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Nova Strain de Mosquito Traz Esperança Contra a Dengue

Uma nova linhagem de mosquito pode ajudar a controlar os surtos de dengue em Bangladesh.

Hasan Mohammad Al-Amin, N. Gyawali, M. Graham, M. S. Alam, A. Lenhart, Z. Xi, G. Rasic, N. W. Beebe, L. E. Hugo, G. J. Devine

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Nova Cepa de MosquitoNova Cepa de MosquitoEnfrenta Ameaça da Denguede mosquito.para controle da dengue com nova cepaEstudo revela resultados promissores
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A dengue é um vírus bem espalhado, principalmente passado pros humanos através da picada de mosquitos infectados. Ela causa doenças graves e pode gerar surtos globais. O principal mosquito responsável por transmitir a dengue se chama Aedes Aegypti. Esse mosquito tá se multiplicando, em grande parte por causa do aumento do comércio, do calor e da urbanização. No total, cerca de 3,9 bilhões de pessoas em 129 países estão em risco, com 70% dos casos rolando na Ásia. Bangladesh tem visto surtos sérios ultimamente, começando em 2019, com o pior registrado em 2023, resultando em centenas de milhares de infecções e muitas mortes.

Necessidade de Medidas de Controle Eficazes

Atualmente, falta vacina ou tratamento eficaz pra dengue. Controlar a população de mosquitos é essencial pra evitar a propagação do vírus. Embora inseticidas tradicionais sejam usados, surgem vários problemas com essa abordagem. Esses incluem altos custos, cobertura limitada e resistência dos mosquitos aos inseticidas, tornando-os menos eficazes, especialmente em Bangladesh. Tem uma necessidade crítica de novos métodos pra gerenciar a dengue.

A Promessa do Wolbachia

Nos últimos anos, um tipo de bactéria chamada Wolbachia ganhou atenção como uma possível solução pra controlar as populações de mosquitos e as doenças que eles transmitem. O Wolbachia vive dentro dos insetos e pode ser passado da mãe pros filhotes. A relação entre Wolbachia e seu hospedeiro pode variar; pode ser prejudicial ou benéfica. Introduzir o Wolbachia em mosquitos Aedes aegypti pode ser feito através de alguns métodos específicos, como injetar embriões ou cruzar com mosquitos já infectados.

O Wolbachia pode trazer três resultados importantes nos mosquitos que o carregam:

  1. Herança Maternal: Fêmeas mosquitos infectados passam a bactéria pra todos os seus filhotes.
  2. Incompatibilidade Citoplasmática: Quando machos infectados cruzam com fêmeas não infectadas, os ovos não eclodem.
  3. Bloqueio do Vírus: O Wolbachia pode reduzir a capacidade do vírus da dengue de crescer e se espalhar nos mosquitos.

Essas propriedades fazem do Wolbachia uma opção atraente pra gerenciar a dengue, seja reduzindo o número de mosquitos que podem carregar o vírus ou substituindo populações locais por aquelas menos propensas a espalhá-lo.

Aplicações Atuais do Wolbachia

Países como Austrália, Indonésia e Brasil já estão usando mosquitos infectados com Wolbachia nas suas estratégias pra combater a dengue. A abordagem funciona liberando machos e fêmeas infectados com Wolbachia no ambiente. No norte de Queensland, Austrália, a liberação de uma cepa de Wolbachia levou a uma queda significativa dos casos de dengue. No entanto, em outros países, a eficácia dessas cepas diminuiu ao longo do tempo.

O Papel do Estresse Térmico

Uma das razões pra essa queda pode ser que algumas cepas de Wolbachia não sobrevivem bem em climas quentes. Uma cepa diferente chamada wAlbB mostrou ser mais estável em altas temperaturas. Pesquisas indicam que essa cepa mantém sua presença nos mosquitos melhor do que outros tipos, mesmo quando submetida ao estresse térmico.

Desenvolvimento de uma Nova Cepa em Dhaka

No nosso estudo, criamos uma nova cepa de Aedes aegypti chamada wAlbB2-Dhaka, usando a cepa de Wolbachia tolerante ao calor wAlbB2. Isso foi feito cruzando populações locais de mosquitos que exibem alta resistência a inseticidas com mosquitos infectados com wAlbB2 que são mais suscetíveis a inseticidas. Depois, estudamos essa nova cepa pra ver como ela herdava o Wolbachia, como interagia com o vírus e como se comparava com mosquitos locais.

Examinando a Densidade de Wolbachia

Primeiro, medimos a quantidade de Wolbachia presente na cepa wAlbB2-Dhaka. Nossos achados mostraram que os níveis eram bem semelhantes em comparação com a cepa doadora original. Isso é importante porque ter bastante Wolbachia é crucial pra sua eficácia no controle da dengue.

Transmissão Maternal

Em seguida, testamos se a wAlbB2-Dhaka poderia passar o Wolbachia pros seus filhotes. Todos os espécimes de um cruzamento entre fêmeas wAlbB2-Dhaka e machos locais carregavam a bactéria, confirmando que a transmissão maternal é completa.

Incompatibilidade Citoplasmática

Também checamos a incompatibilidade citoplasmática, que é quando os filhotes não eclodem se o macho estiver infectado e a fêmea não. Nossos resultados mostraram que essa incompatibilidade estava totalmente presente na nossa nova cepa quando cruzada com fêmeas locais não infectadas.

Resistência a Inseticidas

Pra entender como a wAlbB2-Dhaka sobrevive bem em comparação às populações locais, fizemos testes usando um inseticida comum. Tanto a wAlbB2-Dhaka quanto os mosquitos locais mostraram altos níveis de resistência, indicando que nossa nova cepa pode viver ao lado das populações locais sem desvantagens significativas.

Traços Reprodutivos e Sobrevivência

Analisamos vários traços reprodutivos das fêmeas mosquitos, incluindo o número de ovos postos, a taxa de eclosão dos ovos e quantas larvas se tornaram adultos. Não encontramos diferenças significativas entre a wAlbB2-Dhaka e os mosquitos locais em relação a esses traços. Ambas as cepas também mostraram taxas de sobrevivência semelhantes ao longo de um período de 28 dias, sugerindo que a wAlbB2-Dhaka não teria desvantagens em ambientes naturais.

Resistência à Dessicação dos Ovos

A viabilidade dos ovos ao longo do tempo também é essencial pra sobrevivência a longo prazo. Comparamos o sucesso na eclosão dos ovos da wAlbB2-Dhaka e das populações locais armazenadas por diferentes períodos. Ambas as cepas mostraram taxas de eclosão semelhantes, indicando que a wAlbB2-Dhaka não enfrentaria problemas devido à viabilidade dos ovos ao longo do tempo.

Competitividade na Cópula

O sucesso na cópula é vital pra liberar machos infectados com Wolbachia na natureza. Fizemos testes pra ver como os machos da wAlbB2-Dhaka poderiam competir com os machos locais por parceiras. Nossos achados mostraram que os machos da wAlbB2-Dhaka eram tão bem-sucedidos quanto os machos locais em acasalar com as fêmeas.

Testando a Capacidade de Bloqueio do Vírus

Pra avaliar a capacidade da wAlbB2-Dhaka de bloquear a transmissão do vírus da dengue, expomos tanto a nova cepa quanto a população local ao vírus. Os resultados mostraram que uma porcentagem significativamente menor de mosquitos wAlbB2-Dhaka tinha o vírus da dengue detectável em seus corpos em comparação com os mosquitos locais. Além disso, a quantidade de vírus presente naqueles que estavam infectados também era significativamente menor.

Redução do Vírus nas Pernas e Asas

O estudo também investigou a presença do vírus em outras partes do corpo, como pernas e asas. Na wAlbB2-Dhaka, houve uma diminuição significativa no número de mosquitos mostrando presença do vírus nessas áreas em comparação com os mosquitos locais.

Impacto nas Amostras de Saliva

A capacidade dos mosquitos de transmitir dengue também pode ser medida examinando a saliva deles quando mordem. Em nossos achados, quase todas as amostras de saliva dos mosquitos locais testaram positivo pro vírus, enquanto apenas uma pequena fração das amostras da wAlbB2-Dhaka mostraram evidências de infecção. Essa redução significativa indica que os mosquitos wAlbB2-Dhaka são menos propensos a transmitir dengue.

Distribuição do Wolbachia e do Vírus da Dengue

Ao olhar onde no corpo do mosquito o Wolbachia e o vírus da dengue estavam localizados, descobrimos que o Wolbachia estava bem distribuído por todo o corpo na wAlbB2-Dhaka. No entanto, o vírus da dengue estava principalmente encontrado no intestino médio e mostrava menos presença em outras áreas. Isso sugere que o Wolbachia limita efetivamente a propagação do vírus no corpo do mosquito.

Conclusão

Nosso estudo desenvolveu com sucesso uma cepa de Aedes aegypti, a wAlbB2-Dhaka, que retém traços importantes pra controlar a transmissão do vírus da dengue. Essa cepa mostrou uma redução substancial na capacidade de espalhar o vírus da dengue enquanto mantinha traços reprodutivos e de sobrevivência comparáveis às populações locais. As descobertas sugerem que a wAlbB2-Dhaka poderia ser uma opção promissora pras futuras estratégias de controle da dengue em áreas densamente povoadas, como Dhaka, Bangladesh.

Como as medidas atuais pra controlar a dengue são insuficientes, introduzir uma cepa infectada com Wolbachia pode fornecer uma solução necessária pra combater esse desafio de saúde pública. O estudo destaca o potencial do Wolbachia como uma ferramenta inovadora pra controle de mosquitos e prevenção de surtos de dengue.

Fonte original

Título: Fitness compatibility and dengue virus inhibition in a Bangladeshi strain of Aedes aegypti infected with the Wolbachia strain wAlbB

Resumo: Dengue cases in Bangladesh have surged in recent years. The existing insecticide-based control program, implemented in parts of the country, is challenged by issues of insufficient household coverage and high levels of insecticide resistance in the primary dengue virus (DENV) vector, Aedes aegypti. A more sustainable, effective alternative could be the implementation of a Wolbachia-mediated disease management strategy. Infecting mosquitoes with Wolbachia can change their reproductive compatibility and their ability to transmit DENV. These new phenotypes can be exploited to suppress or replace wild-type Ae. aegypti populations. Such strategies require the development of well-characterised Wolbachia-infected strains with biological characteristics that are comparable with local mosquitoes. We created and characterised a Wolbachia-infected Ae. aegypti strain with a Dhaka wild-type genetic background, and compared its reproductive compatibility, maternal inheritance, fitness, and virus-blocking ability to the parental strains (Dhaka wild-type and wAlbB2-F4). The new Ae. aegypti strain wAlbB2-Dhaka demonstrated complete cytoplasmic incompatibility with the wild-type strain and complete maternal transmission, retaining levels of pyrethroid resistance of the Dhaka wild-type (70% survival to 10 times the dose of permethrin expected to kill susceptible mosquitoes). No significant fitness costs were detected during laboratory comparisons of fecundity, fertility, survival, mating competitiveness, or desiccation tolerance. Compared to the wild-type strain, wAlbB2-Dhaka mosquitoes had a significantly reduced number of DENV genome copies in the bodies (44.4%, p = 0.0034); two-fold reduction in dissemination to legs and wings (47.6%, p < 0.0001); and >13-fold reduction of DENV in saliva expectorates (proxy of transmission potential) (92.7%, p < 0.0001) 14 days after ingesting dengue-infected blood. Our work indicates that the wAlbB2-Dhaka strain could be used for Ae. aegypti suppression or replacement strategies for dengue management in Bangladesh. Author summaryBangladesh is currently grappling with a series of severe dengue outbreaks, resulting in more than 300 thousand infections, 1700 fatalities, and a significant influx of patients requiring hospitalisation in 2023. These outbreaks coincide with the emergence of high levels of insecticide resistance in the Ae. aegypti population, which is contributing to the failure of conventional, insecticidal control strategies. In search of more sustainable, effective dengue control strategies, approaches using the endosymbiotic bacteria Wolbachia that render mosquitoes resistant to arbovirus infection are being trialled in a number of countries. We transinfected Dhaka wild-type Ae. aegypti with the Wolbachia strain wAlbB2 by backcrossing it with a Wolbachia wAlbB2-infected Ae. aegypti strain and assessed the new strains suitability for field release. We compared the fitness and virus-blocking ability of the backcrossed strain with its parental strains. We demonstrated that the new strain, wAlbB2-Dhaka, is as fit as the Dhaka wild-type strain and blocked [~]92% of dengue virus transmission. This strain has great potential for Wolbachia-mediated dengue management strategies in Bangladesh.

Autores: Hasan Mohammad Al-Amin, N. Gyawali, M. Graham, M. S. Alam, A. Lenhart, Z. Xi, G. Rasic, N. W. Beebe, L. E. Hugo, G. J. Devine

Última atualização: 2024-10-25 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.24.620043

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.24.620043.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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