tienen un sentido del gusto que está especialmente ajustado para detectar una combinación de al menos cuatro sustancias diferentes en la sangre, informaron el equipo de la investigadora del Instituto Médico Howard Hughes Leslie Vosshall en la Universidad Rockefeller y sus colegas el 12 de octubre de 2020, en la revista Neuron. El equipo modificó genéticamente los mosquitos para que los investigadores pudieran ver qué neuronas se activan cuando un mosquito prueba sangre.

"Este es definitivamente un tour de force técnico", dice el neurocientífico Chris Potter de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, que estudia los repelentes de mosquitos. Identificar las neuronas del gusto específicas asociadas con la sangre podría ser algo que “podríamos usar contra el mosquito”, dice.

Vosshall y su equipo ya sabían mucho sobre los otros sentidos finamente afinados del insecto. En trabajos anteriores, por ejemplo, descubrieron que los mosquitos pueden detectar el repelente DEET con sus patas y han identificado un receptor de olor que los mosquitos utilizan para distinguir entre humanos y no humanos. Pero se sabe poco sobre el sentido del gusto de los mosquitos, a pesar de ser clave para propagar enfermedades. “Si los mosquitos no pudieran detectar el sabor de la sangre, en teoría no podrían transmitir enfermedades”, dice Veronica Jové, becaria del HHMI Gilliam en Rockefeller que dirigió el trabajo en el laboratorio de Vosshall.

Solo los mosquitos hembra se alimentan de sangre, que necesitan para que se desarrollen sus huevos. Eso coloca a las hembras en una posición única. Necesitan distinguir entre el néctar dulce que consumen en la mayoría de sus comidas y la sangre que ingieren antes de poner huevos.

Jové sospechaba que las hembras de mosquitos Aedes aegypti, a diferencia de los machos, podrían distinguir entre las dos sustancias por el gusto. De hecho, en experimentos de comportamiento, descubrió que los mosquitos hembras tienen dos modos de alimentación que usan diferentes piezas bucales y detectan diferentes sabores. Un modo de alimentación de néctar detecta azúcares y un modo de alimentación de sangre utiliza un "estilete" similar a una jeringa para perforar la piel y saborear la sangre. Jové engañó a los mosquitos para que se alimentaran de sangre ofreciéndoles una mezcla de cuatro compuestos: glucosa (un azúcar), cloruro de sodio (sal), bicarbonato de sodio (que se encuentra tanto en la sangre como en el bicarbonato de sodio) y trifosfato de adenosina o ATP, un compuesto que proporciona energía a las células.

Vosshall tenía curiosidad, por lo que le pidió a Jové que preparara una solución de ATP en el laboratorio y luego tomó un sorbo. “No tiene sabor en absoluto”, dice. “El ATP no sabe a nada para los humanos. Pero tiene que ser increíblemente emocionante y gratificante para el mosquito ".

Así como un ser humano tiene papilas gustativas que diferencian entre sabores salados, dulces, amargos, ácidos y umami, el estilete de un mosquito tiene neuronas especializadas para responder a sabores particulares. Para ver estas neuronas gustativas en acción, los investigadores modificaron genéticamente mosquitos con una etiqueta fluorescente que brillaba cuando se activaba una célula nerviosa. Luego observaron qué células del estilete se iluminaban en respuesta a diferentes comidas. Solo un subconjunto fue activado por sangre, incluida tanto la sangre real como la mezcla artificial de los investigadores.

Entonces, ¿a qué le sabe la sangre humana a un mosquito? Quizás lo más cercano que podemos decir es que es un poco salado y un poco dulce. Es un poco como tratar de describir la forma en que una abeja ve una flor en tonos ultravioleta invisibles para el ojo humano, o cómo un murciélago escucha a escondidas ondas de sonar que no podemos escuchar, dice Vosshall. Del mismo modo, un mosquito hembra puede saborear cosas que nosotros no podemos. “No hay nada como esto en la experiencia humana”, dice.

Un mosquito hembra tiene sentidos finamente sintonizados que la ayudan a encontrar la sangre que necesita para reproducirse. Una nueva investigación revela cómo los insectos experimentan el sabor de la sangre. Imagen acreditada a Alex Wild.

Los hallazgos arrojan luz sobre cuán especialmente adaptado está el mosquito hembra para encontrar sangre. Jové y Vosshall dicen que esperan que una mejor comprensión de los sentidos de los mosquitos conduzca finalmente a nuevas formas de evitar que nos piquen y propaguen enfermedades.

Una posibilidad puede parecer ciencia ficción, dice Vosshall, pero hay un precedente. “Acabo de darles a mis perros su medicación mensual contra pulgas y garrapatas, que es oral”, dice. Quizás algo similar podría hacerse con los mosquitos, un medicamento que los humanos podrían tomar antes de ir a un área infestada de mosquitos que interferiría con el gusto de los mosquitos por la sangre.

Esa idea, que se reduce a hacer que los humanos sean menos deliciosos, plantea una última pregunta. ¿Algunas personas son realmente más “sabrosas” para los mosquitos que otras? “Todos somos lo suficientemente sabrosos para un mosquito”, dice Jové. Una vez que detectan sangre, dice, "no tenemos la sensación de que sean muy exigentes".

Source: HHMI
Contact: Meghan Rosen – HHMI
Image: The image is credited to Alex Wild.

Original Research: Closed access.
“Sensory Discrimination of Blood and Floral Nectar by Aedes aegypti Mosquitoes” by Veronica Jové, Zhongyan Gong, Felix J.H. Hol, Zhilei Zhao, Trevor R. Sorrells, Thomas S. Carroll, Manu Prakash, Carolyn S. McBride, and others. Neuron.

Aspectos destacados

• Las neuronas del estilete en forma de jeringa son las primeras en detectar sangre cuando los mosquitos pican

• El sabor de la sangre se integra en las cualidades gustativas y los subconjuntos de neuronas del estilete.

• Los subconjuntos están ajustados a distintos componentes sanguíneos y son insensibles a los azúcares florales.

• La integración polimodal de la calidad del sabor asigna un contexto específico de sangre a la glucosa.

Resumen

Los mosquitos que se alimentan de sangre sobreviven alimentándose de néctar para obtener energía metabólica, pero requieren una ingesta de sangre para desarrollar huevos. Las hembras Aedes aegypti deben discriminar con precisión la sangre y el néctar porque cada comida promueve programas de alimentación mutuamente excluyentes con distintos apéndices sensoriales, tamaños de comida, objetivos del tracto digestivo, y destinos metabólicos. Investigamos el apéndice que se alimenta de sangre en forma de jeringa, el estilete, y descubrimos que las neuronas del estilete sexualmente dimórficas saben a sangre. Usando imágenes panneuronales de calcio, encontramos que la sangre es detectada por cuatro clases de neuronas de estilete funcionalmente distintas, cada una sintonizada con componentes sanguíneos específicos asociados con diversas cualidades gustativas. Las neuronas de los estiletes son insensibles a los azúcares específicos del néctar y responden a la glucosa solo en presencia de componentes sanguíneos adicionales. Por lo tanto, la distinción entre sangre y néctar está codificada en neuronas especializadas en el primer nivel de detección sensorial en mosquitos. Esta capacidad innata para reconocer la sangre es la base de la transmisión de enfermedades transmitidas por vectores a millones de personas en todo el mundo.