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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/20707
COMPETÊNCIA VETORIAL DE POPULAÇÕES BRASILEIRAS DE CULEX QUINQUEFASCIATUS E AEDES AEGYPTI FRENTE A DIFERENTES CEPAS DO VÍRUS ZIKA ISOLADAS NO BRASIL
Fernandes, Rosilainy Surubi | Date Issued:
2017
Author
Advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil
Abstract in Portuguese
O vírus Zika (ZIKV) causou uma grave epidemia no Brasil entre 2015 e 2016, tendo, subsequentemente, se tornado endêmico tanto no território brasileiro quanto em países tropicais e subtropicais das Américas. O ZIKV pode ser transmitido entre humanos, porém acredita-se que a transmissão vetorial desempenhe o principal papel na sua disseminação. O mosquito Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762) é considerado o vetor primário do ZIKV no ambiente urbano e suburbano. Porém, a gravidade da epidemia e a velocidade da dispersão viral, levaram à suspeita de que outros mosquitos antropofílicos e muito frequentes no ambiente domiciliar, como Culex quinquefasciatus (Say, 1823) pudessem estar associado à esta transmissão. Na região Nordeste (NE) do país, epicentro da epidemia de casos de microcefalia e malformações congênitas associadas ao ZIKV, este vetor é amplamente disseminado. Diante dessa possibilidade, mudanças consideráveis necessitariam ser feitas quanto às estratégias de controle da transmissão vetorial frente às diferenças na biologia do Ae. aegypti e do Cx. quinquefasciatus. Este trabalho objetivou avaliar a competência vetorial de populações destes mosquitos de diferentes regiões do Brasil, desafiados com distintos isolados brasileiros do ZIKV. Inicialmente, quatro populações de Cx. quinquefasciatus do Rio de Janeiro/RJ foram desafiadas oralmente com ds de ZIKV (ZIKVRio-U1 e ZIKVRio-S1), isoladas de pacientes também do RJ e na mesma época em que as colônias desses mosquitos foram geradas
Em um segundo momento, desafiamos, comparativamente, populações de Cx. quinquefasciatus de áreas nordestinas (Campina Grande/PB e Recife/PE) com cepas de ZIKV também isoladas do NE [Recife/PE (ZIKVPE243)] e do Sudeste [Rio de Janeiro/RJ (ZIKVRio-U1 e ZIKVRio-S1) e São Paulo/SP (ZIKVSPH2015)]. Populações de Ae. aegypti de diferentes áreas do Rio de Janeiro (Urca, Manguinhos, Triagem) foram testados simultaneamente com as mesmas cepas virais. Amostras do corpo, cabeça e saliva dos mosquitos foram examinadas ao 7º, 14 e 21º dias pós-infecção, para a determinação, respectivamente, das taxas de infecção, disseminação e transmissão. A identificação viral foi realizada por inoculação em cultura de células Vero e qRT-PCR. Todas as populações de Cx. quinquefasciatus se mostraram incapazes de transmitir o ZIKV, independente da origem do vírus testado. Em contraste, mosquitos Ae. aegypti do Rio de Janeiro revelaram elevadas taxas de infecção, disseminação e transmissão, sendo capazes de transmitir o vírus a partir do 14º dpi. Em um terceiro momento, avaliamos a competência vetorial de Ae. aegypti alimentados diretamente em dois macacos rhesus (Macaca mulatta) em diferentes momentos durante o curso de sua infecção experimental com um cepa de ZIKV isolada de sangue humano no Espírito Santo/ES
Os mosquitos só se infectaram ao picar um dos animais no 2º dia após a inoculação, quando seu soro apresentava carga viral de 1,3 x 104 PFU/mL, exibindo baixa taxa de infecção e nenhuma disseminação até 14 dpi. Porém, quando desafiados oralmente através de alimentador artificial e com títulos virais mais elevados (106, 107 e 108 PFU/mL), os mosquitos apresentaram taxas de infecção bem mais baixas (15%) quando desafiados com título de 106 PFU/mL, comparados com títulos elevados: 107 (70%) e 108 (100%). Os resultados indicam que a infecção oral de Ae. aegypti é dose dependente e que a prevenção e o controle da transmissão vetorial de ZIKV no Brasil devem focar em esforços contra esse mosquito, o único até agora confirmado como vetor natural e com elevada competência vetorial demonstrada experimentalmente
Abstract
The Zika virus (ZIKV) caused a severe epidemic in Brazil between 2015 and 2016, and subsequently became endemic in Brazil and the other tropical and subtropical countries of the Americas. ZIKV can be transmitted between humans, but it is believed that a vector transmission plays the major role in its dispersion. The Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762) mosquito is considered the primary vector in the urban and suburban environment. However, the severity of the epidemic and the velocity of ZIKV dispersion led to the suspicion that other common anthropophilic mosquitoes such as Culex quiquefasciatus Say, 1823, could be also associated with ZIKV transmission. In Northeast Brazil, the epicenter of the epidemic of microcephaly and congenital malformations associated with ZIKV, this vector is widely disseminated. If confirmed vector competence of Cx. quinquefasciatus considerable changes would be need regarding the strategies of vector control consider the differences between Ae. aegypti and Cx. quinquefasciatus biology. This work has assessed the vectorial competence of populations Cx. quinquefasciatus from different regions of Brazil with different Brazilian isolates of the ZIKV
At first, four populations of Cx. quinquefasciatus from Rio de Janeiro were challenged orally with two strains of ZIKV (ZIKVRio-U1 and ZIKVRio-S1), isolated from patients from RJ and at the same time as the colonies of mosquitoes has generated. Secondly, we challenged, comparatively, populations of Cx. quinquefasciatus from Northeast Brazil (Campina Grande / PB and Recife / PE) with strains of ZIKV also isolated from the same region [Recife / PE (ZIKVPE243)] and also from Southeast [Rio de Janeiro / RJ (ZIKVRio- U1 and ZIKVRio-S1) and São Paulo / SP (ZIKVSPH2015)]. Populations of Ae. aegypti from different areas of Rio de Janeiro (Urca, Manguinhos, Triagem) were tested simultaneously with the same strains as infection control. Samples of the body, head and saliva of the mosquitoes were examined at 7, 14 and 21 days after infection (dpi) for a determination, respectively, of infection, dissemination and transmission rates. The viral identification was made by inoculation into Vero cell culture followed by quantitative RT-PCR. All populations of Cx quinquefasciatus were unable to transmit ZIKV, regardless of its origin. In contrast, mosquitoes Ae. aegypti from Rio de Janeiro revealed high rates of infection, dissemination and transmission, being able to transmit the virus from the 14th dpi
In a third moment, the vectorial competence of Ae. aegypti fed directly on two rhesus monkeys (Macaca mulatta) we tested experimentally with a strain of ZIKV isolated from human blood in the State of Espírito Santo. The mosquitoes only became infected in one of the thus animals on the 2nd day after inoculation, when its serum had a viral load of 1.3 x 104 PFU/mL. Infected mosquitoes exhibited low infection rate and no dissemination up to 14 dpi. Finally mosquitoes were challenged orally through artificial feeder with higher viral titers (106, 107 and 108 PFU/ mL). Ae. aegypti showed low infection rate (15%) when challenged with a titer of 106 PFU/mL, but higher infection rate when challenged with high titers: 107 (70%) and 108 (100%). The results indicate that the oral infection of Ae. aegypti is significantly dose dependent and that the prevention and control of vector transmission of ZIKV in Brazil should focus on efforts against this mosquito, the only one confirmed until now as a natural vector with high experimental competence
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