Exploring Relationships Between Vector-Borne Diseases and Landscape Architecture: Aedes aegypti, Aedes albopictus and Landscape Architecture

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-06

Un modelo tipo predador - presa para la dinámica de población del mosquito Aedes aegypti con control químico y control biológico

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2000) la fiebre por dengue y la fiebre hemorrágica 1 por dengue son un problema de salud pública a las cuales dos quintas partes de la población mundial se encuentran en riesgo. Las principales medidas de prevención y control han sido la fumigación masiva de insecticidas dirigida contra los mosquitos adultos (adulticidas) y la aplicación de larvicidas (control químico). Sin embargo, a pesar de que dichas medidas reducen rápidamente la población de mosquitos adultos y eliminan un 90% de la población de larvas en un criadero, su efecto es sólo transitorio pues no afectan la generación de nuevos mosquitos. En efecto, los registros estadísticos demuestran un avance del mosquito a pesar de las campañas de fumigación y aplicación de larvicidas (OMS, 2000). Por otra parte Hernández y García (2000) señalan que hay factores negativos asociados con el control químico de las poblaciones de mosquitos.

Spatial and temporal country-wide survey of temephos resistance in Brazilian populations of Aedes aegypti

The organophosphate temephos has been the main insecticide used against larvae of the dengue and yellow fever mosquito ( Aedes aegypti ) in Brazil since the mid-1980s. Reports of resistance date back to 1995; however, no systematic reports of widespread temephos resistance have occurred to date. As resistance investigation is paramount for strategic decision-making by health officials, our objective here was to investigate the spatial and temporal spread of temephos resistance in Ae. aegypti in Brazil for the last 12 years using discriminating temephos concentrations and the bioassay protocols of the World Health Organization. The mortality results obtained were subjected to spatial analysis for distance interpolation using semi-variance models to generate maps that depict the spread of temephos resistance in Brazil since 1999. The problem has been expanding. Since 2002-2003, approximately half the country has exhibited mosquito populations resistant to temephos. The frequency of temephos resistance and, likely, control failures, which start when the insecticide mortality level drops below 80%, has increased even further since 2004. Few parts of Brazil are able to achieve the target 80% efficacy threshold by 2010/2011, resulting in a significant risk of control failure by temephos in most of the country. The widespread resistance to temephos in Brazilian Ae. aegypti populations greatly compromise effective mosquito control efforts using this insecticide and indicates the urgent need to identify alternative insecticides aided by the preventive elimination of potential mosquito breeding sites.

FOLHA da Embrapa: Embrapa declara guerra ao Aedes aegypti.

2016

Aedes aegypti Pharate First Instar Aseasonal Quiescence Cues Anticipatory Plasticity with Implications for Urban Vector Ecology and Control

The eggs of the dengue fever vector Aedes aegypti possess the ability to undergo an extended quiescence period hosting a fully developed first instar larvae within its chorion. As a result of this life history stage, pharate larvae can withstand months of dormancy inside the egg where they depend on stored reserves of maternal origin. This adaptation known as pharate first instar quiescence, allows A. aegypti to cope with fluctuations in water availability. An examination of this fundamental adaptation has shown that there are trade-offs associated with it. Aedes aegypti mosquitoes are frequently associated with urban habitats that may contain metal pollution. My research has demonstrated that the duration of this quiescence and the extent of nutritional depletion associated with it affects the physiology and survival of larvae that hatch in a suboptimal habitat; nutrient reserves decrease during pharate first instar quiescence and alter subsequent larval and adult fitness. The duration of quiescence compromises metal tolerance physiology and is coupled to a decrease in metallothionein mRNA levels. My findings also indicate that even low levels of environmentally relevant larval metal stress alter the parameters that determine vector capacity. My research has also demonstrated that extended pharate first instar quiescence can elicit a plastic response resulting in an adult phenotype distinct from adults reared from short quiescence eggs. Extended pharate first instar quiescence affects the performance and reproductive fitness of the adult female mosquito as well as the nutritional status of its progeny via maternal effects in an adaptive manner, i.e., anticipatory phenotypic plasticity results as a consequence of the duration of pharate first instar quiescence and alternative phenotypes may exist for this mosquito with quiescence serving as a cue possibly signaling the environmental conditions that follow a dry period. M findings may explain, in part, A. aegypti���s success as a vector and its geographic distribution and have implications for its vector capacity and control.

Caracterização molecular de cepas do Vírus dengue 1 isoladas no Brasil entre os anos de 1994 a 2008

A febre do dengue é uma das mais importantes arboviroses distribuída por todas as áreas tropicais do mundo. O vírus dengue (VDEN) é transmitido principalmente pela picada do mosquito Aedes aegypti infectado. A dispersão do vetor e o aumento do fluxo migratório entre países possibilitaram a ocorrência de grandes epidemias e manifestações clínicas severas, como febre hemorrágica do dengue (FHD) e Síndrome do choque do dengue (SCD). O objetivo deste trabalho foi realizar a caracterização molecular de isolados do VDEN sorotipo 1 (VDEN-1) no Brasil ao nível dos genes estruturais C/prM/M/E de 29 cepas isoladas durante epidemias ocorridas no Brasil no período de 1994 a 2008. A identidade nucleotídica entre as cepas de VDEN-1 do estudo em relação às outras isoladas no Brasil variou de 96,1% a 100%, enquanto o percentual de identidade de aminoácidos foi determinado entre 98,4% a 100%. As diferenças de aminoácidos entre as cepas do estudo, quando comparadas com a cepa FGA/89 (Guiana Francesa), mostraram a presença de importantes substituições não-sinônimas com mudança de caráter bioquímico, tais como os resíduos E297 (Met Tre) e E338 (Ser Leu), sendo necessário estudos para verificar se essas alterações podem ou não estar relacionadas à virulência. A análise filogenética para a proteína E, realizada por meio do método de máxima verossimilhança para as cepas do estudo e outras cepas selecionadas do banco de dados do Genbank, mostraram que as cepas de VDEN-1 isoladas no Brasil desde 1982 pertencem ao genótipo V, corroborando com os resultados publicados anteriormente. O tempo de divergência do VDEN-1, estimado através da hipótese de relógio molecular, mostrou que este vírus teve sua origem a partir de uma linhagem ancestral, há aproximadamente, 113 anos e observou-se ainda que as cepas de VDEN-1 circulantes no Brasil e as provenientes da África possuem um ancestral comum, sendo necessário estudos de filogeografia que mostrem as possíveis rotas de entrada do VDEN-1 no Brasil.

A native Wolbachia Endosymbiont does not limit Dengue virus infection in the mosquito Aedes notoscriptus (Diptera: Culicidae)

The endosymbiotic bacterium Wolbachia pipientis infects many species of insects and has been transinfected into the mosquito Aedes aegypti (L.), the primary vector of dengue virus (DENV). Recently, it has been shown that Wolbachia blocks the replication and transmission of RNA viruses, such as DENV, in a number of mosquito species including Ae. aegypti and Aedes albopictus (Skuse), which is naturally infected with Wolbachia and considered a secondary vector for DENV. The mosquito species Aedes notoscriptus (Skuse) is highly prevalent in Australia, including in areas where DENV outbreaks have been recorded. The mosquito has been implicated in the transmission of Ross River and Barmah Forest viruses, but not DENV. We investigated whether Wolbachia naturally infects this mosquito species and whether it has an impact on the ability of Ae. notoscriptus to transmit DENV. We show, for the first time, that Ae. notoscriptus is naturally infected with a strain of Wolbachia that belongs to supergroup B and is localized only in the ovaries. However, Wolbachia infection in Ae. notoscriptus did not induce resistance to DENV and had no effect on overall DENV infection rate or titer. The presence of a native Wolbachia in Ae. notoscriptus cannot explain why this mosquito is an ineffective vector of DENV.

Mecanismos de resistência de aedes aegyoti L. (Diptera: Culicidae) a inseticidas

Pós-graduação em Biologia Geral e Aplicada - IBB

Distribuição espacial de criadouros de Aedes (Stegomyia) aegypti Linnaeus 1762 (Diptera: Culicidae) em pontos georreferenciados de dois bairros da cidade de Macapá-AP: área endêmica de dengue

O presente trabalho teve como objetivo estudar a distribuição espacial dos criadouros de Aedes (Stegomyia) aegypti Linnaeus 1762 Diptera: Culicidae) em pontos georreferenciados de dois bairros da cidade de Macapá-AP. Os espécimes foram coletados em dois períodos (seco e chuvoso) e analisados qualitativa e quantitativamente. Realizou-se mapeamento dos imóveis inspecionados, destacando-se aqueles com criadouros positivos para formas imaturas de A. aegypti, além de entrevistas com os residentes locais, a fim de se avaliar aspectos sócio-econômicos relacionados à ocorrência da espécie em questão. No bairro do Trem os depósitos móveis, detiveram 21,90% das larvas coletadas no período seco e 24,60% no período chuvoso; depósitos fixos 22,38% no período seco e 20,59% no período chuvoso; e depósitos removíveis 49,05% no período seco e 48,93% no período chuvoso. No Bairro Cidade Nova as fossas e depósitos de água para consumo, detiveram 26,79% e 18,66% no período seco respectivamente. No período chuvoso, os depósitos de água para consumo subiram para 34,16 %, as fossas se mantiveram inalteradas, sugerindo que esse último seja considerado um recipiente preferencial para a desova do mosquito. Constatou-se que o abastecimento de água encanada cobre 93% das residências do bairro do Trem, e 73% do bairro Cidade Nova, o qual não dispõe de rede de esgoto sanitário. No bairro do Trem houve variabilidade regular na distribuição dos criadouros nos dois períodos estudados. No bairro Cidade Nova o comportamento espacial apresentou uma tendência de variabilidade irregular, sendo possível caracterizar as áreas de risco existentes em relação ao tipo de criadouro. De modo geral, conclui-se que uma das grandes capacidades da análise de dados georeferenciados é a sua manipulação para produzir novas informações que contribuam para uma melhor gestão das medidas de controle.

A comparison of larval, ovitrap and MosquiTRAP surveillance for Aedes (Stegomyia) aegypti

In Brazil, the entomological surveillance of Aedes (Stegomyia) aegypti is performed by government-mandated larval surveys. In this study, the sensitivities of an adult sticky trap and traditional surveillance methodologies were compared. The study was performed over a 12-week period in a residential neighbourhood of the municipality of Pedro Leopoldo, state of Minas Gerais, Brazil. An ovitrap and a MosquiTRAP were placed at opposite ends of each neighbourhood block (60 traps in total) and inspections were performed weekly. The study revealed significant correlations of moderate strength between the larval survey, ovitrap and MosquiTRAP measurements. A positive relationship was observed between temperature, adult capture measurements and egg collections, whereas precipitation and frequency of rainy days exhibited a negative relationship.

Dengue no Brasil: abordagem geográfica na escala nacional

Neste livro, o autor discute as recorrentes epidemias de dengue no Brasil (e no mundo) sob a ótica da geografia da saúde. Segundo ele, a doença - que havia sido erradicada em vários países, incluindo o Brasil, entre as décadas de 1950 e 1970 - teve seu caráter modificado com a expansão e consolidação desigual dos espaços urbanos. No território brasileiro tal expansão foi acompanhada do aumento exponencial do número e do tamanho das cidades, do crescimento do fluxo de pessoas e materiais e, aliada a esses fatores, da degradação da saúde pública. O mosquito Aedes aegypti, vetor da dengue, adaptou-se facilmente ao novo contexto e passou a se reproduzir e contaminar pessoas até com mais facilidade, inclusive disseminando em grande escala a versão mais letal da moléstia, a dengue hemorrágica. Para o pesquisador, só é possível compreender essa mudança qualitativa e quantitativa da doença em todo o mundo e, sobretudo, compreender sua dinâmica particularmente no Brasil, levando-se em conta as mudanças que ocorreram na sociedade e no espaço geográfico nesse período. Isto é, aliás, segundo ele, condição sine qua non para a erradicação definitiva da dengue no país.

Avaliação dos componentes de óleos essenciais 1,8-cineol, β-cariofileno e α-humuleno como possíveis repelentes para Aedes (Stegomyia) aegypti (Diptera: Culicidae)

Aedes aegypti, mosquito da família Culicidae responsável pela transmissão dos vírus da dengue, da febre amarela urbana e da febre chikungunya, apresenta grande proliferação em áreas urbanas das regiões tropicais e subtropicais, além de representar um fator de incômodo por causar alergias devido à inoculação dos componentes salivares durante o processo do repasto sanguíneo. Como forma de evitar os problemas causados por eles, o repelente mais usado e registrado comercialmente desde 1957 é o DEET (N,N-dietil-3-metilbenzamida ou N,N-dietil-meta-toluamida), que apesar de apresentar eficácia comprovada possui determinada toxicidade quando utilizado por crianças e por mulheres grávidas ou lactantes. Atualmente, grande parte dos estudos sobre novas substâncias repelentes envolvem óleos essenciais de plantas, principalmente por serem atóxicos, biodegradáveis, possuírem um preço mais acessível e uma ampla atividade contra diferentes espécies de mosquitos. Os terpenos 1,8-cineol, β-cariofileno e α-humuleno podem ser encontrados em óleos essenciais de uma grande variedade de plantas e apesar de dados da literatura mostrarem uma eficácia dessas substâncias como repelentes para outras espécies de insetos, até o presente momento não existem estudos que relacionam porcentagem de repelência ao longo do tempo para avaliar o potencial de repelência das mesmas para culicídeos.O presente estudo avaliou tais substâncias como possíveis repelentes para A. aegypti, utilizando o DEET como controle positivo. Para avaliar a eficácia do β-cariofileno foi utilizada a BG-cage, uma gaiola desenvolvida especificamente para testes de repelência onde o voluntário expõe um braço sob uma abertura coberta por uma tela onde os mosquitos pousam, mas não picam. Os testes foram repetidos a cada 30 minutos após a aplicação do produto por um tempo máximo de duas horas (seguindo a recomendação de reaplicação do produto comercial ...

Detection of DENV-4 genotype I from mosquitoes collected in the city of Manaus, Brazil

Background Dengue epidemics have been reported in Brazil since 1981. In Manaus, a large city in the Amazon region, dengue is endemic with all four-virus serotypes (DENV-1, -2, -3, and -4) simultaneously causing human disease. In 2008, during a surveillance of dengue virus in mosquitoes in the district of Tancredo Neves in Manaus, 260 mosquitoes of Aedes genus were captured, identified and grouped into pools of 10 mosquitoes. Findings RNA extracts of mosquito pools were tested by a RT-Hemi-Nested-PCR for detection of flaviviruses. One amplicon of 222 bp, compatible with dengue virus serotype 4, was obtained from a pool of Aedes aegypti. The nucleotide sequence of the amplicon indicated that the mosquitoes were infected with DENV-4 of genotype I. This virus of Asian origin has been described in Manaus in 2008 infecting acute febrile illness patients. Conclusion This is the first report of dengue virus serotype 4 genotype I infecting Aedes aegypti in the Americas.

Co-circulação dos vírus dengue tipo 1, 2 e 4 nos Estados do Rio Grande do Norte e Paraíba, 2013

Dengue is a viral disease transmitted by female mosquitoes from genus Aedes, the principal urban vector is Aedes aegypti. Actually dengue has caused, in global scale, substantial morbidity and mortality. Four serotypes (antigenically distinct) are known: DENV-1, DENV-2, DENV-3 and DENV-4. The objective of this study was described the epidemiological profile dengue in the states of Rio Grande do Norte (RN) and Paraíba (PB), 2013. For that, suspected cases of dengue were studied, received for Laboratory of Molecular Biology of infectious disease and cancer (LADIC-UFRN) from different Health Units from RN and PB between January and December of 2013. The viral RNA was obtained from serum samples of patient from health units from RN and PB. It were studied 478 suspected cases of dengue , 252 (52,7%) from Rio Grande do Norte and 226 (47,3%) from Paraíba, showeds a global rate of infection global prevalence of 29,7% (142/478). The co-circulation of three serotypes was observed: DENV-1 (9,8% [14/142]), DENV-2 (3,5% [5/142]) and DENV-4 (86,7% [123/142]). People between 21-30 years old were the most affected by the disease during all the period of the study, representing 63,7% of the cases in both states. The genus most affected was female, representing 63,3% of cases in both states. Pau dos Ferros, Rio Grande do Norte, had the highest circulation of disease, with 8,2% (8/97) of cases. In Paraíba, the city most affected was João Pessoa, with (80% (36/45) of cases. The months with the biggest viral circulation in RN and PB were March and August, respectively. These results are very important to understanding the dengue viral activity in RN and PB, providing data that can guide control actions of this disease in support to local control programs

Epidemiologia e caracterização molecular dos vírus Dengue circulantes no Rio Grande do Norte, 2013-2014

Dengue is an acute infectious disease, usually transmitted by Aedes aegypti mosquitoes. The etiologic agents belong to the family Flaviviridae, genus Flavivirus, and occur as four antigenically related but distinct serotypes designated DENV-1, 2, 3, and 4. In Brazil, the disease represents a national public health problem. The purpose of the present study was to describe epidemiological aspects of dengue in the State of Rio Grande do Norte, from 2013 to 2014. A total of 483 blood or serum samples, collected from January 2013 to December 2014, were studied by RT-PCR for viral detection and typing. The infection was confirmed in 36.44% (176/483) of the cases studied. This study detected the circulation of three serotypes of dengue virus in Rio Grande do Norte, DENV-1, 2, and 4. The predominant serotype in 2013-2014 was the DENV-4, representing 83.51% (81/97) and 68.35% (54/79) of the positive cases, respectively. Regarding the spatial distribution, most of the cases occurred in Natal and Caicó, with 9.28% (9/97) and 18.99% (15/79), respectively. The months with the biggest viral circulation in RN were March 2013 and May 2014. The female gender was the most affected, representing 69.07% (67/97) in 2013 and 54.43% (43/79) in 2014. The most affected age groups were 21-30 years (2013) and 11-20 years (2014) with 25.77% (25/97) and 20.25% (16/79) positive cases, respectively. Phylogenetic analysis indicated that genotype V (DENV-1) and genotype II (DENV-4) circulated in the State. Our results provide information about the dynamics of DENV in the Rio Grande do Norte, important for the development of disease control strategies.