Susceptibility of mosquito vectors to Dirofilaria immitis on Madeira Island, Portugal

Dirofilaria immitis (Leidy, 1856), an agent of heartworm disease, is an important parasite from both the veterinary standpoint and as a model to study human filariasis. It is a mosquito-borne filarial nematode which inhabits the right ventricle and pulmonary arteries of dogs. D. immitis is an important disease agent on Madeira Island with about 30% of dogs testing positive for this worm. Nevertheless, the vectors of this parasite in Madeira have never been studied, nor has the interaction between pathogen and vector, or the environmental variables that might influence heartworm transmission. Innate susceptibility to infection is only one component of vector competence, and field isolation of naturally infected mosquitoes has shown the capability of D. immitis to exploit a great diversity of vector species under natural conditions. The purpose of this work was to determine which mosquitoes are vectors of heartworm disease, the relation between population density and environment, and the association between immune response of the vector to the filarial parasite. Seasonal abundance of Culex theileri and Culex pipiens molestus was studied. Correlation and canonical correspondence analysis were performed using abundance data of these two species with selected weather variables, including mean temperature, relative humidity and accumulated precipitation. The most important factor determining Cx. theileri abundance was accumulated precipitation, while Cx. pipiens molestus abundance did not have any relationship with weather variables. Field studies were performed to verify whether Cx. theileri Theobald functions as a natural vector of D. immitis on Madeira Island, Portugal. Cx. theileri tested positive for D. immitis for the first time. The same study was made regarding Cx. p. molestus. Two abnormal L2 stage filarial worms were found in Malpighian tubules in field caught Cx. p. molestus. In the laboratory, two strains of Cx. p. molestus were studied for their susceptibility to D. immitis. None presented infective-stage larvae. Finally, because Cx. p. molestus is an autogenous mosquito, we evaluated the reproductive costs when this mosquito mounts an immune response against D. immitis in the absence of a blood meal. This mosquito showed an active immune response when inoculated intrathoracically with microfilariae (mf) of the heartworm. The ovaries from mosquitoes undergoing melanotic encapsulation developed more eggs than those which could not melanize the mf. This fact is contradictory with some previous studies of reproductive costs in Armigeres subalbatus and Ochlerotatus trivittatus, and it was the first time that an autogenous mosquito was used to study this subject.

Os efeitos do plasma não térmico à pressão atmosférica no desenvolvimento larval e anomalias morfológicas de Drosophila Melanogaster

O plasma não térmico nos cuidados de saúde é um campo emergente que tem as suas raízes na ciência de plasmas. Este tipo de investigação tem crescido rapidamente e é agora objeto de um amplo esforço de pesquisa interdisciplinar envolvendo a medicina, a biologia, a física, a química e a engenharia. Têm sido feitos vários trabalhos de modo a elucidar quais as interações das espécies produzidas pelo plasma com os sistemas vivos. É evidente que o mecanismo da interação do plasma com os sistemas vivos é complexo, em parte devido à complexidade do plasma mas principalmente devido à enorme complexidade da biologia. O principal objetivo desta dissertação foi observar os efeitos do plasma não térmico à pressão atmosférica (PNTPAs) no desenvolvimento larval e anomalias morfológicas de Drosophila melanogaster. Para o efeito, foram expostas e analisadas fenotipicamente 2.566 larvas após exposição, dos diferentes estádios (1.º, 2.º e 3.º) de desenvolvimento. Os testes foram realizados com aplicações de plasma com e sem ultra violeta, em duas linhas diferentes de Drosophila; uma linha selvagem preparada por nós e uma linha laboratorial. A análise fenotípica revelou que após exposição as larvas apresentavam alterações no fenótipo e no comportamento que não foram observadas no controlo, nomeadamente anomalias nas mudas, traqueias partidas, formação de massas melanóticas que podiam persistir até à fase adulta, excesso de gotículas lipídicas, atraso no desenvolvimento, comportamento de não alimentação e formação de pupa imatura que levava à formação de pupa precoce e morte pupal. Na fase pupal, as anomalias mais comuns estavam relacionadas com a forma do pupário (causadas pela pipação prematura), apresentando um desenvolvimento aberrante. Entre os vários fenótipos observados, o mais significativo foi o criptocefálico (alterações na eversão dos discos imaginais) levando à morte pupal. Nos adultos, as principais anomalias morfológicas foram registadas na formação e segmentação das patas, na forma e padrão das nervuras das asas e na formação do tórax. A similaridade destes resultados com trabalhos publicados relacionados com a hormona esteróide ecdisona indicam que provavelmente o PNTPA poderá ter influenciado a biossíntese e/ou a regulação da ecdisona, a principal hormona que regula o desenvolvimento e a metamorfose em Drosophila.