¿Podría ser un dron con mosquitos la clave para combatir virus letales, como el Zika?

Los mosquitos no solo son una molesta plaga durante el verano. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), cada año, estos insectos zumbadores son responsables de millones de muertes en todo el mundo, lo que los convierte, con diferencia, en el animal más mortífero de todos. El paludismo, o malaria, provoca más de 445 000 muertes anualmente; y otras enfermedades transmitidas por los mosquitos, como el virus del Zika, el virus del Nilo Occidental, el virus del Chikunguña y el dengue, causan cientos de miles de muertes más.

En la ONG suiza WeRobotics, creen que la respuesta al problema que representan los mosquitos a escala mundial podría estar en los propios mosquitos, y están aportando una ingeniería y diseño innovadores al problema de las enfermedades transmitidas por estos insectos, valiéndose de un modelo de diseminación de mosquitos con ayuda de drones.

Pero ¿por qué querríamos soltar más mosquitos en las áreas afectadas? No se trata de simples mosquitos, sino de especímenes macho estériles, que no pican y que compiten por el apareamiento con los machos no esterilizados, para evitar, así, que los ejemplares infectados se multipliquen.

Propagando la esperanza, no las enfermedades…

Durante décadas, las técnicas estándar para la erradicación de poblaciones de mosquitos se han mantenido invariables. Los insecticidas y los tratamientos de fumigación siguen siendo hoy los principales mecanismos para diezmar las poblaciones de estos insectos y mantener la propagación de enfermedades bajo control.

Como enfoque alternativo, la técnica de los insectos estériles (TIE), es un método de control de poblaciones de insectos bien conocido, que se utiliza con distintas enfermedades. Si el insecto macho no puede fecundar a la hembra durante el apareamiento, los huevos no eclosionan, y las poblaciones causantes de la plaga se reducen.

Como mejor funciona el método TIE es con una suelta continua de machos estériles en la zona en cuestión. Los insectos estériles deben superar a los no estériles en una relación de, al menos, diez a uno para controlar la enfermedad. Pero este método se topa con barreras en contextos rurales: las carreteras no siempre llegan a las áreas afectadas, e incluso el explorador más aventurero es incapaz de cubrir suficiente terreno a pie para hacer mella en las poblaciones de mosquitos.

Sin embargo, donde los humanos no llegan por tierra, los drones pueden hacerlo por el aire.

“La razón por la que creemos que los drones podrían ser muy útiles es que pueden programarse para que alcancen áreas remotas”, comenta Andrew Schroeder, cofundador y director de investigación y análisis de WeRobotics. “Un dron puede diseminar uniformemente y, de ahí, la hipótesis de que el mecanismo de suelta, por sí solo, debería marcar una diferencia importante en la probabilidad de éxito de los programas con insectos esterilizados”.

Los drones de WeRobotics cubrirían pueblos, ciudades y zonas rurales, soltando cientos de miles de mosquitos estériles en un vuelo corto para frenar las poblaciones de insectos infectados con la enfermedad, en particular, los transmisores del virus del Zika.

“Los drones sirven de apoyo a un proceso, que es la diseminación de mosquitos esterilizados”, afirma Schroeder. “Existen otros métodos de suelta, como el uso de una mochila. Podrías ir en bicicleta y liberarlos por el camino”.

WeRobotics coopera con el Organismo Internacional de Energía Atómica (IAEA, por sus siglas en inglés) de las Naciones Unidas y con el programa asociado, Moscamed Brasil. A su vez, estos organismos han puesto en contacto a WeRobotics con grupos que podrían suministrar mosquitos esterilizados y comunidades en las que probar sus drones.

“No soy ningún experto en la técnica de los insectos esterilizados”, confiesa Schroeder. “Hay una serie de límites en cuestión de las responsabilidades que yo, o el equipo en general, podemos asumir. Aun así, a través de la colaboración, a través de la reflexión y el diálogo, ha sido una iniciativa muy fructífera y hemos podido sacar algunas ideas adelante”.

Un dron que rocía mosquitos enfriados

Con la ayuda de estos colaboradores, WeRobotics necesitaba equipar el dron. El primer desafío, según comenta Jürg Germann, responsable de Ingeniería de WeRobotics, consistía en determinar el método de preservar estos diminutos bichos, de manera que sobrevivieran al almacenamiento y transporte, y reanimarlos después, una vez liberados a través del cilindro de salida. El equipo descubrió que la mejor solución era enfriar los mosquitos.

Los mosquitos son muy activos en temperaturas cálidas, tanto que se lastiman unos a otros rápidamente si están en espacios confinados. No obstante, a temperaturas entre 7 y 10 grados centígrados, permanecen inmóviles. Por supuesto, siguen vivos, pero, al estar quietos, se evita que se dañen a sí mismos o a otros insectos dentro de la cámara de almacenamiento.

La humedad en el contenedor debe mantenerse por debajo del 60 por ciento. Si sube de ese nivel, los mosquitos pueden empaparse y aglutinarse, aplastándose al salir del cilindro de expulsión.

El equipo de WeRobotics fijó el dispositivo de almacenamiento refrigerado a un hexacóptero DJI M600 Pro modificado. No había, según Schroeder, necesidad de reinventar la rueda, y era más importante centrarse en el sistema de diseminación de mosquitos. Además, los productos comerciales estándar podrían hacer el dispositivo de WeRobotics más accesible, una vez superados los problemas del sistema de expulsión.

A unos 100 metros del suelo, el motor del dron se enciende, el cilindro comienza a girar y los mosquitos inmóviles salen despedidos hacia el aire caliente. A medida que caen y entran en calor, se reaniman y se vuelven activos. A partir de ahí, comienzan a volar y a mezclarse con la comunidad de mosquitos local.

Durante las fases de desarrollo, los ingenieros y el equipo de diseño utilizaron Autodesk Inventor para simular los diseños y modelar los cambios, antes de imprimir los componentes en 3D. Esto permitió al equipo efectuar pruebas iniciales y periódicas de los componentes mecánicos necesarios para diseñar un modelo óptimo.

“Ninguno de nosotros había trabajado antes con mosquitos, y no nos imaginábamos lo frágiles que eran”, explica Germann. “Al pasarlos por un mecanismo que los divide en grupos más pequeños, pueden dañarse fácilmente las alas, lo que los hace inservibles para el apareamiento”.

Además de las cuestiones de temperatura y humedad, el equipo debía averiguar cuál era la profundidad máxima que podía tener el depósito contenedor, de manera que los mosquitos situados en el fondo no muriesen aplastados bajo el peso de los que estaban encima. Utilizando semillas de comino como sustitutos de las capas superiores de insectos, diversas pruebas demostraron que los mosquitos de la capa inferior eran susceptibles de sufrir daños por el peso, por lo que la altura máxima del contenedor era de tan solo 5 cm.

Tras un año de rápido prototipado, el equipo estaba listo para probar su diseño en un contexto real: en Brasil.

Brasil cuenta con centros de cultivo en masa que proporcionaron al equipo la cantidad necesaria de mosquitos estériles; y el país tiene un clima parecido al de muchos otros que también sufren epidemias de enfermedades transmitidas por mosquitos.

Tras una serie de vuelos y pruebas de campo, los investigadores de WeRobotics observaron que más del 90 por ciento de los 50 000 mosquitos liberados en cada vuelo habían sobrevivido al proceso de almacenamiento, suelta y reanimación. Con un solo vuelo, se pueden cubrir decenas de hectáreas, lo que es suficiente para una pequeña ciudad. En un día con varios vuelos, se puede rociar un área de más de 100 hectáreas.

“La primera vez que recogimos ejemplares del dron en las trampas para mosquitos, lo que indicaba que nuestro método era viable, fue un momento fantástico”, comenta Germann.

El futuro del control de vectores

Las pruebas iniciales han proporcionado a WeRobotics y a sus colaboradores datos, reflexiones e ideas, pero aún no están listos para poner en práctica esta solución a gran escala.

“Todavía no tenemos una base empírica para afirmar que el método supone un gran paso adelante”, aclara Schroeder. “Pero, en teoría, si se hace durante generaciones, de manera sistemática y en el momento justo (el tiempo es clave), deberíamos observar un descenso espectacular de las poblaciones”.

Dada la creciente necesidad de controlar las poblaciones de mosquitos transmisores de enfermedades mortales, esta investigación apunta hacia el futuro y a la esperanza de que, utilizada en campañas a gran escala, esta tecnología podría mejorar la vida y la salud de comunidades de todo el mundo.