Lipases hidrolisam triacilgliceróis a glicerol e ácidos graxos. Neste trabalho foram estudadas as lipases digestivas no mosquito Aedes aegypti (larva e adulto) e no carrapato Amblyomma cajennense, vetores de Dengue e da Febre Maculosa. As lipases estudadas pertencem a família das lipases neutras, são estáveis em ampla faixa de pH e em altas temperaturas. Estas enzimas apresentam maior eficiência hidrolítica sobre substratos de cadeias carbônicas curtas (butirato e heptanoato). As lipases digestivas nas duas fases de desenvolvimento do mosquito são distintas cinéticamente. O estudo combinado do genoma de Ae. aegypti e PCR comprovaram a expressão diferencial destas enzimas constituintes de uma família multigênica envolvida na expressão de lipases digestivas provavelmente reguladas pela dieta. / Lipases hidrolyse triacylglycerol to glycerol and fat acids. In the present work we studied the digestive lipases from Aedes aegypti (larvae and adults) and Amblyomma cajennense. Studied lipases belong to the neutral lipase family, stable in a large range of pH and to high temperatures. These enzymes have a higher catalytic efficiency upon short substrates like butyrate and heptanoate. The digestive lipases from both larval and adult mosquitoes are kinetically distinct. Combined study of Ae.aegypti genome and PCR showed the differential expression of lipases which belong to a multigenic family of enzymes probably regulated by diet.

A diapausa comportamental em carrapatos é caracterizada pela perda temporária da agressividade do indivíduo, tendo como conseqüência o prolongamento do período sem alimentação, sendo detectada em larvas de Amblyomma cajennense. Esta espécie destaca-se como principal vetor da Febre Maculosa no Sudeste brasileiro. Este estudo objetivou avaliar os efeitos do fotoperíodo e da temperatura na regulação da diapausa comportamental em larvas não-alimentadas de A. cajennense. Para isso, fêmeas ingurgitadas foram obtidas de eqüinos naturalmente infestados de Janeiro à Fevereiro de 2005 e 2006. No laboratório, cada grupo experimental foi composto por oito fêmeas ingurgitadas colocadas em vaso contendo capim braquiária (Brachiaria decumbens). Cada vaso foi exposto a uma condição de temperatura e fotoperíodo dentro de incubadoras B.O.D. (Marconi MA 402). A fotofase foi estabelecida por 4 lâmpadas (Philips TLT 75RS Extra luz do dia 20w) e a escotofase pela ausência total de luz. Os parâmetros biológicos observados foram período de pré-postura, incubação dos ovos, de permanência das larvas debaixo do capim e de presença de larvas na ponta do capim (comportamento de busca pelo hospedeiro). Paralelamente, verificou-se o poder infestante de larvas em diapausa para frangos (Gallus gallus), em comparação com larvas em não diapausa. Os resultados obtidos demonstram que, sob variação de fotoperíodo com temperatura constante de 25oC, a duração do intervalo de pré-postura e de incubação dos ovos foi semelhante em todos os grupos experimentais (1 a 2 semanas para período de pré-postura e 5 semanas para período de incubação dos ovos). Observou-se que a combinação de fotoperíodo 14:10 (claro:escuro) induziu a diapausa, sendo que o fotoperíodo de 12:12 ou 10:14 determinaram o término da diapausa. Em outras combinações de fotoperíodo, onde larvas estiveram no fotoperíodo de 12:12 ou 10:14 desde a eclosão, a aglomeração nas pontas do capim ocorreu dentro das primeiras semanas de vida das larvas. Larvas mantidas em fotoperíodo 12:12 e 10:14 não entraram em dormência e larvas mantidas em condição de fotoperíodo de 14:10 permaneceram no solo por tempo maior que as outras. No entanto, a diminuição da temperatura de 25 para 15oC, no fotoperíodo constante de 14:10, induziu o término da diapausa. Em todos os experimentos realizados sob fotoperíodo de 10:14, nenhum dos regimes de temperatura foi eficiente para induzir a diapausa. Houve diferença no intervalo de incubação dos ovos entre grupos experimentais com temperatura de 25 e 20oC. Não houve diferenças significantes (P > 0,05) entre proporções de larvas em diapausa e em não diapausa que se ingurgitaram nos frangos, embora larvas em diapausa apresentaram período parasitário significativamente mais longo (P < 0,05). Conclui-se que a diapausa em larvas de A. cajennense é induzida somente se a condição de fotoperíodo estiver com maior número de horas de claro (14:10) durante a eclosão das larvas. Temperaturas de 20 ou 25oC não são capazes de induzir a diapausa, quando mantidas em fotoperíodo 12:12 ou 10:14. O término da diapausa é desencadeado tanto pela mudança de fotoperíodo (14:10 para 12:12 ou 10:14) como pela diminuição da temperatura de 25 para 15oC. / Behavioral diapause in ticks is characterized by the temporary loss of aggressiveness, and consequently, to the extension of the starvation period, as recently detected in Amblyomma cajennense larvae. This species is the main vector of spotted fever in southeastern Brazil. The present study aimed to evaluate the effect of photoperiod and temperature on the regulation of behavioral diapause of A. cajennense unfed larvae. For this purpose, engorged females were obtained from horses naturally infested from January to February in each of the years 2005 and 2006. In the laboratory, each experimental group was composed by eight engorged females, which were placed in a grass plot composed by the grass Brachiaria decumbens, held in a small basket (40 cm diameter). Each plot was exposed to a particular condition of temperature and photoperiod within a BOD incubator (Marconi MA 402). Photoperiod was provided by 4 lamps (Philips TLT 75RS 20w) and scotophase by total darkness. Evaluated tick biological parameters were preoviposition and incubation periods, as well as the period of time the larvae remained under the grass after hatching, and the period of time that larvae were seen questing on the top of the grass leaves (host questing). The infestation capacity of diapause larvae to feed on chickens (Gallus gallus) was compared to larvae without being in diapause. The results showed that under variation of photoperiod and constant temperature of 25oC, the duration of preoviposition and incubation periods were similar in all the experimental groups (1 to 2 weeks to preoviposition and 5 weeks for egg incubation). Photoperiod 14:10 (light: dark) induced recently hatched larvae to enter diapause, whereas photoperiod 12:12 or 10:14 determined the end of diapause. In other combinations of photoperiod, where larvae were in photoperiod 12:12 or 10:14 from the eclosion, formation of larval clusters on the top of grass leaves occurred within the first weeks after larval eclosion. Larvae kept in photoperiod 12:12 and 10:14 did not enter in dormancy, whereas larvae maintained in photoperiod 14:10 since eclosion remained in the soil under the grass for longer periods. However, the decrease in temperature from 25 to 15oC under constant photoperiod of 14:10 triggered the end of diapause. In all experiments performed under photoperiod of 10:14, none of the temperature regimes was effective to induce diapause. There were different incubation periods between experimental groups held at 25 and 20oC. There were no significant differences (P > 0.05) between the proportions of diapause and non-diapause larvae that engorged on chickens, although the period of parasitism of larvae in diapause was significantly longer (P < 0.05). As conclusions for the present study, diapause in A. cajennense larvae is induced only if the condition of photoperiod is with more hours of light (14:10) during larval eclosion. Temperatures of 20 or 25oC are not able to induce diapause, when kept in photoperiod 12:12 or 10:14. The end of diapause is triggered both by the change in photoperiod (14:10 to 12:12 or 10:14) and the decrease in temperature from 25 to 15oC.

A febre maculosa é uma zoonose emergente causada por bactérias do gênero Rickettsia do Grupo da Febre Maculosa (GFM). Este estudo foi delineado para comprovar indiretamente a infecção por riquétsias em humanos e animais e, diretamente em carrapatos Amblyomma cajennense. As amostras foram colhidas no município de Pedreira, região endêmica do estado de São Paulo. A reação de imunofluorescência indireta foi positiva em 31,2% e 77,3% dos soros de cães e eqüinos, respectivamente. Nenhum humano se apresentou positivo para esse teste. Para confirmar a infecção natural dos carrapatos adultos, utilizou-se o teste de hemolinfa, que se revelou insatisfatório. Larvas, ninfas e adultos de A. cajennense foram submetidos à técnica de reação em cadeia pela polimerase (PCR). As reações resultaram na amplificação de um fragmento (230pb) do gene codificador da proteína 17 kDa, somente em adultos (4,7%) e em larvas (1,1%). Não foi possível a amplificação de nenhum fragmento de outros genes testados (citrato sintase, OmpA e OmpB). Os produtos amplificados pela PCR de dois carrapatos adultos e de quatro larvas foram seqüenciados, apresentando 100% de similaridade com Rickettsia felis; e de 99,4% a 100% de similaridade com Rickettsia rickettsii, Rickettsia conorii, Rickettsia parkeri e Rickettsia peacockii, respectivamente. A detecção de positividade em larvas não alimentadas confirma a ocorrência da transmissão transovariana de riquétsias na espécie A. cajennense. A alta identidade observadas entre as riquétsias estudadas e as espécies acima mencionadas sugere a existência dessas bactérias na região. Contudo, maiores estudos deverão ser realizados, uma vez que as sequências de bases do fragmento de DNA estudado não permite a distinção entre as diferentes riquétsias do GFM. / Spotted fever is an emergent zoonosis caused by Rickettsia from the Spotted Fever Group. This study was designed to indirectly detect the human and animals infection by rickettsiae, and to directly detect the Amblyomma cajennense tick infection. The samples were collected at the Pedreira County, an endemic region of the State of São Paulo. The indirect imunofluorescence assay was positive for 31.2 % of canine and for 77.3% of equine examined sera. No human serum was positive by the use of this serological tests. In order to confirm the adult tick natural infection, it was used the hemolymph test, which showed to be unsatisfactory. The larvae, nymph and adult tick rickettsiae detection was performed by the use of the polymerase chain reaction (PCR). The PCR resulted on the amplification of a 230 bp fragment of the gene encoding the17 kDa protein, in adults (4.7%) and larvae (1.1%) only. It was not possible to amplify any other tested gene fragment (citrate synthase, OmpA and OmpB). The PCR amplified products from two adult ticks and from four larvae were sequenced, and presented 100% of similarity with Rickettsia felis and from 99,4% to 100% of similarity to Rickettsia rickettsii, Rickettsia conorii, Rickettsia parkeri and Rickettsia peacockii, respectively. The rickettsia detection in non-fed larvae confirms the occurrence of the rickettsiae transovarian transmission in A. cajennense specie. The high identity observed among the present studied rickettsiae and the above cited rickettsia species suggests the presence of these bacteria in Pedreira County. However, once the sequences of bases of the studied amplified DNA fragment did not allow the differentiation among the SFG rickettsiae, further studies are necessary.

Rickettsia rickettsii é uma bactéria intracelular obrigatória e agente etiológico da febre maculosa brasileira, uma grave enfermidade para humanos. Na América do Sul, o principal vetor para o agente é o carrapato Amblyomma cajennense. Alguns animais exercem um papel importante na manutenção da bactéria na natureza, uma vez que a mantêm em níveis altos na corrente sanguínea por alguns dias ou semanas, garantindo que novos carrapatos se infectem. Os equinos são um dos principais hospedeiros para A. cajennense, porém sua importância como hospedeiro amplificador de R. rickettsii ainda não havia sido estudada. Objetivou-se no presente trabalho detectar, em equinos experimentalmente infectados com R. rickettsii, possíveis alterações clínicas, ocorrência e duração de riquetsemia e ocorrência de transmissão da bactéria dos equinos para carrapatos A. cajennense, além de observar a curva de anticorpos IgG anti-R. rickettsii nestes animais. Para tanto, quatro equinos foram infectados com a amostra Taiaçu de R. rickettsii, sendo dois por meio de infestação com carrapatos A. cajennense infectados e dois por meio de inoculação intraperitoneal. Durante 30 dias, os animais foram examinados diariamente e amostras de sangue foram coletadas a cada dois dias para realização de hemograma, PCR em tempo real do sangue para detecção de Rickettsia e inoculação do sangue em cobaias. Adicionalmente, exames bioquímicos foram realizados a cada seis dias e RIFI para detecção de anticorpos IgG foi realizada até os animais se tornarem soronegativos. Para verificar a capacidade de transmissão para carrapatos, os equinos foram infestados com larvas, ninfas e adultos de A. cajennense não infectados. Após serem retirados dos equinos, estes carrapatos foram alimentados em coelhos e/ou testados pela PCR em tempo real e PCR convencional para detecção de Rickettsia. Os equinos não apresentaram sinais clínicos nem alterações significativas no hemograma e testes bioquímicos. Todas as amostras de sangue foram negativas na PCR em tempo real e nenhuma cobaia inoculada com sangue dos equinos apresentou sinais clínicos compatíveis com infecção por R. rickettsii, nem soroconversão. Os equinos apresentaram anticorpos detectáveis a partir de 10 ou 12 dias pós-inoculação ou infestação e permaneceram soropositivos por no mínimo 177 dias. Nenhum coelho infestado com carrapatos previamente alimentados nos equinos apresentou sinais clínicos ou soroconversão após 21 dias da infestação. Apenas um carrapato, originário de um equino infectado via carrapatos infectados, foi positivo concomitantemente na PCR em tempo real e PCR convencional. Conclui-se que equinos experimentalmente infectados com uma amostra brasileira de R. rickettsii não apresentam alterações clínicas nem bacteremia detectável e transmitem a bactéria para uma quantidade ínfima de carrapatos, porém desenvolvem boa resposta humoral. Pode-se inferir que, em condições naturais, equinos não são importantes como hospedeiros amplificadores para R. rickettsii. / Rickettsia rickettsii is an obligate intracellular bacterium and the etiological agent of Brazilian spotted fever, a severe illness of humans. In South America, the main vector for the agent is the tick Amblyomma cajennense. Some animals play an important role in maintenance of the bacterium in nature, since they develop high levels of bacteremia for a few days or weeks, ensuring that new ticks become infected. Horses are one of the major hosts for A. cajennense, but its importance as an amplifier host for R. rickettsii had not yet been studied. This study aimed to evaluate possible clinical changes, the occurrence and duration of rickettsemia, and the occurrence of transmission of the bacterium from horses to A. cajennense ticks in horses experimentally infected with R. rickettsii, in addition to observe the kinetics of anti-R. rickettsii IgG antibodies. Therefore, four horses were infected with R. rickettsii strain Taiaçu, two by infestation with infected A. cajennense ticks and two by intraperitoneal injection. For 30 days, the animals were examined daily and blood samples were collected every two days for hemogram, real-time PCR of whole blood for the detection of Rickettsia, and inoculation of guinea pigs with blood. Additionally, biochemical tests were performed every six days and IFA test for detection of IgG antibodies was performed until the animals become seronegative. In order to verify the ability of the horses to transmit the infection to ticks, horses were infested with uninfected A. cajennense larvae, nymphs and adults. After being removed from horses, these ticks were fed on rabbits and/or tested by real-time PCR and conventional PCR. The horses showed no clinical signs or significant changes in the blood count and biochemical tests. All blood samples were negative in the real-time PCR and no guinea pig inoculated with the horse blood showed clinical signs consistent with infection by R. rickettsii, neither seroconversion. Horses had detectable antibodies from 10 or 12 days post-inoculation or infestation and remained seropositive for at least 177 days. None of the rabbits infested with ticks previously fed on the horses showed clinical signs or seroconversion after 21 days of infestation. Only one tick fed on a horse infected by infected ticks was positive in the real-time PCR and conventional PCR. The results allows to conclude that horses, experimentally infected with a Brazilian strain of R. rickettsii, do not exhibit clinical changes or detectable bacteremia, and transmit the bacterium to a very small amount of ticks, but develop good humoral response. We can infer that horses are not important as amplifiers hosts for R. rickettsii under natural conditions.

O gênero Rickettsia compreende bactérias intracelulares obrigatórias e há por enquanto 22 espécies que, comprovadamente, são patogênicas ao homem. A transmissão da maioria das espécies de riquétsias está associada a carrapatos, mas também podem ser veiculadas por pulgas, piolhos e ácaros. O presente estudo teve por objetivos avaliar a infecção de Rickettsia parkeri em carrapatos da espécie Amblyomma triste (Acari: Ixodidae) e também avaliar a infecção de Rickettsia spp. em algumas espécies de Ornithonyssus Sambon (Acari: Macronyssidae). Foram obtidas fêmeas de A. triste de um cervo-do-pantanal (Blastocerus dichotomus) atropelado e as posturas testadas por PCR para o estabelecimento de uma colônia naturalmente infectada com R. parkeri (grupo infectado) e outra livre de infecção (grupo controle). Para avaliar a infecção de Rickettsia spp. em ácaros foram realizadas 15 campanhas de capturas de pequenos mamíferos terrestres nos estados de São Paulo e Paraná. Após anestesisa e escovação, os ácaros foram removidos dos hospedeiros e mantidos em nitrogênio líquido para a tentativa de isolamento através da técnica de shell vial. Foram estudadas quatro gerações de A. triste infectada e não infectada com R. parkeri. Os resultados revelaram que R. parkeri é moderadamente patogênica para A. triste e a fase do ciclo biológico do carrapato mais sucetível ao efeito deletério da bactéria é o estágio ninfal. Foram capturados 165 mamíferos silvestres das seguintes espécies: Akodon cursor, Akodon montensis, Didephis aurita, Euryzoryzomys russatus, Metachirus nudicaudatus, Monodelphis sp., Nectomys squamipes, Oecomys sp., Oligoryzomys sp, Oxymycterus sp., Sciurus aestuans and Thaptomys nigrita. Destes, somente 13 estavam infestados com três espécies de Ornithonyssus spp. Foi obtido um isolado de O. vitzthumi que parasitavam Oxymycterus sp., contudo não foi possível sua caracterização, pela não amplificação pelos marcadores clássicos para o gênero Rickettsia. / The genus Rickettsia comprises obligate intracellular bacteria and there are so far 22 species that are proven to be pathogenic to humans. The transmission of most species of rickettsiae is associated with ticks, but also can be transmitted by fleas, lice and mites. The present study aimed to evaluate the infection of Rickettsia parkeri in Amblyomma triste. (Acari: Ixodidae) and also to evaluate the infection of Rickettsia spp. in some species of Ornithonyssus spp. Sambon (Acari: Macronyssidae). A. triste females were obtained from a marsh deer (Blastocerus dichotomus). Through PCR on their offspring, it was established of a colony naturally infected with R. parkeri (infected group) and another colony uninfected (control group). To assess the infection of the Rickettsia spp. in mites, 15 capture campaigns of small terrestrial mammals were performed in the states of São Paulo and Paraná. After anesthesia and brushing, the mites were removed from hosts and kept in liquid nitrogen for isolation of rickettsiae using the shell vial technique. Four consecutive generations of A. triste were studied in the laboratory. The results showed that R. parkeri is moderately pathogenic to A. triste, especially to the nymphal stage. A total of 165 wild small mammals of the following species were captured: Akodon cursor, Akodon montensis, Didephis aurita, Euryzoryzomys russatus, Metachirus nudicaudatus, Monodelphis sp., Nectomys squamipes, Oecomys sp., Oligoryzomys sp, Oxymycterus sp., Sciurus aestuans and Thaptomys nigrita. Of these, only 13 were infested with three species of Ornithonyssus spp. A bacterial isolate was obtained from mites removed from a Oxymycterus sp. However, it was not possible the molecular characterization by classical markers for the genus Rickettsia.

Lipases hidrolisam triacilgliceróis a glicerol e ácidos graxos. Neste trabalho foram estudadas as lipases digestivas no mosquito Aedes aegypti (larva e adulto) e no carrapato Amblyomma cajennense, vetores de Dengue e da Febre Maculosa. As lipases estudadas pertencem a família das lipases neutras, são estáveis em ampla faixa de pH e em altas temperaturas. Estas enzimas apresentam maior eficiência hidrolítica sobre substratos de cadeias carbônicas curtas (butirato e heptanoato). As lipases digestivas nas duas fases de desenvolvimento do mosquito são distintas cinéticamente. O estudo combinado do genoma de Ae. aegypti e PCR comprovaram a expressão diferencial destas enzimas constituintes de uma família multigênica envolvida na expressão de lipases digestivas provavelmente reguladas pela dieta. / Lipases hidrolyse triacylglycerol to glycerol and fat acids. In the present work we studied the digestive lipases from Aedes aegypti (larvae and adults) and Amblyomma cajennense. Studied lipases belong to the neutral lipase family, stable in a large range of pH and to high temperatures. These enzymes have a higher catalytic efficiency upon short substrates like butyrate and heptanoate. The digestive lipases from both larval and adult mosquitoes are kinetically distinct. Combined study of Ae.aegypti genome and PCR showed the differential expression of lipases which belong to a multigenic family of enzymes probably regulated by diet.

Rickettsia rickettsii é uma bactéria Gram-negativa, intra-celular obrigatória, causadora de uma grave riquetsiose em humanos, chamada no Brasil de Febre Maculosa Brasileira (FMB). Os carrapatos vetores de R. rickettsii para humanos, conhecidos até o momento no Brasil são Amblyomma cajennense e Amblyomma aureolatum. O presente estudo avaliou o tempo mínimo de parasitismo de A. aureolatum (ninfas não-alimentadas, machos adultos em jejum e pré-alimentados), infectadas por R. rickettsii, para que ocorra a transmissão da bactéria para o hospedeiro vertebrado. Para a produção de ninfas infectadas, foi mantida uma colônia de carrapatos em laboratório, infectados por R. rickettsii através de infestação em cobaias (Cavia porcellus) inoculadas por essa bactéria (Cepa Taiaçu). Para os experimentos com as ninfas de A. aureolatum, dividiram-se as cobaias em dez grupos de duas, sendo essas infestadas com dez ninfas cada uma. Após 2 horas da infestação (fixação da primeira ninfa), o primeiro grupo (G1) teve todas suas ninfas removidas. Após 4 horas de infestação, um segundo grupo (G2) de cobaias teve todas suas ninfas removidas de forma semelhante. Este procedimento foi repetido com os demais grupos, cada um em um determinado número de horas após a infestação: após 6 (G3), 8 (G4), 12 (G5), 18 (G6), 24 (G7), 36 (G8) e 48 (G9) horas. Para um último grupo (G10), as ninfas foram deixadas em parasitismo até seu desprendimento natural (cerca de 10 dias). Os experimentos realizados com carrapatos machos adultos em jejum seguiram os mesmos períodos utilizados para as ninfas, para fixação e retirada de carrapatos, assim como o número de cobaias. Nos experimentos com carrapatos machos adultos previamente alimentados - 48 horas em coelhos (Oryctolagus cuniculus), utilizaram-se os períodos de fixação e retirada de carrapatos idênticos aos experimentos anteriores, e além desses foi necessária a utilização de períodos menores de fixação de A. aureolatum, variando entre um minuto e uma hora. As cobaias foram avaliadas clinicamente todos os dias, e sacrificadas 21 dias após a infestação. Amostras de sangue foram colhidas e testadas para presença de anticorpos anti-R. rickettsii. Carrapatos retirados das cobaias de todos os grupos foram testados por PCR, a fim de se certificar que estavam infectados por R. rickettsii. De acordo com os resultados obtidos, ninfas não alimentadas de carrapatos A. aureolatum, infectados por R. rickettsii, necessitam realizar o repasto sanguíneo por um período mínimo de 12 horas, para que ocorra a transmissão da bactéria ao hospedeiro vertebrado; carrapatos adultos não alimentados, infectados por R. rickettsii, necessitam realizar o repasto sanguíneo por um período mínimo de 10 horas, para que ocorra a transmissão da bactéria ao hospedeiro vertebrado; e carrapatos adultos infectados por R. rickettsii e pré-alimentados em coelhos por 48 horas, necessitam realizar o repasto sanguíneo por um período mínimo de 10 minutos, para que ocorra a transmissão da bactéria ao hospedeiro vertebrado, utilizando-se cobaias como modelo experimental. / Rickettsia rickettsii is the causative agent of the most severe rickettsiosis, known in Brazil as Brazilian Spotted Fever (BSF). Tick vectors of R. rickettsii to humans in Brazil are Amblyomma cajennense and Amblyomma aureolatum. The present study determined the minimum feeding period required for A. aureolatum-infected unfed nymphs, unfed adults, and fed adults to transmit infective forms of R. rickettsii to naïve guinea pigs. For this purpose, we used nymphs and adults of a laboratory colony of A. aureolatum, previously shown to be 100% infected by R. rickettsii strain Taiaçu. Infected nymphs were allowed to infest 10 groups of hosts, each containing 2 guinea pigs, with each individual guinea pig receiving 10 infected. After two hours of parasitism (counting from the moment when the first infected nymph attached to the skin), this group had all infected nymphs manually removed and saved for further molecular analysis. After 4 hours of infection, guinea pigs of a second group had all their nymphs similarly removed. This procedure was repeated with the other groups, each at a given number of hours after infestation: 6, 8, 12, 18, 24, 36, and 48h. For an additional group, nymphs were allowed to complete feeding period (96-120h). In another experiment, this whole procedure was performed with adult ticks, being one infected male tick per naïve guinea pig. In a third experiment, adult male ticks were pre-fed on rabbits for 48h before allowing to feed on naive guinea pigs for 1, 3, 5, 10, 20, 40 or 60 minutes, and then for 2 to >48h. Clinical signs and rectal temperature were evaluated daily in each guinea. Blood samples were collected at 21 days after infestation, and tested for presence of anti-R. rickettsii antibodies. All removed ticks in all groups showed to contain rickettsial DNA by PCR. According to the results, unfed nymphs of R. rickettsii-infected A. aureolatum ticks must feed for a minimum of 12 hours to transmit the bacterium to the vertebrate host; unfed R. rickettsii-infected adult ticks must feed for a minimum of 10 hours for transmission to occur, while previously fed adult ticks must feed for a minimum of 10 minutes to transmit R. rickettsii to vertebrate hosts, using guinea pigs as experimental model.

Rickettsia rickettsii é o agente etiológico da Febre Maculosa das Montanhas Rochosas, que no Brasil é transmitida pelos carrapatos Amblyomma cajennense e A. aureolatum. Para elucidar os mecanismos de virulência sobre seus vetores, construímos bibliotecas subtrativas utilizando RNA de A. aureolatum infectados ou não com o patógeno. Com a análise bioinformática, foram obtidas 56 sequências únicas com expressão induzida e 12 com expressão reprimida pela infecção. Após a validação dos dados por RT-qPCR 3 genes foram caracterizados por RNAi: uma hebraeína, uma proteína dissulfeto isomerase (PDI) e uma proteína com domínio Kunitz-type. Um maior número de carrapatos adquiriu R. rickettsii quando a expressão gênica da hebraeína e da PDI foi silenciada, sugerindo que elas participam na defesa do carrapato contra a infecção. Nenhum efeito foi observado sobre a transmissão da bactéria para o hospedeiro ou sobre o fitness de carrapatos nos três genes analisados. O presente estudo apontou genes importantes que possibilitam uma melhor compreensão da relação carrapato-riquétsia. / Rickettsia rickettsii is the etiological agent of Rocky Mountain Spotted Fever and, in Brazil, it is transmitted by Amblyomma cajennense and A. aureolatum. To elucidate mechanisms of virulence to its vectors, we construct cDNA libraries with RNA of ticks A. aureolatum infected or not with this pathogen. After bioinformatic analysis, 56 unique sequences were obtained representing up-regulated genes and 12 down-regulated by infection. After data validation by RT- qPCR, 3 genes were characterizated by RNAi: a hebraein, a protein disulfide isomerase (PDI), and a protein with Kunitz-type domain. A higher number of ticks acquired R. rickettsii when the gene expression of hebraein and PDI was silenced, suggesting that both proteins participate in the defense of the tick against infection. No effect on the transmission of the bacterium to the host or on the fitness of ticks was observed after knockdown of the 3 analyzed genes. Data obtained by the present study pointed out important genes that provide information to better understand of the tick-rickettsia relationship.

A febre maculosa é uma zoonose emergente causada por bactérias do gênero Rickettsia do Grupo da Febre Maculosa (GFM). Este estudo foi delineado para comprovar indiretamente a infecção por riquétsias em humanos e animais e, diretamente em carrapatos Amblyomma cajennense. As amostras foram colhidas no município de Pedreira, região endêmica do estado de São Paulo. A reação de imunofluorescência indireta foi positiva em 31,2% e 77,3% dos soros de cães e eqüinos, respectivamente. Nenhum humano se apresentou positivo para esse teste. Para confirmar a infecção natural dos carrapatos adultos, utilizou-se o teste de hemolinfa, que se revelou insatisfatório. Larvas, ninfas e adultos de A. cajennense foram submetidos à técnica de reação em cadeia pela polimerase (PCR). As reações resultaram na amplificação de um fragmento (230pb) do gene codificador da proteína 17 kDa, somente em adultos (4,7%) e em larvas (1,1%). Não foi possível a amplificação de nenhum fragmento de outros genes testados (citrato sintase, OmpA e OmpB). Os produtos amplificados pela PCR de dois carrapatos adultos e de quatro larvas foram seqüenciados, apresentando 100% de similaridade com Rickettsia felis; e de 99,4% a 100% de similaridade com Rickettsia rickettsii, Rickettsia conorii, Rickettsia parkeri e Rickettsia peacockii, respectivamente. A detecção de positividade em larvas não alimentadas confirma a ocorrência da transmissão transovariana de riquétsias na espécie A. cajennense. A alta identidade observadas entre as riquétsias estudadas e as espécies acima mencionadas sugere a existência dessas bactérias na região. Contudo, maiores estudos deverão ser realizados, uma vez que as sequências de bases do fragmento de DNA estudado não permite a distinção entre as diferentes riquétsias do GFM. / Spotted fever is an emergent zoonosis caused by Rickettsia from the Spotted Fever Group. This study was designed to indirectly detect the human and animals infection by rickettsiae, and to directly detect the Amblyomma cajennense tick infection. The samples were collected at the Pedreira County, an endemic region of the State of São Paulo. The indirect imunofluorescence assay was positive for 31.2 % of canine and for 77.3% of equine examined sera. No human serum was positive by the use of this serological tests. In order to confirm the adult tick natural infection, it was used the hemolymph test, which showed to be unsatisfactory. The larvae, nymph and adult tick rickettsiae detection was performed by the use of the polymerase chain reaction (PCR). The PCR resulted on the amplification of a 230 bp fragment of the gene encoding the17 kDa protein, in adults (4.7%) and larvae (1.1%) only. It was not possible to amplify any other tested gene fragment (citrate synthase, OmpA and OmpB). The PCR amplified products from two adult ticks and from four larvae were sequenced, and presented 100% of similarity with Rickettsia felis and from 99,4% to 100% of similarity to Rickettsia rickettsii, Rickettsia conorii, Rickettsia parkeri and Rickettsia peacockii, respectively. The rickettsia detection in non-fed larvae confirms the occurrence of the rickettsiae transovarian transmission in A. cajennense specie. The high identity observed among the present studied rickettsiae and the above cited rickettsia species suggests the presence of these bacteria in Pedreira County. However, once the sequences of bases of the studied amplified DNA fragment did not allow the differentiation among the SFG rickettsiae, further studies are necessary.

There are a huge number of pathogens with multi-component transmission cycles, involving ampli_er hosts, vectors, complex pathogen life cycles and particular environmental conditions. These complex systems present challenges in terms of modeling and policy development. The deadliest tick-borne infectious disease in the world, the Brazilian Spotted Fever (BSF), is a relevant example of that. The current increase of human cases of BSF has been associated with the presence and expansion of capybaras Hydrochoerus hydrochaeris, amplifer host for the agent Rickettsia rickettsii and primary host for the tick vector Amblyomma sculptum. The objective of this thesis was to analyze the dynamics of the FMB with the purpose of providing bases for the planning of strategies focused on the prevention of human cases. We proposed diferent approaches to evaluating: i) the contribution of hosts and vectors in the transmission of BSF, ii) potential risk areas and anthropogenic parameters associated with the occurrence of human cases, iii) the pattern and the spatial propagation velocity of BSF, and iv) climatic and landscape factors that could be related to the distribution of the vector. The proposed approaches elucidated how BSF control and prevention strategies can be focused on the management of amplifier hosts populations. We found that geographical barriers generated, for example, by areas of riparian reforestation, could prevent the spatial spread of BSF, since a positive association between the occurrence of human cases and the increment of sugarcane crop was determined, as well as a higher propagation velocity of BSF in places with higher carrying capacity. This thesis was interdisciplinary and required, on one hand, expertise in biology, computational epidemiology, mathematics and statistics and on the other hand, a datarich environment such as the Laboratory of Parasitology of the VPS/FMVZ/USP. The results of this thesis can be usefulness in the planning of public health policies related to the prevention of BSF. Furthermore, this work will open the path to further mathematical and computational studies focused on the dynamics and prevention of other vector-borne infectious diseases. / Existe um grande número de agentes patogênicos com ciclos de transmissão complexos, envolvendo hospedeiros amplificadores, vetores e condições ambientais particulares. Esses sistemas complexos apresentam desafios quanto a modelagem e desenvolvimento de políticas públicas. A Febre Maculosa Brasileira (FMB) é a doença transmitida por carrapatos mais letal do mundo e é um claro exemplo de um sistema complexo. O aumento atual de casos humanos de BSF tem sido associado à presença e expansão de capivaras Hydrochoerus hydrochaeris, hospedeiros amplificadores do agente Rickettsia rickettsii e hospedeiros primários do carrapato vetor Amblyomma sculptum. O objetivo desta tese foi analisar a dinâmica da FMB com o propósito de fornecer bases para o delineamento de estratégias de prevenção de casos em humanos. Diferentes abordagens foram propostas para avaliar: i) a contribuição específica de hospedeiros e vetores na transmissão da FMB, ii) os parâmetros antropogênicos associados com a ocorrência dos casos e potenciais áreas de risco, iii) o padrão e a velocidade de propagação espacial e da doença, e iv) os fatores climáticos e paisagísticos que poderiam estar relacionados à distribuição do vetor. Os modelos propostos elucidaram que as estratégias de controle e prevenção da FMB podem estar focadas em práticas de manejo das populações de hospedeiros amplificadores. Uma vez que uma associação positiva entre ocorrência de casos humanos e o incremento de cultura de cana-de-açúcar foi determinada, assim como uma maior velocidade de propagação da FMB em locais com alta quantidade desta cultura, barreiras geográficas geradas, por exemplo, por zonas de reflorestamento ciliar, poderiam impedir a disseminação da FMB. Esta tese foi interdisciplinar e exigiu, por um lado, conhecimentos em biologia, epidemiologia computacional, matemática e estatística e, em contrapartida, um ambiente rico em dados biológicos como o Laboratório de Parasitologia do VPS/USP. Os resultados desta tese poderão ser utilizados na planificação de políticas de saúde pública enfocadas à prevenção da FMB. Complementarmente, este trabalho abrirá o caminho para futuros estudos matemáticos e computacionais orientados no estudo da dinâmica e prevenção de outras doenças infecciosas transmitidas por vetores.