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Las enfermedades transmitidas por vectores (VBD) son infecciones transmitidas a humanos y otros animales por la mordedura de un artrópodo vector infectado1. Los vectores representan el 20% de las enfermedades infecciosas tropicales mundiales y ponen al 80% de la población humana mundial en riesgo de enfermedadesinfecciosas 2. Los mosquitos y las garrapatas, que son artrópodos chupadores de sangre obligados, son responsables de aumentos significativos en la salud pública y las cargas económicas en todo el mundo debido a sus comportamientos de alimentación directa y la transmisión de una amplia gama de patógenos (parásitos, bacterias o virus)3. Por lo tanto, esta colección de métodos tiene como objetivo introducir una amplia gama de enfoques esenciales y complementarios para estudiar estos vectores a través de una variedad de técnicas basadas en el conocimiento integral de la biología de mosquitos y garrapatas. En esta Colección de Métodos se incluyen estudios sobre los aspectos fundamentales de los mosquitos y las garrapatas (in vitro e in vivo), los microorganismos transmitidos por ellos (interacciones entre vectores, simbiontes, patógenos y huéspedes vertebrados) y los enfoques de control de vectores.
La supervivencia de los vectores artrópodos y su capacidad para mantener y transmitir patógenos están estrechamente relacionados con la temperatura4. Haziqah-Rashid et al. presentan un método simple y de bajo costo para determinar las preferencias de temperatura de los mosquitos5. Su aparato consta de cámaras conectadas con diferentes temperaturas y permite a los mosquitos (y otros insectos voladores) volar libremente a su entorno preferido, lo que permite determinar las temperaturas óptimas de los insectos. Esto será útil para determinar los efectos de una variedad de manipulaciones, como la infección por patógenos, la dieta o la presencia de endosimbiontes, en las preferencias de temperatura de los insectos, así como para definir los parámetros para su uso en estudios de modelado que evalúan la idoneidad climática de las regiones para el establecimiento de vectores de enfermedades.
Un mosquito invasor que se prevé que se beneficie del calentamiento climático y se ha extendido por todo el mundo a través del comercio internacional es el mosquito tigre asiático, Aedes albopictus6. Como vector de múltiples virus, esta especie representa una amenaza creciente para la salud humana, y los nuevos métodos de control serán importantes en la lucha contra este mosquito. En su artículo, Liang et al. describen la preparación de un nuevo insecticida derivado de plantas que muestra una alta eficacia contra las larvas de A. albopictus sin mostrar efectos nocivos en los peces, lo que sugiere una baja toxicidad ambiental7. Aunque solo se encuentra en las primeras etapas de investigación, este insecticida botánico es un candidato prometedor para el control de mosquitos y puede resultar eficaz contra otras especies importantes de mosquitos.
El endosimbionte Wolbachia, de transmisión materna, ha demostrado ser prometedor para el control del virus del dengue en poblaciones de mosquitos de campo, lo que demuestra el potencial de despliegue para la supresión del dengue 8,9. Sin embargo, los mecanismos que dan lugar a este fenómeno están mal caracterizados y, por lo tanto, se requiere una mayor comprensión de las interacciones mosquito-endosimbionte-virus. Para proporcionar herramientas para el estudio de estas interacciones, Chen et al. describen un conjunto de métodos complementarios basados en ácidos nucleicos y anticuerpos para la detección y cuantificación de Wolbachia en células de mosquitos que también podrían aplicarse a una variedad de insectos que albergan Wolbachia 10.
La vigilancia de los virus transmitidos por mosquitos es importante para detectar virus circulantes que pueden representar amenazas potenciales para la salud, y esta vigilancia también puede conducir al descubrimiento de nuevos virus patógenos o específicos de insectos. Huang et al. informan de un método basado en cultivos celulares para el aislamiento y la amplificación de virus asociados a mosquitos a partir de muestras de mosquitos recogidas en el campo11, que puede ir seguido de la purificación, identificación y caracterización del virus.
El éxito de un patógeno transmitido por artrópodos en la invasión, colonización y transmisión por un vector depende de su capacidad para superar varias barreras fisiológicas, incluidas las de las glándulas salivales y el intestino medio. Wang et al. presentan un protocolo para evaluar la competencia vectorial de los mosquitos para los virus utilizando dos métodos de infección diferentes12. Al comparar la diseminación y transmisión del virus del dengue en Aedes aegypti después de una infección oral o intratorácica, este protocolo destaca el impacto que juegan las barreras de la glándula salival y el intestino medio en la reducción de la transmisión del virus dentro del mosquito y, por lo tanto, en la determinación de la competencia del vector.
El estudio de vectores como las garrapatas en el laboratorio puede ser un desafío debido a su largo ciclo de vida y la necesidad de alimentarse de múltiples animales huéspedes diferentes. El protocolo de Khoo et al. detalla la configuración de un alimentador de membrana artificial que se puede utilizar para la cría de garrapatas a corto plazo en el laboratorio sin el uso de animales y se puede emplear para estudiar el efecto de varios tratamientos controlados en la biología de las garrapatas, como la infección por patógenos y la ingestión de antibióticos13. Si bien este método se describe para la alimentación de todas las etapas de Ixodes scapularis, el método también se puede adaptar a otras especies y aplicaciones de garrapatas.
La saliva de las garrapatas contiene muchos efectores que juegan un papel importante en la modulación inmune del huésped y en la mejora de la transmisión de patógenos durante la alimentación de las garrapatas. Los microARN, secuencias cortas no codificantes que regulan la expresión génica tanto en la interfaz garrapata-huésped como dentro de la garrapata, son uno de esos efectores sobre los que se sabe poco. Leal-Galvan et al.14 presentan un método para aislar microARN de cultivos de glándulas salivales de garrapatas y vesículas extracelulares (EV)14. Al cultivar glándulas salivales ex vivo , los autores pudieron reducir considerablemente la cantidad de garrapatas necesarias para la producción y el aislamiento de VE y pudieron extraer microARN de alta calidad suficientes para la secuenciación de próxima generación. Este método facilita el aislamiento y el estudio de las EV de garrapatas y debería avanzar en nuestra comprensión de estos orgánulos en las interacciones garrapata-huésped.
Los estudios funcionales de los genes patógenos son clave para comprender sus estrategias para sobrevivir y adaptarse a los entornos contrastantes del huésped y el vector. Un avance importante para el estudio de la rickettsia intracelular fue el desarrollo de vectores lanzadera plásmidos para la expresión de genes de interés15. Wang et al. describen un protocolo para la electroporación de Rickettsia parkeri purificada para su transformación con un vector lanzadera, seguido de la selección y visualización de los transformadores en células de garrapatas16. Este método de transformación se puede adaptar para introducir vectores lanzadera o sistemas de mutagénesis de transposasa en otras especies de Rickettsia para mejorar la comprensión de las interacciones rickettsia-huésped-vector.
El desarrollo de herramientas novedosas y efectivas para prevenir la transmisión de VBD depende de un conocimiento sólido de la biología de los vectores y la interfaz vector-microbio. Los artículos de esta colección de métodos detallan una variedad de técnicas de laboratorio para estudiar garrapatas, mosquitos y los patógenos y simbiontes que albergan, lo que permite múltiples vías de investigación básica y aplicada sobre estos temas. Los avances en la investigación de vectores facilitarán el diseño de soluciones innovadoras para controlar la propagación de VBD.