Cómo una bacteria puede frenar el dengue: nuevas claves moleculares en el mosquito Aedes aegypti

Un estudio liderado por investigadores del CeBiB analizó datos transcriptómicos para identificar genes y procesos que ayudan a comprender cómo la bacteria Wolbachia reduce la transmisión de virus como el dengue por el mosquito Aedes aegypti.

El cambio climático está impulsando un aumento sostenido de las infecciones arbovirales en todo el mundo, entre ellas dengue, zika y chikungunya. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), cerca de la mitad de la población mundial está hoy en riesgo de contraer dengue, con un estimado de entre 100 y 400 millones de infecciones anuales.

La incidencia del dengue ha aumentado drásticamente en las últimas décadas: los casos reportados a la OMS pasaron de 505.430 en el año 2000 a 14,6 millones en 2024. Sin embargo, debido a que una alta proporción de las infecciones es asintomática o leve y no se notifica, la carga real de la enfermedad es muy superior a las cifras oficiales. Actualmente, el dengue es endémico en más de 100 países. Solo entre enero y julio de 2025, la OMS recibió reportes de más de 4 millones de casos y más de 3.000 muertes en 97 países.

En América, la situación también se ha agravado en los últimos 20 años, con un aumento considerable del número de casos, la expansión geográfica del virus y una mayor frecuencia de manifestaciones graves. En el caso de Chile, el Ministerio de Salud (MINSAL) reportó en 2024 un total de 179 casos de dengue en el país, cifra que casi duplica la registrada en 2023 (90 casos).

Este escenario refuerza la necesidad de contar con herramientas de control innovadoras y sostenibles. En este contexto, la ciencia ha comenzado a explorar soluciones biológicas capaces de interrumpir la cadena de contagio. Una de las más prometedoras es el uso de la bacteria Wolbachia, que al infectar al mosquito Aedes aegypti -principal transmisor de enfermedades arbovirales como el dengue- reduce su capacidad de transmitir virus a las personas. Aunque esta estrategia ha demostrado ser efectiva en la práctica, aún se conoce poco sobre los mecanismos moleculares que explica este efecto.

En esa línea, un estudio liderado por investigadores del Centro de Biotecnología y Bioingeniería (CeBiB) y recientemente publicado en la revista Frontiers in Cellular and Infection Microbiology analizó datos transcriptómicos para identificar patrones consistentes en la interacción entre Aedes aegypti y Wolbachia.

“Algunas estrategias de control consisten en infectar artificialmente a los mosquitos con Wolbachia, de modo que desarrollen resistencia a los virus y así se reduzca la transmisión. Para implementar estas estrategias de forma responsable y controlada, es fundamental entender los mecanismos que subyacen a estos efectos de bacteria  que afectan al mosquito. Este trabajo busca desarrollar un conocimiento sobre los mecanismos mediante los cuales esta bacteria afecta al mosquito”, explicó Sebastián Mejías, primer autor del trabajo, estudiante de doctorado del Departamento de Ingeniería Química y Biotecnología (DIQBM) de la Universidad de Chile e investigador de CeBiB.

El estudio se basa en el análisis de datos transcriptómicos, es decir, información que permite observar qué genes están activos en los mosquitos infectados con Wolbachia y compararlos con aquellos que no portan la bacteria. Para ello, el equipo reanalizó y combinó seis conjuntos de datos transcriptómicos públicos, publicados aproximadamente entre 2009 y 2023, mediante un enfoque de meta-análisis que permitió identificar efectos que se repiten de manera consistente entre distintos estudios.

“Este enfoque permite distinguir qué cambios en la expresión génica son realmente confiables -porque se repiten en múltiples conjuntos de datos- y cuáles podrían corresponder a resultados aislados o artefactos experimentales. Entonces, el objetivo fue extraer o identificar los efectos más sólidos y consistentes de Wolbachia en el mosquito, para aportar al desarrollo de futuras estrategias de control de enfermedades”, agregó el investigador.

Imagen de contexto | Pixabay

Resultados: genes y procesos clave en la interacción mosquito-Wolbachia

El análisis identificó genes que cambian de manera consistente su expresión en mosquitos Aedes aegypti infectados con Wolbachia, tanto genes sobreregulados como subregulados, lo que permitió detectar patrones comunes más allá de estudios individuales. “Se identificaron genes que aparecen consistentemente sobre o subregulados por efecto de la bacteria en el mosquito, y que están asociados con funciones concretas”, comentó Sebastián Mejías.

Al agrupar estos genes según sus funciones biológicas, el estudio observó categorías que se activan de forma recurrente, entre ellas aquellas vinculadas a la cadena transportadora de electrones, el transporte de carbohidratos y la actividad peptidasa, así como una regulación consistente de genes asociados a la replicación del ADN.

Entre los genes individuales subregulados, se identificó una exonucleasa, una proteína involucrada en la degradación de ácidos nucleicos, cuyo gen homólogo en Drosophila ha sido previamente asociado a un efecto favorable para la replicación del virus del dengue. “Entonces, uno puede hipotetizar que esta subregulación es un mecanismo posible para perjudicar al dengue, porque es un gen que promueve al virus”, señaló el investigador.

Asimismo, la sobreregulación de genes asociados a la cadena transportadora de electrones sugiere un posible mecanismo adicional para la generación de especies reactivas de oxígeno, compuestos que se han vinculado a respuestas antivirales en distintos sistemas biológicos. “Es como cuando uno tiene fiebre: puede ser perjudicial si es excesiva, pero también es jn mecanismo que afecta al patógeno”, agregó Mejías.

Esta investigación es resultado de un trabajo interdisciplinario y colaborativo que articuló capacidades científicas de distintas instituciones nacionales. La investigación fue desarrollada por un equipo de investigadores e investigadoras del Centro de Biotecnología y Bioingeniería (CeBiB), la Universidad de Chile, la Pontificia Universidad Católica de Chile, el Centro de Modelamiento Matemático (CMM-U. de Chile) y Núcleo Milenio MASH. El equipo, integrado por Sebastián Mejías, Natalia E. Jiménez, Carlos Conca, J. Cristian Salgado y Ziomara P. Gerdtzen, combinó análisis transcriptómico, biología molecular y modelamiento matemático para abordar un problema complejo de salud pública desde una perspectiva integral.