Sugar digestion in mosquitoes: Identification and characterization of three midgut alpha-glucosidases of the neo-tropical malaria vector Anopheles aquasalis (Diptera : Culicidae)

Dietary carbohydrates provide an important source of energy for flight, and contribute to longevity and fecundity of mosquitoes. The most common sugar mosquitoes ingest is sucrose, and digestion of this substance is carried out mainly by alpha-glucosidases. In the current work, we tested the efficiency of sucrose on Anopheles aquasalis female diet. The best longevity (days) was reached when sugar was available in the diet, whereas most only blood fed females were dead 6 days after emergence. Three alpha-glucosidase isoforms were detected in the adult female midgut, named alpha Glu1, alpha Glu2 and alpha Glu3. These are acidic alpha-glucosidases with optima pH around pH 5.5. alpha Glu1 and alpha Glu2 are present in both secreted and membrane-bound forms, whereas alpha Glu3 only in anchored to membranes. The alpha-glucosidase activity is concentrated mainly in the posterior midgut (70%), both in non-fed or 10% sucrose fed females. The single form of these a-glucosidases seemed to be similar to 70 kDa polypeptides, although alpha Glu2 is presented in >= 600 kDa self-aggregates. K, values of alpha Glu1, alpha Glu2 and alpha Glu3 differed significantly from each other, supporting the statement that three alpha-glucosidases are produced in the female midgut. Together, all data suggest that sugar is an essential component of A. aquasalis female diet. In addition, alpha-glucosidases are synthesized in the same place where sucrose is digested and absorbed, the midgut. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Population structure of the malaria vector Anopheles darlingi in Rondônia, Brazilian Amazon, based on mitochondrial DNA

Anopheles darlingi is the most important Brazilian malaria vector, with a widespread distribution in the Amazon forest. Effective strategies for vector control could be better developed through knowledge of its genetic structure and gene flow among populations, to assess the vector diversity and competence in transmitting Plasmodium. The aim of this study was to assess the genetic diversity of An. darlingi collected at four locations in Porto Velho, by sequencing a fragment of the ND4 mitochondrial gene. From 218 individual mosquitoes, we obtained 20 different haplotypes with a diversity index of 0.756, equivalent to that found in other neotropical anophelines. The analysis did not demonstrate significant population structure. However, haplotype diversity within some populations seems to be over-represented, suggesting the presence of sub-populations, but the presence of highly represented haplotypes complicates this analysis. There was no clear correlation among genetic and geographical distance and there were differences in relation to seasonality, which is important for malarial epidemiology.

Population dynamics, structure and behavior of Anopheles darlingi in a rural settlement in the Amazon rainforest of Acre, Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Habitat suitability of Anopheles vector species and association with human malaria in the Atlantic Forest in south-eastern brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Losing identity: structural diversity of transposable elements belonging to different classes in the genome of Anopheles gambiae

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Allozyme differentiation among allopatric populations of Anopheles nuneztovari (Diptera: Culicidae)

Four enzymes in six geographic populations, four Brazilian and two Colombian, of Anopheles nuneztovari were studied. There were differences among the most frequent alleles in the EST5, ACON and MDH loci in the populations from Brazil and Colombia. The α-GPD(*)C allele was encountered very frequently in the Palo/Sit population in Colombia and the α-GPD(*)B allele was found to be fixed in most of the Brazilian populations. An additional α-GPD band was found only in Palo/Sit. The considerable genetic differentiation between populations in western Colombia vs. Brazil suggests that a certain degree of reproductive isolation exists between them.

The Genome of Anopheles darlingi, the main neotropical malaria vector

Anopheles darlingi is the principal neotropical malaria vector, responsible for more than a million cases of malaria per year on the American continent. Anopheles darlingi diverged from the African and Asian malaria vectors ∼100 million years ago (mya) and successfully adapted to the New World environment. Here we present an annotated reference A. darlingi genome, sequenced from a wild population of males and females collected in the Brazilian Amazon. A total of 10 481 predicted protein-coding genes were annotated, 72% of which have their closest counterpart in Anopheles gambiae and 21% have highest similarity with other mosquito species. In spite of a long period of divergent evolution, conserved gene synteny was observed between A. darlingi and A. gambiae. More than 10 million single nucleotide polymorphisms and short indels with potential use as genetic markers were identified. Transposable elements correspond to 2.3% of the A. darlingi genome. Genes associated with hematophagy, immunity and insecticide resistance, directly involved in vectorhuman and vectorparasite interactions, were identified and discussed. This study represents the first effort to sequence the genome of a neotropical malaria vector, and opens a new window through which we can contemplate the evolutionary history of anopheline mosquitoes. It also provides valuable information that may lead to novel strategies to reduce malaria transmission on the South American continent. The A. darlingi genome is accessible at www.labinfo.lncc.br/index.php/anopheles- darlingi. © 2013 The Author(s).

Dinâmica e estrututra populacional de Anopheles darlingi em um assentamento rural na floresta amazônica, Acre, Brasil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise da expressão e silenciamento de genes do trato digestivo de Anopheles aquasalis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo populacional de Anopheles darlingi utilizando análise de RAPD e seqüenciamento de genes mitocondriais

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Determinação da infecção em Anopheles por diagnóstico molecular

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estrutura populacional de Anopheles darlingi em diferentes localidades de Rondônia ao longo do Rio Madeira através da genotipagem de microssatélites

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Identificação molecular de espécies do complexo Anopheles albitarsis (Diptera, Culicidae, Anophelinae), coletadas em dois municípios da Amazônia brasileira, com análise de suscetibilidade natural a plasmódios humanos

Anofelinos membros de complexos de espécies crípticas podem exibir diferenças comportamentais, de susceptibilidade a infecção malárica, e resistência a inseticidas. Assim, a identificação de espécies vetoras tem relevância epidemiológica, o que nem sempre é possível por critérios morfológicos. Métodos alternativos têm sido empregados para tal, como os que analisam regiões altamente conservadas do DNA ribossômico, variável entre as espécies, conhecidas como espaçadoras internas transcritas (ITS). Considera-se atualmente que o complexo Anopheles c seja composto por seis espécies: An. albitarsis s.s., An. oryzalimnetes, An. albitarsis F, An. marajoara, An. deaneorum, e An. janconnae. Destas, pelo menos as três últimas são incriminadas como vetores de malária na Amazônia brasileira. O objetivo deste estudo foi realizar identificação molecular de espécies do complexo An. albitarsis, por análise da seqüências do ITS2 do rDNA, com vistas a analisar sua importância na transmissão de malária nos municípios de Macapá, Amapá e Peixe-Boi, Pará, inclusive investigando pela primeira vez a ocorrência do An. albitarsis F nestas duas áreas epidemiologicamente distintas: a primeira com histórico de alto risco de transmissão de malária e a segunda não. O estudo foi realizado entre janeiro de 2009 e abril de 2010, e consistiu de capturas de anofelinos de 12 horas de duração (ecostofase) no peridomicílio. Todas as fêmeas coletadas foram morfologicamente identificadas e apenas os An. albitarsis s.l. tiveram cabeça e tórax separadas para análise da infecção natural por ELISA; ovários para análise de paridade e patas, asas e carcaça para identificação molecular. Em Macapá foram realizadas seis coletas, obtendo-se um total de 584 anofelinos, sendo 366 An. albitarsis s.l. (62,7%), 167 An. darlingi (28,6%), 33 An. triannulatus s.l (5,6%), 15 An. braziliensis (2,6%) e 3 An. nuneztovari (0,5%). Pela PCR foi possível visualizar a banda específica de An. marajoara em 320 espécimes dos An. albitarsis s.l testados. Do restante, 33 foram negativos e 13 amplificaram um fragmento de ~490 pb nos iniciadores empregados, não permitindo chegar ao diagnóstico específico. O An. marajoara apresentou características biológicas e comportamentais que ratificam sua importância epidemiológica na transmissão de malária em Macapá, tais como: ser a espécie mais prevalente, com maior proporção de fêmeas paridas (73,0%), e portanto com maiores chances de se infectarem com o plasmódio, ocorrer tanto na estação menos quanto na mais chuvosa, e apresentar atividade hematofágica durante toda a ecostofase, alem disso, foi encontrado naturalmente infectado por P. vivax e P. falciparum (taxa de infecção natural de 3,1%). Em Peixe-Boi, foram capturados 43 anofelinos: An. triannulatus s.l (20 espécimes, 46,5 %), An. albitarsis s.l. (13: 30,2 %), An. darlingi (8: 18,6%), e An. nuneztovari (2: 4,7%). Todos os An. albitarsis s.l. coletados foram identificados pela ITS2 como An. oryzalimnetes. Nenhum deles foi encontrado infectado pelos plasmódios testados, e a maioria das fêmeas era parida (84,6%). São necessários levantamentos entomológicos sistemáticos que analisem a importância deste anofelino na transmissão de malária na cidade. O An. albitarsis F não foi encontrado nas duas áreas estudadas. Nossos resultados contribuem para o entendimento da epidemiologia da malária na região Amazônica brasileira.

A importância do Anopheles darlingi Root, 1926 e Anopheles marajoara Galvão e Damasceno, 1942 na transmissão de malária no município de Macapá/AP - Brasil

A malária no município de Macapá é principalmente peri urbana, áreas estas caracterizadas por ressaca, pela presença de fragmentos de floresta e assentamentos desordenados (invasões). O objetivo deste estudo foi verificar a importância dos Anopheles darlingi e Anopheles marajoara na transmissão de malária em Macapá. O estudo foi realizado de outubro de 2007 a setembro de 2008, na comunidade de Lagoa dos Índios, Macapá. Foram coletados 4.601 mosquitos, dos quais 3.029 foram Anopheles marajoara (65,8%), 917 Anopheles darlingi (19,9%), 429 Anopheles braziliensis (9,3%), 208 Anopheles triannulatus (4,5%), 18 Anopheles peryassui (0,4%) e cinco Anopheles nuneztovari (0,1%). Apenas 32,8% dos espécimes foram coletadas no intradomicilio (1.511) e 67,2% no peridomicilio (3.090). O Indice de Picada Homem Hora do An. darlingi no intradomicilio variou entre 0 a 6,5 e no peridomicilio de 0 a 22 picadas homem hora. Já para o An. marajoara a variaçao foi de 0 a 22 no intradomicilio e de 0 a 175,5 no peridomicilio. A analise das exúvias e da dissecção de genitália resultaram na confirmaçao das duas espécies estudadas, An. darlingi e An. marajoara, e que o An. marajoara é a única espécie do complexo albitarsis circulante na área. A abundância dos vetores flutuou associada com o padrão sazonal das chuvas. An. darlingi é mais abundante no final e inicio das chuvas, enquanto o An. marajoara esteve presente em alta densidade durante todo o período de chuvas. Dos 4.601 mosquitos testados, 100 foram positivos para plasmódios humanos pelo método de ELISA, resultando em uma taxa de infecção de 2,17%. Dos 3.029 An. marajoara testados 71 (2,34%) foram positivos e dos 917 An. darlingi, 28 (3,05%). Este estudo demonstrou que as duas espécies estudadas mantêm a transmissão de malária durante todo o ano, ratificando assim a importância das mesmas.

Susceptibilidade experimental do Anopheles (Nyssorhynchus) nuneztovari Galbadon, 1940 ao Plasmodium vivax Grassi&Feletti, 1890 e Plasmodium falciparum Welch, 1897

A importância do An. nuneztovari como vetor primário de malária já foi comprovado em países da América do Sul como Venezuela, Colômbia e Peru. Na Amazônia brasileira, embora tenha sido encontrado naturalmente infectado com Plasmodium vivax e P. falciparum e em alta densidade, é ainda considerado vetor secundário desta doença. O objetivo deste presente trabalho foi avaliar a susceptibilidade do An. nuneztovari à infecção por plasmódios humanos. Para isso exemplares da geração F1, obtida em laboratório, de An. nuneztovari e An. darlingi (espécie controle) foram alimentados, em alimentador artificial, com sangue de pacientes com diagnóstico inicial de malária causada por P. falciparum, cuja revisão resultou no diagnóstico de infecção mista. Todas as amostras sangüíneas dos pacientes infectaram espécimes das duas espécies, não mostrando diferença significativa entre elas quanto à susceptibilidade. Para detecção de infecção malárica nos mosquitos foi usado o teste ELISA (Enzime – Linked Imunosorbent Assay) cujos resultados foram discordantes do diagnóstico laboratorial, já que o teste detectou infecções pelo P. falciparum, P. vivax VK210 ou P. vivax VK247entre os mosquitos positivos sugerindo que os pacientes apresentavam infecção mista. Também foi observado o curto período de desenvolvimento de oocistos e esporozoítos, de quatro a cinco dias, o que pode ser explicado pela alta temperatura (>30°C) que os mosquitos foram expostos. Assim nossos resultados sugerem possível envolvimento do An nuneztovari na transmissão de malária humana na área estudada e alertam para o papel deste, como possível vetor principal de malária humana na região amazônica brasileira.