Blood Meal-Derived Heme Decreases ROS Levels in the Midgut of Aedes aegypti and Allows Proliferation of Intestinal Microbiota

The presence of bacteria in the midgut of mosquitoes antagonizes infectious agents, such as Dengue and Plasmodium, acting as a negative factor in the vectorial competence of the mosquito. Therefore, knowledge of the molecular mechanisms involved in the control of midgut microbiota could help in the development of new tools to reduce transmission. We hypothesized that toxic reactive oxygen species (ROS) generated by epithelial cells control bacterial growth in the midgut of Aedes aegypti, the vector of Yellow fever and Dengue viruses. We show that ROS are continuously present in the midgut of sugar-fed (SF) mosquitoes and a blood-meal immediately decreased ROS through a mechanism involving heme-mediated activation of PKC. This event occurred in parallel with an expansion of gut bacteria. Treatment of sugar-fed mosquitoes with increased concentrations of heme led to a dose dependent decrease in ROS levels and a consequent increase in midgut endogenous bacteria. In addition, gene silencing of dual oxidase (Duox) reduced ROS levels and also increased gut flora. Using a model of bacterial oral infection in the gut, we show that the absence of ROS resulted in decreased mosquito resistance to infection, increased midgut epithelial damage, transcriptional modulation of immune-related genes and mortality. As heme is a pro-oxidant molecule released in large amounts upon hemoglobin degradation, oxidative killing of bacteria in the gut would represent a burden to the insect, thereby creating an extra oxidative challenge to the mosquito. We propose that a controlled decrease in ROS levels in the midgut of Aedes aegypti is an adaptation to compensate for the ingestion of heme.

An insight into the sialotranscriptome of the brown dog tick, Rhipicephalus sanguineus

Background: Rhipicephalus sanguineus, known as the brown dog tick, is a common ectoparasite of domestic dogs and can be found worldwide. R. sanguineus is recognized as the primary vector of the etiological agent of canine monocytic ehrlichiosis and canine babesiosis. Here we present the first description of a R. sanguineus salivary gland transcriptome by the production and analysis of 2,034 expressed sequence tags (EST) from two cDNA libraries, one consctructed using mRNA from dissected salivary glands from female ticks fed for 3-5 days (early to mid library, RsSGL1) and the another from ticks fed for 5 days (mid library, RsSGL2), identifying 1,024 clusters of related sequences. Results: Based on sequence similarities to nine different databases, we identified transcripts of genes that were further categorized according to function. The category of putative housekeeping genes contained similar to 56% of the sequences and had on average 2.49 ESTs per cluster, the secreted protein category contained 26.6% of the ESTs and had 2.47 EST's/clusters, while 15.3% of the ESTs, mostly singletons, were not classifiable, and were annotated as ""unknown function"". The secreted category included genes that coded for lipocalins, proteases inhibitors, disintegrins, metalloproteases, immunomodulatory and antiinflammatory proteins, as Evasins and Da-p36, as well as basic-tail and 18.3 kDa proteins, cement proteins, mucins, defensins and antimicrobial peptides. Comparison of the abundance of ESTs from similar contigs of the two salivary gland cDNA libraries allowed the identification of differentially expressed genes, such as genes coding for Evasins and a thrombin inhibitor, which were over expressed in the RsSGL1 (early to mid library) versus RsSGL2 (mid library), indicating their role in inhibition of inflammation at the tick feeding site from the very beginning of the blood meal. Conversely, sequences related to cement (64P), which function has been correlated with tick attachment, was largely expressed in the mid library. Conclusions: Our survey provided an insight into the R. sanguineus sialotranscriptome, which can assist the discovery of new targets for anti-tick vaccines, as well as help to identify pharmacologically active proteins.

The Function and Three-Dimensional Structure of a Thromboxane A(2)/Cysteinyl Leukotriene-Binding Protein from the Saliva of a Mosquito Vector of the Malaria Parasite

The highly expressed D7 protein family of mosquito saliva has previously been shown to act as an anti-inflammatory mediator by binding host biogenic amines and cysteinyl leukotrienes (CysLTs). In this study we demonstrate that AnSt-D7L1, a two-domain member of this group from Anopheles stephensi, retains the CysLT binding function seen in the homolog AeD7 from Aedes aegypti but has lost the ability to bind biogenic amines. Unlike any previously characterized members of the D7 family, AnSt-D7L1 has acquired the important function of binding thromboxane A(2) (TXA(2)) and its analogs with high affinity. When administered to tissue preparations, AnSt-D7L1 abrogated Leukotriene C(4) (LTC(4))-induced contraction of guinea pig ileum and contraction of rat aorta by the TXA(2) analog U46619. The protein also inhibited platelet aggregation induced by both collagen and U46619 when administered to stirred platelets. The crystal structure of AnSt-D7L1 contains two OBP-like domains and has a structure similar to AeD(7). In AnSt-D7L1, the binding pocket of the C-terminal domain has been rearranged relative to AeD7, making the protein unable to bind biogenic amines. Structures of the ligand complexes show that CysLTs and TXA(2) analogs both bind in the same hydrophobic pocket of the N-terminal domain. The TXA(2) analog U46619 is stabilized by hydrogen bonding interactions of the omega-5 hydroxyl group with the phenolic hydroxyl group of Tyr 52. LTC(4) and occupies a very similar position to LTE(4) in the previously determined structure of its complex with AeD7. As yet, it is not known what, if any, new function has been acquired by the rearranged C-terminal domain. This article presents, to our knowledge, the first structural characterization of a protein from mosquito saliva that inhibits collagen mediated platelet activation.

Karyotype variability in KP1(+) and KP1(-) strains of Trypanosoma rangeli isolated in Brazil and Colombia

In the present study, the molecular karyotypes of 12 KP1(+) and KP1(-) Trypanosoma rangeli strains were determined and 10 different molecular markers were hybridized to the chromosomes of the parasite, including seven obtained from T. rangeli [ubiquitin hydrolase (UH), a predicted serine/threonine protein kinase (STK), hexose transporter, hypothetical protein, three anonymous sequences] and three from Trypanosoma cruzi [ubiquitin-conjugating enzyme E2 (UBE2), ribosomal RNA methyltransferase (rRNAmtr), proteasome non-ATPase regulatory subunit 6 (PSMD6)]. Despite intraspecific variation, analysis of the karyotype profiles permitted the division of the T rangeli strains into two groups coinciding with the KP1(+) and KP1(-) genotypes. Southern blot hybridization showed that, except for the hexose transporter probe, all other probes produced distinct patterns able to differentiate the KP1(+) and KP1(-) genotypes. The UH, STK and An-1A04 probes exclusively hybridized to the chromosomes of KP1(+) strains and can be used as markers of this group. In addition, the UBE2, rRNAmtr and PSMD6 markers, which are present in a conserved region in all trypanosomatid species sequenced so far, co-hybridized to the same T. rangeli chromosomal bands, suggesting the occurrence of gene synteny in these species. The finding of distinct molecular karyotypes in KP1(+) and KP1 (-) strains of T rangeli is noteworthy and might be used as a new approach to the study of genetic variability in this parasite. Together with the Southern blot hybridization results, these findings demonstrate that differences at the kDNA level might be associated with variations in nuclear DNA. (c) 2009 Elsevier BY. All rights reserved.

Aspectos ecológicos da tripanossomose americana: II - distribuição e dispersão local de triatomíneos em ecótopos naturais e artificiais

São apresentados os resultados de investigação destinada a estabelecer o quadro de distribuição de Triatoma sordida e Rhodnius neglectus em áreas com ecótopos naturais e artificiais. Essa distribuição revelou-se do tipo agrupado ou contagiante, dirigida uniformemente para casas e anexos por parte do primeiro, e para palmeiras por parte do segundo. Em áreas de vegetação mais densa, do tipo cerrado, a densidade é praticamente nula ou muito baixa, admitindo-se que isso deva correr por conta da competição. As modificações introduzidas pelo homem tendem a anular êsse fator, além de, as suas habitações, se transformarem em ecótopos que atraem a população de T. sordida. Êsse fato, aliado à eliminação local do T. infestans, parece explicar a tendência invasiva daquele triatomíneo. Evidenciou-se também a persistência da infecção pelo Trypanosoma cruzi em triatomíneos e vertebrados domiciliados, o que representa potencial para o incremento da transmissão.

Aspectos ecológicos da tripanossomose americana: III - dispersão local de triatomíneos, com especial referência ao Triatoma sordida

São apresentados os resultados obtidos nas investigações levadas a efeito no Bairro João Pedro, município de Guíra e na Fazenda Vila Maria, município de Sertãozinho, Estado de São Paulo, Brasil. Os resultados das provas de precipitina indicam várias fontes alimentares para Triatoma sordida e, mais restritas, para Rhodnius neglectus, se bem que revelem mais a influência das oportunidades do que de preferências propriamente ditas. O exame minucioso dos ecótopos artificiais, representados por casas e anexos, mostram nítida invasão por parte do T. sordida. O transporte passivo dêste triatomíneo foi sugerido pelo encontro de ninfas e adultos em montes de lenha, obtidos a custa de árvores sêcas. Evidenciou-se também o transporte de ninfas de primeiros estádios do mesmo hemíptero, entre as penas de pardais (Passer domesticus) em cujos ninhos, situados no fôrro das casas, ocorre a colonização do inseto. A atração do ambiente domiciliar sôbre o hemíptero deve-se principalmente aos anexos que se destinam aos animais domésticos, onde o triatomíneo se coloniza facilmente. Tais ambientes agem, pois, como locais de concentração, a partir de focos naturais a certa distância. À semelhança do que se verificou para outras espécies, admite-se, pelas evidências, a movimentação ativa desses insetos, à procura de ecótopos mais estáveis. Em conseqüência, é de se esperar incremento da invasão domiciliar pelo T. sordida.

Evidenciação de antígeno da hepatite B (HBsAg) em "manchas" obtidas de exemplares de Triatominae: nota prévia

De 890 "manchas" provenientes de insetos dos gêneros Panstrongylus, Rhodnius e Triatoma, positivas para sangue humano, 7 deram resultados presumptivamente positivos por hemaglutinação passiva para HBsAg. Deste total só um caso foi confirmado como positivo, por RIE (radioimunoensaio), correspondendo a uma "mancha" obtida de Triatoma sordida (ninfa de 5.º estádio).

Aspectos ecológicos da Tripanossomíase americana: XII - Variação regional da tendência de Panstrongylus megistus à domiciliação

Mediante a instalação de galinheiros experimentais em regiões distintas, observou-se variação da capacidade de colonização espontânea de Panstrongylus megistus nesses ecótopos artificiais. Os resultados positivos foram obtidos em áreas de clima com inverno seco ou chuvoso mas onde a destruição da cobertura vegetal primitiva foi mais intensa. Na região de maior persistência florestal e de clima mais úmido, os resultados foram negativos. A existência de populações silvestres em ambas as zonas sugere que a segunda represente o centro de dispersão da espécie, enquanto na primeira o triatomíneo desenvolveu valência ecológica que lhe possibilita a invasão de ecótopos artificiais. Na dependência do grau de alteração e das condições de utilização do ambiente, a vigilância epidemiológica deverá ser mantida para evitar que a domiciliação do triatomíneo se transforme em problema de saúde pública.

Aspectos ecológicos da tripanossomíase americana: XIV - Persistência e potencial de domiciliação de populações triatomínicas silvestres em região de intensa atividade agropecuária

São apresentados os resultados de observações sobre populações triatomínicas extradomiciliares em região de intensa atividade agropecuária. Os restos de vegetação primitiva, embora reduzidos a menos de 8,0%, mostraram-se suficientes para manter essas populações. Pelo menos para Triatoma sordida, a destruição progressiva parece favorecer sua sobrevivência, graças à multiplicação de ecótopos preferidos por esse triatomíneo. Tanto essa espécie como Panstrongylus megistus e Rhodnius neglectus mostraram-se aptos à colonização em ecótopos artificiais representados por galinheiros experimentais.

Hábitos alimentares, infecção natural e distribuição de triotomíneos domiciliados na região nordeste do Brasil

São apresentadas as informações obtidas no inquérito triatomíneo levado a efeito na região nordeste do Brasil. As características biogeográficas incluem a presença de áreas semi-áridas da caatinga e amplas faixas transicionais com outras feições paisagísticas. Entre estas foram incluídas as da floresta tropical atlântica e as inclusões florestadas mais extensas. No período de 1975 a 1980 foram examinados 15.342 triotomíneos coletados no ambiente domiciliar, visando detectar as presenças de sangue ingerido e de infecção natural por Trypanosoma tipo cruzi. O conteúdo intestinal foi submetido a reações com antisoros para homem, cão, gato, roedor (Kattus), marsupial (Didelphis) e ave (Gallus). Por ordem de freqüência, as espécies encontradas foram Triatoma pseudomaculada (40,6%), Panstrongylus megistus (19,7%), Triatoma brasiliensis e T. sordida (ambos com 14,3%), Rhodnius nasutus (6,1%) e Triatoma infestans (1,1%); além de em algumas outras raras. A presença de sangue foi detectada em 42,4% e a infecção em 3,4% desse total de espécimens examinados. Observou-se elevada mobilidade alimentar, com coeficientes gerais de 54,8% para ave e 30,0% para homem. Em nível específico pôde determinar apreciável grau de antropofilia em P. megistus e, em menor intensidade, em T. brasiliensis. Por sua vez, T. infestans mostrou-se altamente antropófilo. Observou-se apreciável ornitofilia em T. pseudomaculata e T. sordida, com elevada intensidade em R. nasutus. Por outro lado, a presença de sangue humano em espécimens capturados no peridomicílio indicou a ocorrência de freqüente mobilidade espacial, com exceção de T. infestans que não mostrou evidências de abandonar o domicílio. A tendência à domiciliação, além desta, revelou-se apreciável em P. megistus, moderada em T. brasiliensi, T. pseudomaculata, T. sordida e praticamente nula em R. nasutus. A distribuição geográfica confirmou o caráter autóctone de T. brasiliensis, T. pseudomaculata e R. nasutus em relação à caatinga, e do P. megistus em relação às regiões florestais atlânticas e de inclusão. Este último revelou caráter invasivo no que concerne à caatinga, enquanto T. infestans e T. sordida mostraram o mesmo aspecto quanto à região nordeste como um todo. Os resultados permitem concluir que, na transmissão regional epidemiologicamente significante da tripanossomíase americana, desempenha papel relevante o P. megistus, em primeiro lugar, e o T. brasiliensis, em segundo. Dependendo de fatores vários, provavelmente da densidade, poderão atuar secundariamente nesse sentido o T. pseudomaculata e o T. sordida. Quanto à T. infestans, a sua presença, em número reduzido, representa, no momento, risco apenas potencial. O controle rotineiro, mediante a desinsetização domiciliar, deverá fornecer bons resultados no que concerne à interrupção da transmissão. Todavia a reinfestação, pelo menos do peridomicílio, deverá provavelmente continuar. E isso em virtude de focos extradomiciliares que fornecem espécimens com tendência à colonização no ambiente humano. É de se prever que ela se fará a custa do P. megistus nas áreas florestais atlânticas e de inclusão e de T. brasiliensis, T. pseudomaculata e R. nasutus nas áreas da caatinga. A vigilância epidemiológica deverá pois levar em conta esses aspectos e tender a aumentar sua eficiência pela continuidade das pesquisas.

Roedores, marsupiais e triatomíneos silvestres capturados no município de Mambaí-Goiás: infecção natural pelo Trypanosoma cruzi

Neste trabalho está descrito aspectos do ciclo silvestre do Trypanosoma cruzi em região do cerrado do Brasil Central, endêmica para doença de Chagas. Entre 151 roedores (11 espécies) e 73 Didelphis albiventris, capturados em ambiente silvestre, respectivamente 4 (2,6%) e 15 (20,6%), estavam naturalmente infectados pelo T. cruzi. Triatomíneos, pertencentes a cinco espécies (Rhodnius neglectus, Psammolestes tertius, Triatoma costalimai, Triatoma pseudomaculata e Triatoma sordida) foram também capturados em ambiente silvestre e em diferentes tipos de biótopos. Entre 165 exemplares, destes insetos, coletados, dois estavam parasitados pelo T. cruzi (T. costalimai e T. pseudomaculata). Foram ainda realizadas observações ecológicas, quanto a interações entre roedores, D. albivetris e triatomíneos.

Aspectos ecológicos da tripanossomíase americana: XVII - Desenvolvimento da domiciliação triatomínea regional, em centro de endemismo de Triatoma sordida

São apresentados os resultados obtidos mediante as observações sobre o processo de domiciliação triatomínea, após a desinsetização domiciliar, e levadas a efeito no período de janeiro de 1975 a janeiro de 1979. A região estudada inclui-se no domínio paisagístico dos cerrados do Brasil Central, considerado como centro de dispersão de Triatoma sordida. A domiciliação local, inicialmente encontrada, implicou a participação dessa espécie e de Triatoma infestans. Após a realização do expurgo, as pesquisas de vigilância trimestrais e os levantamentos finais evidenciaram a ocorrência de novo processo de domiciliação de triatomíneos, de decurso lento, e resultando em coeficientes de positividade de edifícios acentuadamente inferiores aos registrados por ocasião do levantamento inicial, durante todo o período de observação. Após o expurgo, o valor geral do coeficiente de edifícios (casas e anexos) positivos variou do valor mínimo de 1,9 ao máximo de 5,7%, enquanto foi de 40,4% o observado quando do levantamento inicial. Essa situação perdurou pelo tempo mínimo de três anos e meio, o que permite recomendar que a vigilância e a possível aplicação do expurgo seletivo, subseqüentes à desinsetização geral, sejam iniciadas a partir de decorrido tal prazo. Nesse ínterim, recomenda-se a motivação dos habitantes locais, no sentido de obter-lhes a colaboração para a denúncia de novos focos intradomiciliares. Na transferência da infecção tripanossômica para o ambiente domiciliar evidenciou-se papel importante desempenhado por vertebrados domiciliados ou em domiciliação, em especial modo ratos (Rattus) e gambás (Didelphis), de hábitos ubiquistas. No processo de evolução da nova domiciliação triatomínea, coube papel preponderante a T. sordida mediante a ocupação inicial do peridomicílio. O reaparecimento de T. infestans deveu-se principalmente à influência da atividade humana, em especial modo, a mobilidade dos habitantes locais. O papel desempenhado pelo R. neglectus foi pouco expressivo embora, à semelhança de T. sordida, tenha facilmente desenvolvido colônias em galinheiros experimentais. A participação proporcional dos dois principais triatomíneos na composição específica das populações domiciliadas, observada antes e após o expurgo em cinco diferentes ocasiões, foi avaliada pelos respectivos percentuais dentro do número total e edificações (casas e anexos) encontradas positivas. Os resultados mostraram aumento constante da proporção correspondente a T. sordida e diminuição da referente a T. infestans. Atribuiu-se a fatores educacionais e habitacionais maior influência sobre a domiciliação desta espécie do que na daquela. Observou-se também indícios sobre a possibilidade de dispersão ativa de T. infestans. Nas áreas rurais, os anexos peridomiciliares revelaram-se como ecótopos de concentração para o início da domiciliação de triatomíneos silvestres, em especial modo, de T. sordida. As áreas com pequeno número de anexos, aparentemente permanecem negativas por tempo mais prolongado, levando a supor que a domiciliação encontre ali maiores dificuldades de se desenvolver.

Aspectos ecológicos da tripanossomíase americana: XIX - desenvolvimento da domiciliação triatomínea regional, em centro de endemismo de Panstrongylus megistus

São apresentados os resultados obtidos mediante as observações sobre o processo de domiciliação triatomínea em região incluída no domínio paisagístico Tropical Atlântico, considerado como centro de dispersão do Panstrongylus megistus. As observações foram levadas a efeito no período de março de 1976 a outubro de 1978, em áreas onde a domiciliação inicial implicou a participação dessa espécie e do Triatoma infestans. Após a realização do expurgo, as pesquisas de vigilância com ritmo trimestral e o levantamento final evidenciaram a ocorrência de novo processo de domiciliação triatomínea, porém restrita ao P. megistus e limitada ao peridomicílio, com coeficientes de positividade de edifícios acentuadamente inferiores aos registrados quando do levantamento inicial. Tal situação perdurou durante todo o período de observação. Após o expurgo, o valor geral do coeficiente de positividade dos edifícios variou do valor mínimo de 0,8% ao máximo de 2,7%, enquanto que foi de 23,4% o observado por ocasião do primeiro levantamento. Essa situação persistiu pelo tempo mínimo de dois anos e quatro meses, o que permite recomendar que a vigilância e a aplicação do expurgo seletivo, se necessário, sejam iniciadas após cerca de três anos decorridos da desinsetização geral. Recomenda-se que, nesse interim, se proceda à motivação dos habitantes locais objetivando obter-lhes a colaboração para a denúncia de novos focos intradomiciliares. No possível mecanismo de transferência da infecção tripanossômica para o ambiente domiciliar, as evidências sugerem a participação de vertebrados domiciliados, em especial modo ratos (Rattus) e gambás (Didelphis), de hábitos ubiquistas. O papel do P. megistus no processo de evolução da nova domiciliação triatomínea foi praticamente exclusivo, tendo o Rhodnius neglectus ocorrido de maneira esporádica. O não reaparecimento do T. infestans pôde ser atribuído à pouca ou mesmo ausente mobilidade da população humana local. Os resultados da participação de P. megistus na reinfestação domiciliar mostrou que esta rapidamente atingiu os níveis de positividade observados para essa espécie na área testemunha, mas sem tendência ao incremento posterior.

Aspectos ecológicos da tripanossomíase americana: XXI - Comportamento de espécies triatomíneas silvestres na reinfestação do intra e peridomicílio

Apresentam-se os resultados obtidos com a observação da presença triatomínea em três localidades, uma delas caracterizada por estar submetida a vigilância anual ininterrupta, e duas por terem sido expurgadas respectivamente seis e um ano e meio antes. As duas primeiras situam-se em áreas de endemicidade de Panstrongylus megistus e a terceira em região endêmica para Triatoma sordida. Em todas foram levadas a efeito inspeções bimestrais destinadas a detectar a presença de triatomíneos no intra e no peridomicílio. Pôde-se confirmar o aspecto lento da domiciliação de P. megistus, em aparente contraste com o T. sordida que desenvolve intensas colônias peridomiciliares. Pelo menos em relação a esta última espécie, não parece haver diferença atrativa por parte do intra e do peridomicílio. A reinfestação do P. megistus acha-se associada freqüente com a presença de infecção natural. A reintrodução de Triatoma infestans associa-se à mobilidade da população humana. A colonização peridomiciliar de T. sordida permitiu o estudo do desenvolvimento dessas colônias, obtendo-se marcante paralelismo com os dados conseguidos em galinheiros experimentais (GE) e objeto de publicações anteriores. A presença de Rhodnius neglectus nas três áreas, embora discreta, chama a atenção para seu possível potencial de domiciliação. Com este artigo encerra-se a série "Aspectos ecológicos de tripanossomíase americana".

Studies in search of a suitable experimental insect model for xenodiagnosis of hosts with Chagas' disease: 3 - On the interaction of vector species and parasite strain in the reaction of bugs to infection by Trypanosoma cruzi

The reaction of nine vector species of Chagas' disease to infection by seven different Trypanosoma cruzi strains; Berenice, Y, FL, CL, S. Felipe, Colombiana and Gávea, are examined and compared. On the basis of the insects' ability to establish and maintain the infection, vector species could be divided into two distinct groups which differ in their reaction to an acute infection by T. cruzi. While the proportion of positive bugs was found to be low in Triatoma infestans and Triatoma dimidiata it was high, ranging from 96.9% to 100% in the group of wild (Rhodnius neglectus, Triatoma rubrovaria)and essentially sylvatic vectors in process of adaptation to human dwellings, maintained under control following successful insecticidal elimination of Triatoma infestans (Panstrongylus megistus, Triatoma sordida and Triatoma pseudomaculata). An intermediate position is held by Triatoma brasiliensis and Rhodnius prolixus. This latter has been found to interchange between domestic and sylvatic environments. The most important finding is the strikingly good reaction between each species of the sylvatic bugs and practically all T. cruzi strains herein studied, thus indicating that the factors responsible for the excellent reaction of P.megistus to infection by Y strain, as previously reported also come into operation in the reaction of the same vector species to acute infections by five of the remaining T.cruzi strains. Comparison or data reported by other investigators with those herein described form the basis of the discussion of Dipetalogaster maximus as regards its superiority as a xenodiagnostic agent.