No início da manhã de primavera, um zumbido pairava sobre uma pequena cidade na Bahia, no Brasil. Trezentos pés acima do solo, uma pequena vasilha se abriu, ejetando seu conteúdo na boca do mecanismo de liberação abaixo. Por um momento houve silêncio. Então, um enxame de mosquitos recém-acordados do sono gelado esticou as asas e levantou vôo.
Cada espécime era masculino, solteiro e pronto para se misturar - e, se tudo ocorresse como planejado, a horda agitada de virgens ávidas se infiltraria na população local de mosquitos, junto com milhares de mulheres sortudas nos próximos dias.
Considerando que existem cerca de 100 espécies de mosquitos portadores de patógenos humanos mortais - incluindo parasitas que causam a malária, assim como vírus Zika, dengue e vírus do Nilo Ocidental - isso pode soar como o terrível início de um filme apocalíptico de ficção científica à la Outbreak . Mas é exatamente o oposto: os mosquitos desencadeados neste experimento podem ser algumas das melhores armas contra a propagação de doenças infecciosas.
Nos últimos dois anos, uma equipe de cientistas e engenheiros da WeRobotics e da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) vem testando novas formas de dispersar mosquitos machos estéreis em regiões onde essas doenças mortais se espalham. O primeiro teste realizado pelos pesquisadores, conduzido na última primavera no Brasil, produziu resultados promissores, e eles já estão se preparando para mais.
"Este é um passo realmente empolgante", diz Kelsey Adams, uma bióloga de mosquitos da Escola de Saúde Pública de Harvard que não é afiliada ao trabalho. “Com técnicas inovadoras como essas, podemos expandir as áreas em que estamos liberando [mosquitos modificados]”.
O objetivo final é simples: afastar homens férteis com eunucos e observar o número de potenciais mosquitos portadores de doenças mergulhando. Essa técnica conhecida de inseto estéril já produziu sucesso em pragas agrícolas, como moscas-das-frutas, e em outros insetos que transportam doenças de uma pessoa para outra, como as moscas tsé-tsé. O uso da tecnologia em mosquitos, no entanto, é um fenômeno um tanto novo.
Quando se trata disso, a técnica de insetos estéreis é um jogo de números. As populações selvagens devem ser inundadas com insetos cultivados em laboratório, às vezes em proporções acima de 10 ou mais machos estéreis para cada local fértil. E o dumping pontual não resolverá o problema: uma região precisa ser inundada de novo e de novo, até que as populações de mosquitos nativos sejam levadas a níveis insignificantes (e, mesmo assim, pode continuar sendo um exercício odioso de manutenção). Além disso, algumas espécies de mosquito, incluindo os mosquitos Aedes aegypti que transmitem zika, dengue e febre amarela, são batatas de sofá clássicas, que viajam não mais do que algumas centenas de pés durante a vida. Isso aumenta ainda mais a dificuldade de garantir cobertura generalizada.
Agora os mosquitos podem ser criados e esterilizados em massa em vários ambientes laboratoriais - um rápido zap de radiação é suficiente para danificar gravemente os espermatozóides dos insetos. No entanto, o processo de embalar, transportar e entregar com segurança esses soldados estéreis aos locais onde eles farão o trabalho sujo é o seu próprio obstáculo. Até agora, a maioria dos esforços envolveu lançamentos de veículos movidos por veículos humanos - mas passeios de caminhões acidentados em estradas inacabadas inevitavelmente empurram suas preciosas cargas, e muitas regiões crivadas de doenças são inacessíveis de carro.
Em vez disso, os pesquisadores agora olham para o céu.
“Os drones são realmente uma virada de jogo”, diz Jürg Germann, engenheiro-chefe da WeRobotics.
A tecnologia é surpreendentemente onipresente: por alguns milhares de dólares, os drones podem ser comprados e transformados em motoristas de mosquitos. Em comparação com carros desajeitados, os drones são pelo menos cinco a dez vezes mais eficientes na dispersão de mosquitos, diz Germann. Além disso, os drones são aerodinâmicos, reutilizáveis e completamente desimpedidos pelas estradas (ou falta deles). Onde quer que haja céu, um drone pode ir, com mosquitos hibernando a reboque.
Trabalhos anteriores com moscas de fruta usaram aeronaves de alta altitude. Mas, ao contrário dos aviões, os drones podem voar até o chão, garantindo mais precisão e controle - e minimizando os danos que os insetos frágeis podem sustentar quando saem da nave. O melhor de tudo, os drones não precisam de pilotos propensos a erros: os pesquisadores podem definir seu curso na base e dar adeus.
O drone disponível comercialmente pode ser cooptado para "limusines de mosquito", como Patrick Meier, cofundador da WeRobotics, refere-se a eles, transportando 50.000 mosquitos de uma só vez. (WeRobotics) Após um ano de prototipagem, a WeRobotics e a IAEA levaram seus esforços para o campo. Eles se concentram primeiro no Brasil, onde uma epidemia de zika, disseminada por mosquitos Aedes aegypti, levou a milhares de defeitos congênitos em 2015 e 2016.
Ao longo de três testes, os pesquisadores dispersaram um total de 284.200 mosquitos Aedes aegypti estéreis em torno da comunidade brasileira de Carnaíba do Sertão em março deste ano. Com os drones voando a toda velocidade, os pesquisadores conseguiram cobrir milhares de metros quadrados em questão de minutos - e mais de 90% dos mosquitos suspensos pelo ar pareciam aterrissar.
Sobreviver à queda perigosa foi apenas o começo - mas o especialista em mosquitos da AIEA, Jérémy Bouyer, ficou satisfeito ao ver que esses caras derivados dos drones se mantinham contra seus colegas férteis, cuidando de um ovo estéril para cada óvulo viável produzido por um macho selvagem. Bouyer está otimista de que, com mais sucesso, os números continuarão a subir.
Em um estágio tão inicial, é um desafio avaliar o impacto de longo prazo desses ataques de insetos inférteis. Mas as epidemias surgem quando você menos espera - e o controle de insetos é tudo sobre cortar a doença pela raiz. A WeRobotics e a IAEA já estão planejando mais testes nos próximos meses e anos. Enquanto isso, Germann e sua equipe estão trabalhando para aumentar a capacidade de cada drone e minimizar a mortalidade do mosquito. Eventualmente, os pesquisadores esperam passar uma versão melhor de sua tecnologia para especialistas locais através de um programa de treinamento intensivo, criando um sistema de dispersão sustentável e auto-suficiente. Até 2020, a WeRobotics planeja ter cerca de 30 postos de despacho de drones em todo o mundo.
“Não estamos apenas para lançar a tecnologia ao problema - isso não é impacto”, diz o co-fundador da WeRobotics, Patrick Meier. “Os drones devem ser os heróis dessa história. Não as organizações ocidentais.
Como a tecnologia continua a progredir, ainda mais portas podem se abrir. Na luta contra insetos transmissores de doenças, os drones não são bons apenas para propagação de pacotes de pragas. Aeronaves não tripuladas já foram usadas para mapear locais de criação de mosquitos - que são difíceis de localizar e rastrear a olho nu - permitindo que os pesquisadores estudem mais facilmente o comportamento e a dispersão dos mosquitos. Além disso, a partir de seu ponto de vista elevado, os drones são uma excelente ferramenta para a pulverização de inseticidas.
Mesmo dentro do escopo de drones com mosquito, há espaço adicional para o crescimento, diz Adams, que estuda o comportamento reprodutivo dos mosquitos Anopheles, que podem transportar parasitas causadores da malária , sob a supervisão da infectologista Flaminia Catteruccia. Os drones certamente não são específicos da espécie, e Bouyer, Germann e Meier estão otimistas de que Anopheles e outros mosquitos poderiam ser candidatos viáveis para disseminação no futuro.
Na verdade, quando se trata de mosquitos Anopheles, diz Adams, os drones podem ser ainda mais benéficos. Anopheles não são nódulos letárgicos como seus primos Aedes . Airdropping esses malária mongers poderia ser mais para o seu dinheiro, porque menos mosquitos podem cobrir uma área geográfica maior.
Além do mais, há evidências de que a maioria das fêmeas de Anopheles (e algumas de Aedes ) são monogâmicas; na verdade, para as mulheres de algumas espécies de Anopheles, a escolha do parceiro é uma decisão literal que acontece uma vez na vida. E pesquisas hormonais e comportamentais no grupo de Catteruccia e em outros mostraram que, mesmo em um enxame de mosquitos de acasalamento, um punhado de pedaços é desproporcionalmente bem-sucedido. Isso significa algumas coisas: primeiro, a maioria dos mosquitos machos irá, infelizmente, morrer virgens. Em segundo lugar, e talvez o mais importante, as fêmeas provavelmente estão se intrometendo em algum indicador de machismo masculino enquanto atravessam a multidão. Algum dia, diz Adams, os cientistas podem estimular as fêmeas a preferir machos estéreis aos férteis, com os incentivos certos.
Em preparação para os testes, cientistas da AIEA criaram centenas de milhares de mosquitos Aedes aegypti em laboratórios. (WeRobotics) Mas a técnica de insetos estéreis é apenas uma das muitas estratégias para atacar o ciclo reprodutivo desses insetos sanguinários. E embora tenha sido altamente eficaz em muitos contextos, essa estratégia não é sem suas desvantagens.
“Um dos maiores problemas é que não se autoperpetua”, explica Adams. "Você muitas vezes acaba precisando de mais mosquitos do que você pensa."
Por um lado, a criação deste centro de criação e esterilização laboratorial em todo o mundo seria um feito formidável. Durante seu pequeno estudo de uma única comunidade no Brasil, a WeRobotics e a IAEA criaram mais de 700.000 mosquitos - um número que teria que ser ampliado imensamente para atender até mesmo uma fração da necessidade global. Além disso, isolar uma população somente masculina para esterilização e liberação não é tão fácil quanto parece, e os erros podem ser extremamente caros. As fêmeas são as sanguessugas do grupo e, portanto, os enviados de doenças. A liberação acidental de uma população que é mesmo 1 por cento feminina poderia realmente piorar uma epidemia, diz Adams.
Felizmente, existem muitas alternativas. Uma opção envolve a fabricação de mosquitos que podem transmitir genes letais aos seus descendentes - outra forma de controle de natalidade sorrateira. Essa tecnologia pode ser especialmente poderosa quando é projetada ao lado de um "impulso genético" - na verdade, um elemento genético que fortalece seu caminho em todos os filhos, não importa qual dos pais carrega o traço. Os impulsos gênicos se espalham através das populações a um ritmo acelerado, tornando-os mais eficientes do que estratégias como a técnica de insetos estéreis: um número menor de insetos pode dominar uma população silvestre, aliviando um pouco a necessidade de produção maciça de mosquitos.
Uma preocupação que alguns cientistas têm levantado nos últimos anos é que vários desses métodos visam acabar com certas espécies de mosquitos. E relacionada a doenças ou não, uma extinção é uma extinção.
Mas cerca de 3.500 espécies de mosquito vagam pelos céus - e muitas delas têm funções ecológicas sobrepostas, diz Adams. “Eliminar uma espécie de mosquito não necessariamente terá enormes consequências ambientais, considerando que existem milhares delas”, explica ela. "Mas é claro, devemos continuar com cautela."
Uma alternativa ao genocídio é a introdução de imunidade a parasitas ou vírus em uma população de mosquitos. Juntamente com drives genéticos, esta tecnologia poderia criar uma linhagem duradoura de insetos que são livres para satisfazer o sangue para o conteúdo de seus corações - e alegremente livre de doenças.
Naturalmente, esses métodos também não são infalíveis. Assim como as bactérias, os vírus e os parasitas desenvolvem resistência às drogas, os mosquitos podem se desviar de impulsos genéticos e outros tipos de manipulações de DNA. Mesmo que isso aconteça a baixas taxas, um indivíduo pode rapidamente propagar seus problemas genéticos para as gerações futuras, desfazendo anos de esforço.
Bouyer ressalta que os contratempos com mutações podem ser contornados com a técnica original de insetos estéreis baseados em irradiação: não é fácil encontrar uma solução genética para a infertilidade de um parceiro sexual. Além disso, embora as técnicas de insetos estéreis tenham sido usadas há décadas, acrescenta, modificações genéticas sofisticadas e invasivas podem encontrar mais obstáculos no caminho para a comercialização, dados os rígidos regulamentos de OGM que existem em muitos países.
Nenhuma estratégia de controle de mosquitos é provável que seja uma panaceia por conta própria. No entanto, Bouyer diz que, no futuro, algumas dessas técnicas podem ser usadas efetivamente em combinação. Como é o caso com remédios e outras drogas, é muito mais difícil para uma população desenvolver resistência quando enfrenta vários oponentes de uma só vez.
Em todo caso, Meier está entusiasmado com a possibilidade de novos passageiros para a Air Mosquito. "Nós somos apenas a limusine", diz ele com uma risada. “O que quer que os mosquitos entrem na limusine é de outros especialistas. Do nosso lado, enquanto houver mosquitos, o [drop] funcionará - independentemente de como eles tenham sido modificados ”.
