Estabelecimento de colônia de Lutzomyia neivai (Diptera:Psychodidae) e construção de túnel de vento para avaliação de substâncias atrativas para flebotomíneos

Os flebotomíneos (Diptera, Psychodidae) são insetos transmissores de leishmanioses e arboviroses. O estabelecimento de colônias em laboratório para o estudo comportamental da espécie Lutzomyia neivai, transmissor da leishmaniose tegumentar, requer manutenção e cuidados especiais. Os insetos hematófagos são atraídos por substâncias voláteis liberadas pelos hospedeiros e o estudo dessas substâncias é denominado “ecologia química”. A capacidade atrativa das substâncias pode ser medida em laboratório por meio de aparatos como túneis de vento. Entretanto, muitas variáveis interferem na eficácia de um túnel de vento, como por exemplo: tamanho do túnel, forma de liberação e captura dos insetos, velocidade e forma da pluma de odor e altura da fonte de liberação de odor (meio ou base do túnel). Este estudo tem como finalidade o estabelecimento de uma colônia de Lutzomyia neivai e a construção de um túnel de vento, desenvolvido e modificado a partir de literatura de referência, para avaliação de substâncias atrativas. Os espécimes foram coletados na região de Araraquara, nos municípios de Rincão e Santa Eudóxia. Após a coleta, os insetos capturados foram levados para a Faculdade de Ciências Farmacêuticas – Campus Araraquara onde a colônia foi mantida e os experimentos realizados

Estabelecimento de colônia de Lutzomyia (L.) longipalpis (Diptera:Psychodidae) e testes de túnel de vento para avaliação de substâncias atrativas para Flebotomíneos

Flebotomíneos (Diptera, Psychodidae) são incriminados na transmissão das leishmanioses. A criação destes insetos em laboratório é considerada complexa, porém é importante para que testes na área de comportamento e ecologia química sejam realizados. Um dos ramos da chamada ecologia química, avalia compostos voláteis, os quais podem ser liberados por hospedeiros ou sintetizados em laboratório, com poder atrativo para insetos hematófagos. Vem sendo bastante estudada para o grupo dos culicídeos, mas para flebotomíneos estes estudos ainda são escassos. Neste estudo foi feito o estabelecimento da colônia da espécie Lutzomyia (L.) longipalpis, coletados em Ipecaetá - BA, importante vetor da leishmaniose visceral nas Américas, e realizado testes de atratividade utilizando alcoóis (1-octen-3-ol, 1-octanol, 1-heptanol e 1- nonanol), em túnel de vento no laboratório de Parasitologia da Faculdade de Ciências Farmacêuticas - UNESP, campus de Araraquara. Os testes foram feitos com fêmeas e machos, da colônia previamente estabelecida. Os resultados mostraram que as fêmeas apresentaram melhor resposta para os compostos nonanol e octenol e os machos para os compostos octenol, nonanol e heptanol.

Relação entre carga parasitária de cães naturalmente acometidos por leishmaniose visceral e infectividade para Lutzomyia longipalpis: Lilian Aparecida Colebrusco Rodas. -

Pós-graduação em Ciência Animal - FMVA

Infecção de Lutzomyia longipalpis por leishmania spp. em área urbana endêmica para leishmaniose visceral no Estado de São Paulo, Brasil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Occurrence of Lutzomyia longipalpis (Phlebotominae) and canine visceral leishmaniasis in a rural area of Ilha Solteira, SP, Brazil

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

Lufaxin, a Novel Factor Xa Inhibitor From the Salivary Gland of the Sand Fly Lutzomyia longipalpis Blocks Protease-Activated Receptor 2 Activation and Inhibits Inflammation and Thrombosis In Vivo

Objective-Blood-sucking arthropods' salivary glands contain a remarkable diversity of antihemostatics. The aim of the present study was to identify the unique salivary anticoagulant of the sand fly Lutzomyia longipalpis, which remained elusive for decades. Methods and Results-Several L. longipalpis salivary proteins were expressed in human embryonic kidney 293 cells and screened for inhibition of blood coagulation. A novel 32.4-kDa molecule, named Lufaxin, was identified as a slow, tight, noncompetitive, and reversible inhibitor of factor Xa (FXa). Notably, Lufaxin's primary sequence does not share similarity to any physiological or salivary inhibitors of coagulation reported to date. Lufaxin is specific for FXa and does not interact with FX, Dansyl-Glu-Gly-Arg-FXa, or 15 other enzymes. In addition, Lufaxin blocks prothrombinase and increases both prothrombin time and activated partial thromboplastin time. Surface plasmon resonance experiments revealed that FXa binds Lufaxin with an equilibrium constant approximate to 3 nM, and isothermal titration calorimetry determined a stoichiometry of 1:1. Lufaxin also prevents protease-activated receptor 2 activation by FXa in the MDA-MB-231 cell line and abrogates edema formation triggered by injection of FXa in the paw of mice. Moreover, Lufaxin prevents FeCl3-induced carotid artery thrombus formation and prolongs activated partial thromboplastin time ex vivo, implying that it works as an anticoagulant in vivo. Finally, salivary gland of sand flies was found to inhibit FXa and to interact with the enzyme. Conclusion-Lufaxin belongs to a novel family of slow-tight FXa inhibitors, which display antithrombotic and anti-inflammatory activities. It is a useful tool to understand FXa structural features and its role in prohemostatic and proinflammatory events. (Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2012;32:2185-2196.)

BILATERAL ANOMALY IN EVANDROMYIA EVANDROI (DIPTERA: PSYCHODIDAE: PHLEBOTOMINAE) CAPTURED IN VICENCIA MUNICIPALITY, NORTHERN RAINFOREST REGION OF PERNAMBUCO STATE, BRAZIL

Approximately 800 species of phlebotomine sand flies, many of which are vectors of Leishmania, have been described. Besides morphological similarities within groups, the occurrence of anomalies within a species may lead to an erroneous description of new species. This paper describes one phlebotomine sand fly, Evandromyia evandroi, with a symmetrical bilateral anomaly in the number of spines on the gonostyle. In this specimen, the anomalous spine is located in the external region of gonostyle, inserted between the upper external and the lower external spines. It is important to document morphological anomalies, so as to avoid erroneous sand fly identifications.

The protein LJM 111 from Lutzomyia longipalpis Salivary Gland Extract (SGE) accounts for the SGE-inhibitory effects upon inflammatory parameters in experimental arthritis model

Several studies have pointed out the immunomodulatory properties of the Salivary Gland Extract (SGE) from Lutzomyia longipalpis. We aimed to identify the SGE component (s) responsible for its effect on ovalbumin (OVA)-induced neutrophil migration (NM) and to evaluate the effect of SGE and components in the antigen-induced arthritis (AIA) model. We tested the anti-arthritic activities of SGE and the recombinant LJM111 salivary protein (rLJM111) by measuring the mechanical hypernociception and the NM into synovial cavity. Furthermore, we measured IL-17, TNF-alpha and IFN-gamma released by lymph nodes cells stimulated with mBSA or anti-CD3 using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Additionally, we tested the effect of SGE and rLJM111 on co-stimulatory molecules expression (MHC-II and CD-86) by flow cytometry. TNF-alpha and IL-10 production (ELISA) of bone marrow-derived dendritic cells (BMDCs) stimulated with LPS, chemotaxis and actin polymerization from neutrophils. Besides, the effect of SGE on CXCR2 and GRK-2 expression on neutrophils was investigated. We identified one plasmid expressing the protein LJM111 that prevented NM in OVA-challenged immunized mice. Furthermore, both SGE and rLJM111 inhibited NM and pain sensitivity in AIA and reduced IL-17, TNF-alpha and IFN-gamma. SGE and rLJM111 also reduced MHC-II and CD-86 expression and TNF-alpha whereas increased IL-10 release by LPS-stimulated BMDCs. SGE, but not LJM 111, inhibited neutrophils chemotaxis and actin polymerization. Additionally, SGE reduced neutrophil CXCR2 expression and increased GRK-2. Thus, rLJM111 is partially responsible for SGE mechanisms by diminishing DC function and maturation but not chemoattraction of neutrophils. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Immunomodulation of human monocytes following exposure to Lutzomyia intermedia saliva

Abstract Background Sand fly saliva contains potent and complex pharmacologic molecules that are able to modulate the host's hemostatic, inflammatory, and immune systems. In this study, we evaluated the effects of salivary gland sonicate (SGS) of Lutzomyia intermedia, the natural vector of Leishmania braziliensis, on monocytes obtained from the peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of healthy volunteers. We investigated the effects of sand fly saliva on cytokine production and surface molecule expression of LPS-stimulated human monocytes uninfected or infected with L. braziliensis. Results Pre-treatment of non-infected human monocytes with L. intermedia SGS followed by LPS-stimulation led to a significant decrease in IL-10 production accompanied by a significant increase in CD86, CD80, and HLA-DR expression. Pre-treatment with SGS followed by LPS stimulation and L. braziliensis infection led to a significant increase in TNF-α, IL-6, and IL-8 production without significant alterations in co-stimulatory molecule expression. However, pre-treatment with L. intermedia SGS did not result in significant changes in the infection rate of human monocytes. Conclusion Our data indicate that L. intermedia saliva is able to modulate monocyte response, and, although this modulation is dissociated from enhanced infection with L. braziliensis, it may be associated with successful parasitism.

Dual effect of Lutzomyia longipalpis saliva on Leishmania braziliensis infection is mediated by distinct saliva-induced cellular recruitment into BALB/c mice ear

Abstract Background Leishmania parasites are transmitted to their vertebrate hosts by infected Phlebotomine sand flies during the blood meal of the flies. Sand fly saliva is known to enhance Leishmania spp. infection, while pre-exposure to saliva protects mice against parasitic infections. In this study, we investigated the initial inflammatory leucocyte composition induced by one or three inocula of salivary gland extract (SGE) from Lutzomyia longipalpis in the presence or absence of Leishmania braziliensis. Results We demonstrated that inoculating SGE once (SGE-1X) or three times (SGE-3X), which represented a co-inoculation or a pre-exposure to saliva, respectively, resulted in different cellular infiltrate profiles. Whereas SGE-1X led to the recruitment of all leucocytes subtypes including CD4+ T cells, CD4+CD25+ T cells, dendritic cells, macrophages and neutrophils, the immune cell profile in the SGE-3X group differed dramatically, as CD4+ T cells, CD4+CD25+ T cells, dendritic cells, macrophages and neutrophils were decreased and CD8+ T cells were increased. The SGE-1X group did not show differences in the ear lesion size; however, the SGE-1X group harbored a higher number of parasites. On the other hand, the SGE-3X group demonstrated a protective effect against parasitic disease, as the parasite burden was lower even in the earlier stages of the infection, a period in which the SGE-1X group presented with larger and more severe lesions. These effects were also reflected in the cytokine profiles of both groups. Whereas the SGE-1X group presented with a substantial increase in IL-10 production, the SGE-3X group showed an increase in IFN-γ production in the draining lymph nodes. Analysis of the inflammatory cell populations present within the ear lesions, the SGE-1X group showed an increase in CD4+FOXP3+ cells, whereas the CD4+FOXP3+ population was reduced in the SGE-3X group. Moreover, CD4+ T cells and CD8+ T cells producing IFN-γ were highly detected in the ears of the SGE-3X mice prior to infection. In addition, upon treatment of SGE-3X mice with anti-IFN-γ monoclonal antibody, we observed a decrease in the protective effect of SGE-3X against L. braziliensis infection. Conclusions These results indicate that different inocula of Lutzomyia longipalpis salivary gland extract can markedly modify the cellular immune response, which is reflected in the pattern of susceptibility or resistance to Leishmania braziliensis infection.

Toward an understanding of the biochemical and pharmacological complexity of the saliva of a hematophagous sand fly Lutzomyia longipalpis

The saliva of blood-sucking arthropods contains powerful pharmacologically active substances and may be a vaccine target against some vector-borne diseases. Subtractive cloning combined with biochemical approaches was used to discover activities in the salivary glands of the hematophagous fly Lutzomyia longipalpis. Sequences of nine full-length cDNA clones were obtained, five of which are possibly associated with blood-meal acquisition, each having cDNA similarity to: (i) the bed bug Cimex lectularius apyrase, (ii) a 5′-nucleotidase/phosphodiesterase, (iii) a hyaluronidase, (iv) a protein containing a carbohydrate-recognition domain (CRD), and (v) a RGD-containing peptide with no significant matches to known proteins in the blast databases. Following these findings, we observed that the salivary apyrase activity of L. longipalpis is indeed similar to that of Cimex apyrase in its metal requirements. The predicted isoelectric point of the putative apyrase matches the value found for Lutzomyia salivary apyrase. A 5′-nucleotidase, as well as hyaluronidase activity, was found in the salivary glands, and the CRD-containing cDNA matches the N-terminal sequence of the HPLC-purified salivary anticlotting protein. A cDNA similar to α-amylase was discovered and salivary enzymatic activity demonstrated for the first time in a blood-sucking arthropod. Full-length clones were also found coding for three proteins of unknown function matching, respectively, the N-terminal sequence of an abundant salivary protein, having similarity to the CAP superfamily of proteins and the Drosophila yellow protein. Finally, two partial sequences are reported that match possible housekeeping genes. Subtractive cloning will considerably enhance efforts to unravel the salivary pharmacopeia of blood-sucking arthropods.

Leishmaniose visceral americana: avaliação dos parâmetros da capacidade vetorial de Lutzomyia longipalpis em área urbana do muncípio de Panorama, São Paulo, Brasil

Introdução: A leishmaniose visceral (LV) é um importante problema de saúde pública no Brasil, com cerca 3000 mil casos notificados anualmente. Nos últimos anos, a LV tem ampliado sua distribuição em vários estados do país, associada principalmente aos processos socioambientais, antrópicos e migratórios. A LV é causada pela infecção com Leishmania infantum chagasi, transmitida, principalmente, por Lutzomyia longipalpis (Diptera: Psychodidae). Este flebotomíneo apresenta ampla distribuição nas Américas, todavia, evidências sugerem que se constitui em um complexo de espécies crípticas. A dinâmica de transmissão da LV é modulada por fatores ecológicos locais que influenciam a interação entre populações do patógeno, do vetor e dos hospedeiros vertebrados. Portanto, o estudo das variáveis associadas a esta interação pode contribuir para elucidar aspectos dos elos epidemiológicos e contribuir para a tomada de decisões em saúde pública. Objetivo: Avaliar parâmetros relacionados à capacidade vetorial da população de Lu. longipalpis presente em área urbana do município de Panorama, estado de São Paulo. Métodos: Foram realizadas capturas mensais durante 48 meses para avaliar a distribuição espaço-temporal de Lu. longipalpis e investigar a circulação de Le. i. chagasi. Também foram realizados os seguintes experimentos com o vetor: captura-marcação-soltura-recaptura para estimar a sobrevida da população e a duração do seu ciclo gonotrófico, a atratividade dos hospedeiros mais frequentes em áreas urbanas, a proporção de repasto em cão, infecção experimental e competência vetorial. Resultados: Observou-se que no município de Panorama, Lu. longipalpis apresentou as frequências mais elevadas na estação chuvosa (entre outubro e março), maior densidade em áreas com presença de vegetação e criação de animais domésticos, locais aonde também foi demonstrada a circulação natural de espécimes de Lu. longipalpis infectados com Le. i. chagasi. Além disto, foi corroborado que a população de Lu. longipalpis apresentou hábito hematofágico eclético, altas taxas de sobrevivência e que foi competente para transmitir o agente da LV. Nos experimentos de laboratório foi evidenciada a heterogeneidade na infecção de fêmeas de Lu. longipalpis desafiadas a se alimentarem em cães comprovadamente infectados por L. i. chagasi e o rápido desenvolvimento do parasita neste vetor natural. Conclusões. As observações do presente estudo corroboram a capacidade vetora de Lu. longipalpis para transmitir a Le. i. chagasi e ressaltam a importância da espécie na transmissão do agente etiológico da LV. Ações de manejo ambiental, educação e promoção à saúde são recomendadas às autoridades municipais para diminuir o risco potencial de infecção na população humana e canina, considerando-se o elevado potencial vetor de Lu. longipalpis e a presença de condições que favorecem a interação dos componentes da tríade epidemiológica da LV.

Leishmaniamamazonensis DNA in wild females of Lutzomyia cruzi (Diptera: Psychodidae) in the state of Mato Grosso do Sul, Brazil

Studies on natural infection by Leishmania spp of sandflies collected in endemic and nonendemic areas can provide important information on the distribution and intensity of the transmission of these parasites. This study sought to investigate the natural infection by Leishmania in wild female sandflies. The specimens were caught in the city of Corumbá, state of Mato Grosso do Sul (Brazil) between October 2012-March 2014, and dissected to investigate flagellates and/or submitted to molecular analysis to detect Leishmania DNA. A total of 1,164 females (77.56% of which were Lutzomyia cruzi ) representing 11 species were investigated using molecular analysis; 126 specimens of Lu. cruzi were dissected and also submitted to molecular analysis. The infection rate based on the presence of Leishmania DNA considering all the sandfly species analysed was 0.69%; only Leishmania (Leishmania) amazonensis was identified in Lu. cruzi by the molecular analysis. The dissections were negative for flagellates. This is the first record of the presence of L. (L.) amazonensis DNA in Lu. cruzi, and the first record of this parasite in this area. These findings point to the need for further investigation into the possible role of this sandfly as vector of this parasite.

Abundance of Lutzomyia longipalpis in urban households as risk factor of transmission of visceral leishmaniasis

Urban occurrence of human and canine visceral leishmaniasis (VL) is linked to households with characteristics conducive to the presence of sand flies. This study proposes an ad hoc classification of households according to the environmental characteristics of receptivity to phlebotominae and an entomological study to validate the proposal. Here we describe the phlebotominae population found in intra- and peridomiciliary environments and analyse the spatiotemporal distribution of the VL vector Lutzomyia longipalpis of households receptive to VL. In the region, 153 households were classified into levels of receptivity to VL followed by entomological surveys in 40 of those properties. Kruskal-Wallis verified the relationship between the households’ classification and sand fly abundance and Kernel analysis evaluated L. longipalpis spatial distribution: of the 740 sand flies were captured, 91% were L. longipalpis; 82% were found peridomiciliary whilst the remaining 18% were found intradomiciliary. No statistically significant association was found between sandflies and households levels. L. longipalpis counts were concentrated in areas of high vulnerability and some specific households were responsible for the persistence of the infestation. L. longipalpis prevails over other sand fly species for urban VL transmission. The entomological study may help target the surveillance and vector control strategies to domiciles initiating and/or maintaining VL outbreaks.

Identificação de áreas sob maior risco para leishmaniose visceral na cidade de Teresina, Piauí, Brasil

O propósito desta Tese foi detectar e caracterizar áreas sob alto risco para leishmaniose visceral (LV) e descrever os padrões de ocorrência e difusão da doença, entre os anos de 1993 a 1996 e 2001 a 2006, em Teresina, Piauí, por meio de métodos estatísticos para análise de dados espaciais, sistemas de informações geográficas e imagens de sensoriamento remoto. Os resultados deste estudo são apresentados na forma de três manuscritos. O primeiro usou análise de dados espaciais para identificar as áreas com maior risco de LV na área urbana de Teresina entre 2001 e 2006. Os resultados utilizando razão de kernels demonstraram que as regiões periféricas da cidade foram mais fortemente afetadas ao longo do período analisado. A análise com indicadores locais de autocorrelação espacial mostrou que, no início do período de estudo, os agregados de alta incidência de LV localizavam-se principalmente na região sul e nordeste da cidade, mas nos anos seguintes os eles apareceram também na região norte da cidade, sugerindo que o padrão de ocorrência de LV não é estático e a doença pode se espalhar ocasionalmente para outras áreas do município. O segundo estudo teve como objetivo caracterizar e predizer territórios de alto risco para ocorrência da LV em Teresina, com base em indicadores socioeconômicos e dados ambientais, obtidos por sensoriamento remoto. Os resultados da classificação orientada a objeto apontam a expansão da área urbana para a periferia da cidade, onde antes havia maior cobertura de vegetação. O modelo desenvolvido foi capaz de discriminar 15 conjuntos de setores censitário (SC) com diferentes probabilidades de conterem SC com alto risco de ocorrência de LV. O subconjunto com maior probabilidade de conter SC com alto risco de LV (92%) englobou SC com percentual de chefes de família alfabetizados menor que a mediana (≤64,2%), com maior área coberta por vegetação densa, com percentual de até 3 moradores por domicílio acima do terceiro quartil (>31,6%). O modelo apresentou, respectivamente, na amostra de treinamento e validação, sensibilidade de 79% e 54%, especificidade de 74% e 71%, acurácia global de 75% e 67% e área sob a curva ROC de 83% e 66%. O terceiro manuscrito teve como objetivo avaliar a aplicabilidade da estratégia de classificação orientada a objeto na busca de possíveis indicadores de cobertura do solo relacionados com a ocorrência da LV em meio urbano. Os índices de acurácia foram altos em ambas as imagens (>90%). Na correlação da incidência da LV com os indicadores ambientais verificou-se correlações positivas com os indicadores Vegetação densa, Vegetação rasteira e Solo exposto e negativa com os indicadores Água, Urbana densa e Urbana verde, todos estatisticamente significantes. Os resultados desta tese revelam que a ocorrência da LV na periferia de Teresina está intensamente relacionada às condições socioeconômicas inadequadas e transformações ambientais decorrentes do processo de expansão urbana, favorecendo a ocorrência do vetor (Lutzomyia longipalpis) nestas regiões.