Orientador: Helenice de Oliveira Florentino Silva / Coorientador: Daniela Renata Cantane / Banca: Adriana Cristina Cherri Nicola / Banca: Andrea Carla Gonçalves Vianna / Resumo: A dengue é uma doença infecciosa febril aguda causada por um vírus da família Flaviridae e é transmitida através de mosquito, comumente do gênero Aedes Aegypti. Esta doença tem sido atualmente um problema mundial de saúde pública, pois em 45 dias de vida um único mosquito pode contaminar até 300 pessoas e existe uma estimativa da Organização Mundial da Saúde (OMS) que anualmente de 50 a 100 milhões de pessoas se infectam em mais de 100 países em quase todos os continentes, cerca de 550 mil doentes necessitam de hospitalização e 20 mil morrem em consequência da dengue. Desta forma, atualmente a dengue é um assunto de intensa pesquisa, seja na busca de vacinas e tratamentos para a doença ou nas formas eficientes e econômicas de controle do mosquito. Assim, este trabalho apresenta um estudo dos processos biológicos para formulação de modelos matemáticos que descrevem a dinâmica populacional do mosquito transmissor da dengue, visando a investigação de controles otimizados destes mosquitos. É proposta a utilização de controles químico com uso inseticida e genético com liberação de machos estéreis no ambiente natural. Tal problema de controle ótimo visa a minimização dos investimentos com o inseticida e com a produção de machos estéreis, minimizando também a quantidade de fêmeas fertilizadas e o efeito do inseticida sobre os machos estéreis inseridos na população. É proposto um algoritmo genético para resolução do modelo de controle ótimo aplicado a problemas de combate ao mosquito da dengue e são discutidos os resultados computacionais obtidos / Abstract: Dengue is an febrile infectious disease caused by a virus of the Flavi- ridae family and is transmitted throught mosquito, the Aedes Aegypti genus is the most common. This disease has been currently a worldwide problem of public health, because about 45 days of life a single mosquito can infect up to 300 people and is an estimate of the World Health Organization (WHO) annually from 50 to 100 million people are infected in over 100 countries from all continents, about 550 thousand patients require hospitalization and 20 thousand die as a result of dengue. Thus, dengue is currently a subject of intense research, whether in the search for vaccines and treatments for the disease or the efficient and economical forms of mosquito control. Thus, this paper presents a study of biological processes for formulation of mathematical models that describe the population dynamics of the mosquito that transmits dengue, aimed at investigating optimized controls these mosquitoes. It is proposed to use controls with chemical insecticide use and genetic-releasing sterile males into the natural environment.Such optimal control problem aims at minimizing the investments of the insecticide and the production of male-sterile, while also minimizing the amount of fertilized females and the effect of the insecticide on the inserted male-sterile population. We propose a genetic algorithm to solve the model applied to optimal control problems to combat dengue mosquito and discusses the computational results / Mestre

A interação entre microrganismos endossimbiontes e mosquitos tem sido amplamente estudada. Tais estudos visam encontrar alternativas para o controle biológico de mosquitos vetores. Recentemente foi descrito que Acanthamoeba polyphaga é capaz de infectar Aedes aegypti, mosquito vetor do vírus da dengue. Visando entender melhor sobre esta interação, estudaramse aspectos comportamentais e de desenvolvimento de mosquitos alimentados com A. polyphaga, em condições de laboratório. Além disso, procurou-se localizar os sítios de infecção destas amebas no interior do corpo dos mosquitos, através de cortes histológicos. Nas condições em que os testes foram feitos, as amebas contribuíram para o aumento de produção de ovos de Ae. aegypti. Da mesma forma, não produziram patologias nos insetos, uma vez que não houve morte dos mesmos, durante o desenvolvimento dos bioensaios. Algumas amebas que serviram de alimentação às larvas, escaparam à barreira da membrana peritrófica e à resposta de defesa do mosquito, invadindo outras regiões do corpo das larvas e dos adultos. As amebas são encontradas nas formas de cistos e trofozoítos, indicando que o micro-habitat intestinal e do corpo gorduroso não parecem ser muito lesivos para as mesmas. Os resultados obtidos até a data indicam a importância da continuidade dos estudos. Também é importante estudar outros processos associados à resposta imune dos mosquitos quando as amebas conseguem escapar as barreiras de defesa e invadir outros locais do corpo. / The interaction between endosymbiont microorganisms and mosquitoes have been widely studied. Such studies have the aim to find alternatives for biological control of mosquitoes. Recently it was reported that Acanthamoeba polyphaga is able of infecting Aedes aegypti the vector mosquito of dengue viruses. In order to better understand such interaction, we studied some biological aspects and development of mosquitoes that fed on A. polyphaga, in laboratory conditions. Furthermore, we tried to clarifying the sites of infection of these amoebae inside the mosquitoes body, using histological sections. In conditions where the tests were done, the amoebas contributed to the increased of egg production of Ae. aegypti. Likewise, no pathologies were observed in the insects, since no death was observed, during the development of bioassays. Some amoebas served as food to the larvae escaped the barrier of the peritrophic membrane, as well as the defense response of the mosquito, invading other body regions of larvae and adults. Amoebas are found in the forms of cysts and trophozoites, indicating that the intestinal micro-habitat and body fat did not appear to be especially harmful to them. The results to date indicate the importance of continuing such studies. It is also important to study other processes associated with the immune response of mosquitoes when amoebae escape the defense barriers and invade other body sites.

Informações sobre variabilidade intrapopulacional de vetores biológicos são críticas para o entendimento da transmissão de agentes infecciosos veiculados por esses organismos. Nesse sentido, o presente trabalho caracterizou a variabilidade de fragmento que codifica a subunidade 4 do gene mitocondrial da Nicotinamina Adenina Dinucleotideo Desidrogenase - NADH4 em populações de Aedes aegypti do Brasil e de outros países. Polimorfismos de nucleotídeos únicos foram detectados através da técnica de seqüenciamento genômico. As análises realizadas compreenderam a de variância molecular (AMOVA), clados agrupados (NCA), distribuição de diferenças pareadas. Paralelamente foram examinadas relações evolutivas entre os haplótipos com o emprego dos critérios de parcimônia máxima e verossimilhança máxima. Os resultados mostram que há polimorfismo do fragmento nas populações analisadas, levando à proposição de dois clados geneticamente independentes (monofiléticos). Inferências de caráter histórico suportam a hipótese de que um dos clados inclui seqüências de indivíduos de populações que chegaram às Américas durante os séculos XVII e XVIII pelo tráfico negreiro, e outro, formado por populações introduzidas mais recentemente, se originou de populações asiáticas. Possíveis implicações epidemiológicas da variabilidade genética apresentada pelas populações do Ae. aegypti são também discutidas. / Knowledge about intrapopulacional variation of biological vectors is critical for understanding the dynamics of the transmission of an infectious agent. The major objective of the present study is to characterize the variability of a gene fragment, which codes for the subunit 4 of the mitochondrial gene of the Nicotinamide Adenine Dinucleotide Dehydrogenase - NADH4 among Aedes aegypti populations from Brazil comparing with that of several other countries. Single nucleotide polymorphism was detected employing genomic sequencing techniques. Nucleotide sequences were analyzed using molecular variance (AMOVA), nested clade (NCA) and mismatch distribution methods. Additionally, evolutionary relationships among haplotypes were estimated employing maximum parsimony and maximum likelihood criterions. The results show that the fragment of the mitochondrial gene (NADH4) is polymorphic, and that the populations of Ae. aegypti from Brazil are grouped into two genetically distinct, monophyletic clades Historical inferences support the hypothesis that one clade includes sequences from individuals that may be introduced in the Americas in the 17th and 18th centuries during the slave trade from Africa to America. The second clade consists of sequences of individuals that may be introduced in Brazil more recent, probably from Asian populations. Epidemiological consequences because of the genetic variability among populations of Ae. aegypti in Brazil are discussed.

A cada ano a dengue tem preocupado cada vez mais os países e levado os sistemas de vigilância da saúde, nas diversas esferas, a adotar várias medidas para o seu controle, tendo em vista a iminência de uma grande epidemia de febre hemorrágica no mundo. Os estudos epidemiológicos ajudam esses sistemas de vigilância a melhorar e direcionar as ações preventivas para o controle da doença. O objetivo desse trabalho foi realizar um estudo epidemiológico dos casos notificados e confirmados de dengue, a partir do banco de dados do SINAN, nos anos de 2000 a 2005 no Município de Guarulhos (SP). Para se analisar a ocorrência da doença segundo variáveis sócio-demográficas (sexo, raça, faixa etária e a densidade demográfica de cada bairro) foi realizada uma análise estatística onde se observou as diferenças entre os casos do banco de dados e os indivíduos da população do município para cada variável. Para a variável sexo, não foram observadas diferenças estatísticas significativas entre as proporções para cada sexo na amostra e na população do município (P=0,28); para a variável raça, não foi observada diferença estatística significativa entre as proporções de indivíduos das raças parda e indígena (P>0,05), porém nas outras comparações entre as raças (branca, negra, amarela e ignorado), foram observadas diferenças estatísticas (P<0,05) em comparação com a população do Estado. Para as faixas etárias, não foram observadas diferenças estatísticas significativas nas categorias de 15-19 anos, 20-24 anos, 25-29 anos, 55-59 anos, 60-64 anos e 70-74 anos (P>0,05) em relação às proporções nas faixas etárias correspondentes na população do município. Por outro lado, nas outras faixas etárias (0-4, 5-9, 10-14, 30-34, 40-44, 45-49, 50-54, 75+ anos) foram observadas diferenças estatísticas significativas (P<0,05). Procurou-se relacionar o número mensal de casos, ano a ano, tanto com o índice de Breteau quanto com os dados meteorológicos de precipitação total mensal e a temperatura média compensada mensal, porém foi observada uma baixa correlação estatística entre os casos da doença e este índice e entre os casos e a temperatura média compensada mensal e a precipitação total mensal. Também foi realizada uma análise da série histórica dos casos, onde foi possível observar o aumento de casos nos anos de 2002 e 2003. Na análise de sazonalidade foi observado que, nos meses de fevereiro a maio, o número de casos supera a média anual, ficando abaixo da média nos meses de junho a janeiro. Os casos foram distribuídos nos mapas georreferenciados por bairros e por ano de incidência e foi possível observar o processo de endemização da doença, com casos espalhados no município em todos os anos do estudo. / Dengue is a disease that concerns health authorities in many countries and the surveillance systems are adopting measures to control it, once a great epidemic of hemorrhagic fever is expected to occur. Epidemiologic studies help these surveillance systems to improve and to manage preventive actions to control the disease. The objective of this research was to carry out an epidemiologic study of notified and confirmed cases of dengue, from the database of SINAN, corresponding to the years from 2000 to 2005 in the City of Guarulhos (SP). To analyze the occurrence of the illness according to social-demographic variables (sex, race, age and demographic density of each district), a statistical analysis was performed, and, for each variable, the differences between the cases of the data base and the individuals of the population of the city were observed. For the variable \"sex\", statistically significant differences between the proportions for each sex in the data base and in the city population were not observed (P=0.28); for the variable \"race\", a statistically significant difference was not observed between the proportions of individuals of the races \"medium brown\" and \"indigenous\" (P>0.05), however in the other comparisons between races (\"white\", \"black color\", \" yellow\" and \"ignored\"), statistically significant differences were observed (P<0.05). For age, statistically significant differences were not observed in the categories of 15-19 years, 20-24 years, 25-29 years, 55-59 years, 60-64 years and 70-74 years (P>0.05) when compared with the corresponding age intervals in the city population. However, in the other age intervals (0-4, 5-9, 10-14, 30-34, 40-44, 45-49, 50-54, 75+ years) statistically significant differences were observed (P<0.05). We assessed whether there was a relationship between the monthly number of cases, for each year, and the Breteau index, the meteorological data of monthly total precipitation and monthly compensated average temperature. Low correlation coefficients, however, were observed between the cases and the Breteau index and between the cases and the monthly compensated average temperature and the monthly total precipitation for each year. An analysis of the time series of cases was carried out, and it was possible to observe an increase in the number of cases in years 2002 and 2003. In the seasonal analysis it was observed that, from February to May, the number of cases surpasses the annual mean, and that the number of cases from June and January are below the mean. The cases were distributed in georeferenced maps by district and year of incidence and it was possible to observe the process of increasing endemicity of the illness, with cases spread throughout the city in every year of the study.

Introdução. A dengue é uma doença reemergente preocupante para a saúde pública. O seu agente, Aedes aegypti, é a principal espécie responsável pela transmissão do vírus da dengue. Atualmente a Organização Mundial da Saúde (OMS) estima que entre 50 a 100 milhões de pessoas se infectem anualmente em países de todos os continentes com exceção da Europa. Objetivo. Descrever e conhecer a estrutura dos serviços de controle do Aedes aegypti e os aspectos epidemiológicos da dengue no município de Mogi das Cruzes, São Paulo. Métodos. A área de estudo foi o município de Mogi das Cruzes, São Paulo, no período de 2003 a 2007. Foram utilizados dados de bases sucundários da Secretaria de Saúde do município para a descrição quanto a estrutura de vigilância. Os registros de temperatura e pluviosidades foram confrontados por meio de correlação com os focos positivos. Resultados. Observou-se deficiência quanto a estrutura e funcionamento dos serviços de vigilância diante do preconizado pelo PNCD, Ministério da Saúde. Os casos de dengue no município são todos importados, e a maioria são de regiões próximas como o litoral norte e sul. Foi fraca, porém significativa a correlação entre a pluviosidade, temperatura e o foco positivo para o vetor. Observou-se por meio de correlação utilizando o time-lag em mês, que houve correlação significativa no mês em que chove e até três meses após a chuva. Conclusões. Os resultados indicam que o município reúne condições favoráveis à epidemia de dengue e necessita aperfeiçoar o seu sistema de prevenção à doença / Introdution: Dengue is a preoccupying re-emergent illness for public health. The agent, Aedes Aegypti, is the main responsible specie for the transmission of dengue virus. Currently the World Health Organization (OMS) estimate that between 50 until 100 million of people are infected annually in all countries of continents with exception of Europe. Aim. Describe and know the structure of control services of Aedes aegypti and the epidemiologists aspects of dengue in Mogi das Cruzes city, São Paulo. Method. The study area was the Mogi das Cruzes city, Sao Paulo, in the period of 2003 until 2007. It had been used data base of Health Secretary of city to describe as the structure of vigilance. The registers of temperature and rainfalls had been collated by correlation with positive focus. Results. Observed the deficiency for the structure and functionality of vigilance services in the presence of described by PCND, Minister of Health. The all cases of dengue in the city are imported, and the majority is from next regions as north and south coast. It was weak, however the significant correlation between the rainfall, temperature and positive focus for the vector. Observed by correlation mode using the time-lag in month, that had significant correlation in the rain month and until three month after rain. Conclusions. The results indicate that the city congregate favorable conditions to the dengue epidemic and needs to improve their system of illness prevention

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6297_1.pdf: 1280422 bytes, checksum: 6dbf4fac7abd5986311944cbb4ed97fd (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Aedes aegypti e Aedes albopictus são espécies invasivas, considerada importante do ponto de vista médico, porque eles são vetores de arboviroses muitos. Uma pesquisa de doze meses de variação sazonal na freqüência de alelos em populações destas espécies foi realizado para verificar as possíveis alterações na estrutura genética e sua relação com as condições ambientais. Padrões de diversidade genética foram examinadas usando Random Amplified Polymorphic DNA e haplótipos de Citochrome c oxidase subunidade II do mtDNA. Amostras de Ae. aegypti e Ae. albopictus foram coletados entre dezembro de 2003 a novembro de 2004 em duas áreas do Recife. Evidência de diferenciação genética significativa foi detectada ao longo do ano para ambas as espécies, sem perdas de diversidade genética dentro das populações (heterozigosidade e polimorfismo). Amostras de Ae. albopictus em áreas silvestres e urbanas mostrou fluxo gênico intensiva (Nm = 4.2 e 22), durante dois momentos distintos. Os dados obtidos podem ser muito úteis para melhorar as estratégias de controle de vetores

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