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O Impacto da Temperatura na Disseminação de Vírus Transmitidos por Mosquitos

Explorando como a temperatura ambiental influencia a transmissão de vírus pelos mosquitos.

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A temperatura tem um papel crucial na forma como vírus transmitidos por mosquitos, como o Vírus Zika, são espalhados. Compreender essa relação ajuda os cientistas a entender como as doenças se espalham e prever surtos futuros, especialmente com as mudanças climáticas afetando os padrões climáticos.

Desafios em Entender a Disseminação de Vírus

Estudar como a temperatura afeta a capacidade dos mosquitos de espalhar vírus é complicado. Vários fatores ambientais podem influenciar tanto os vírus quanto os mosquitos que os transportam. Embora muitos estudos tenham analisado como a temperatura impacta coisas como a longevidade dos mosquitos ou a rapidez com que eles se desenvolvem, nosso conhecimento sobre como as mudanças de temperatura na natureza afetam a transmissão de vírus ainda está em crescimento.

Pesquisas mostram que as Temperaturas que os mosquitos enfrentam antes de entrar em contato com um vírus podem mudar a eficiência deles em transmitir esse vírus. Por exemplo, temperaturas mais frias podem dificultar a capacidade dos mosquitos de lidarem com infecções virais. Curiosamente, mosquitos que se desenvolvem em temperaturas mais baixas tendem a ser menos resistentes a infecções quando adultos.

Efeitos da Temperatura Durante o Desenvolvimento

Uma descoberta importante revelou que mosquitos em áreas sombreadas podem ser significativamente mais frios do que os que estão em locais ensolarados. Por exemplo, durante um surto de dengue em Buenos Aires, as áreas sombreadas eram cerca de 10 graus mais frescas do que os locais ensolarados. Da mesma forma, em La Réunion, os mosquitos Aedes albopictus foram encontrados preferindo criar-se em locais mais frescos e sombreados.

Como os mosquitos são de sangue frio, a temperatura do corpo deles pode mudar com a temperatura do ambiente. As fases de desenvolvimento deles devem ser consideradas, pois essas temperaturas podem influenciar bastante o calor corporal, o que por sua vez afeta como eles espalham vírus. Embora muitos estudos usem temperaturas constantes para seus experimentos, isso não reflete com precisão as condições do mundo real, onde as temperaturas variam diariamente.

Um estudo analisou mosquitos Aedes albopictus criados ao ar livre em diferentes estações. Ele descobriu que aqueles que cresceram durante os meses mais frios do outono eram melhores em espalhar o Vírus da Dengue do que os criados nos meses quentes do verão. No entanto, esse estudo não identificou qual fase da vida do mosquito foi mais afetada pela temperatura.

Novas Pesquisas sobre Aedes Aegypti e o Vírus Zika

Pesquisas recentes focaram nos mosquitos Aedes aegypti, mostrando que aqueles mantidos em temperaturas abaixo de 25 graus Celsius durante a fase de pupa eram mais suscetíveis ao vírus Zika. Manter mosquitos jovens em temperaturas mais frescas atrasou seu desenvolvimento e aumentou as taxas de mortalidade. Apesar de se esperar que esses fatores diminuíssem a capacidade deles de espalhar o vírus, os modelos mostraram que, se os mosquitos fossem mantidos em condições mais frias apenas durante os 1-3 dias da fase de pupa, o potencial de espalhar o vírus na verdade aumentava.

Em Harris County, o monitoramento da temperatura em locais de controle de mosquitos mostrou temperaturas caindo naturalmente abaixo de 25 graus Celsius. Isso sugere que as variações nos ambientes de reprodução dos mosquitos podem desempenhar um papel chave na forma como as doenças são transmitidas.

Efeito de Temperaturas Constantes e Variáveis

Para entender como diferentes temperaturas de criação afetam a transmissão do vírus Zika, os pesquisadores criaram mosquitos em várias temperaturas constantes e compararam suas taxas de infecção. Eles descobriram que os Aedes aegypti criados a temperaturas de 25 graus Celsius ou inferiores eram mais propensos a se infectar do que aqueles mantidos na temperatura controle mais alta de 28 graus Celsius.

Quando testaram as cabeças dos mosquitos infectados em busca de evidências do vírus, os resultados mostraram que as temperaturas mais baixas ajudavam a espalhar o vírus Zika de forma mais eficaz. Uma análise que quantificou os níveis virais confirmou que os mosquitos criados em ambientes mais frios tinham níveis mais altos do vírus em seus corpos.

Investigando Estágios de Desenvolvimento

Para determinar os estágios de vida específicos que a temperatura afeta, os pesquisadores submeteram apenas a fase de pupa dos Aedes aegypti a temperaturas mais baixas. Eles descobriram que manter as pupas a 25 graus Celsius ou abaixo aumentava a chance de infecção e disseminação do vírus Zika, enquanto não ocorreram mudanças significativas quando temperaturas mais baixas afetaram apenas as fases larvais.

Quando os mosquitos foram expostos a temperaturas flutuantes que refletem ambientes naturais, os Aedes aegypti criados nessas condições mostraram tendências semelhantes. Usando sensores de temperatura em diferentes habitats ao longo do ano, conseguiram associar os dados de temperatura a períodos de alta transmissão viral.

Modelando a Transmissão do Vírus

Para explorar o impacto da temperatura na disseminação do vírus, os cientistas construíram um modelo para calcular como a temperatura influencia o número básico de reprodução (R0), que estima quantas pessoas uma pessoa infectada passaria o vírus em uma população. A maioria dos modelos usa uma temperatura constante, que não representa com precisão as condições variadas que os mosquitos enfrentam.

Considerando tanto as fases juvenis quanto as adultas dos mosquitos, a pesquisa descobriu que, se apenas a fase de pupa fosse exposta a temperaturas mais frias, isso poderia aumentar significativamente o valor de R0. Isso provavelmente porque esses mosquitos ainda podiam se desenvolver rapidamente, levando a maiores chances de transmissão mesmo em temperaturas mais baixas.

Um Olhar Mais Profundo sobre o Papel da Temperatura

Pesquisas sugerem que a exposição a temperaturas mais frias durante o desenvolvimento poderia ajudar a diminuir barreiras que impedem os vírus de infectarem os mosquitos de forma eficaz. Infelizmente, muitos estudos ignoraram as faixas de temperatura naturais que os mosquitos experimentam. Essas variações não contabilizadas podem alterar nossa compreensão de como a temperatura impacta a disseminação de doenças.

Embora temperaturas mais altas possam tornar os mosquitos mais suscetíveis a infecções, elas também podem causar taxas de mortalidade mais altas, o que complica o potencial de transmissão do vírus. Temperaturas mais baixas parecem reduzir o número geral de mosquitos infectados, afetando o comportamento e a fisiologia dos mosquitos de forma diferente.

Conclusão

Em resumo, a temperatura desempenha um papel significativo no risco de transmissão de doenças pelos mosquitos. À medida que as condições climáticas continuam a mudar, é essencial entender melhor como esses fatores ambientais interagem com os estágios de desenvolvimento dos mosquitos. As descobertas indicam que, especialmente a fase de pupa, pode influenciar bastante a disseminação do vírus Zika.

Estudos e experimentos mais abrangentes, considerando as mudanças diárias naturais de temperatura, podem levar a melhores previsões de como doenças transmitidas por mosquitos se espalham. Além disso, mais pesquisas sobre as respostas imunológicas dos mosquitos a essas variações de temperatura fornecerão insights valiosos para reduzir a transmissão de doenças virais. Entendendo melhor essas dinâmicas, podemos desenvolver estratégias de controle mais eficazes contra doenças transmitidas por mosquitos.

Fonte original

Título: Exposure to cooler temperatures during pupal development increases Aedes aegypti vector competence and the R0 for Zika virus

Resumo: Temperature profoundly affects various aspects of ectotherm biology. Notably, in mosquito species that spread viral diseases, temperature influences not only vector biology, but also the dynamics of pathogen-vector interactions. However, research attempting to address the role of the thermal environment in disease transmission often employs constant temperatures, which do not reflect the natural diurnal fluctuations these organisms experience. Additionally, most studies focus on adult mosquitoes in the period following virus infection. Much less attention has been paid to evidence indicating that temperatures experienced during earlier developmental stages may also affect the ability of disease vectors to be infected with and transmit viruses. Here, we show that Aedes aegypti exposed to temperatures below 25{degrees}C, specifically during the pupal stage of development, exhibit heightened susceptibility to Zika virus (ZIKV), which increases transmission efficiency. Modeling suggests that exposing mosquitoes to cooler fluctuating diurnal temperature ranges only during the relatively short pupal stage increases the R0 or reproductive number of ZIKV. Data loggers placed near Harris County Mosquito Control trap sites consistently recorded temperatures below 25{degrees}C, indicating natural exposure to such conditions. These results highlight the significance of thermal heterogeneity in the microhabitats where container-breeding mosquitoes undergo development. Such heterogeneity may play a more important role in the transmission of mosquito-borne diseases than previously recognized. Author SummaryA paucity of information regarding how natural heterogeneity in thermal environments influences the spread of viral pathogens by mosquito species hinders our ability to decipher current and future patterns of disease transmission under changing climatic conditions. Here, we show that Ae. aegypti pupae exposed to cooler fluctuating diurnal temperature ranges, mimicking realistic field conditions, increases vector competence for ZIKV. Modeling cooler temperatures during immature life stages predicts slower development and increased mortality, counterbalancing increases in disease transmission. However, exposing mosquitoes to lower temperatures only during the relatively short pupal stage was predicted to increase the R0 value of ZIKV. These results suggest that environmental temperatures specifically experienced during the pupal stage may have an important role in disease transmission.

Autores: Kevin M Myles, T. D. Pohlenz, J. Vela, M. Reyna, C. Fredregill, B. Hur, M. Erraguntla, M. Lawley, M. Debboun, Z. N. Adelman, M. L. Ndeffo-Mbah

Última atualização: 2024-02-16 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.16.580619

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.16.580619.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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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