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Previous issue date: 2016 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil / A bactéria Wolbachia pipientis tem sido investigada como nova estratégia de controle biológico que pode ser usada simultaneamente com as medidas de controle de vetores já existentes.
O potencial desse endossimbionte para o controle de doenças transmitidas por vetores está na sua capacidade de induzir diversos efeitos no hospedeiro, dentre eles a capacidade de bloquear patógenos. Nos dias de hoje existem técnicas de transinfecção que permitem criar associações entre Wolbachia e hospedeiros que não abrigam a bactéria naturalmente. Estudos anteriores têm demonstrado que nesses casos o fenótipo de bloqueio é mais intenso em comparação àquele observado em mosquitos com infecção natural. As infecções nativas podem se atenuar depois de um processo de coevolução entre o hospedeiro e o endossimbionte, entretanto, sob condições específicas, possivelmente seja observada uma capacidade residual de interferência a patógenos. Uma dessas circunstâncias pode ser a carga parasitária adquirida pelo vetor em uma alimentação sanguínea. Diante do exposto, realizamos uma análise comparativa entre a capacidade de bloqueio em duas espécies de Aedes
infectados com Wolbachia, o mosquito Aedes fluviatilis com a cepa natural wFlu, e o Aedes aegypti transinfectado com a cepa wMel. Mosquitos tratados com tetraciclina foram usadas como controle para cada espécie. Investigamos a capacidade de bloqueio para o Dengue vírus e para o modelo de malária aviária Plasmodium gallinaceum. Os mosquitos foram infectados diretamente em aves com curvas ascendentes de parasitemias ou via alimentação sanguínea artificial e os intestinos foram dissecados 7 dias após infecção para contagem de oocistos.
Em outra série de experimentos vírus dengue sorotipo 3 foi adicionado a sangue humano para obter titulações que variaram de 106 a 103 PFU/mLe as cargas virais foram quantificadas aos 7 e 14 dias pós infecção sanguínea por
RT-qPCR. Em contraste ao que foi observado para o P. gallinaceum, observamos diferentes respostas ao virus nas duas espécies de Aedes, a cepa wMel induziu forte interferencia a este patógeno enquanto que wFlu levou ao
aumento da susceptibilidade no Ae. fluviatilis aos 7 dias pós infecção. Diante desses resultados investigamos
a presença do vírus na saliva de Ae. fluviatilis. Mais uma vez foi observado aumento da susceptibilidade dos mosquitos da linhagem wFlu e detectamos a presença do virus em parte das salivas coletadas. Nossos dados sugerem que a cepa wMel não é eficiente no bloqueio do P. gallinaceum, o que indica que a capacidade de interferencia não é uma característica universal para os diferentes patógenos. Constatamos que a carga parasitária não é um fator que induz a capacidade de bloqueio em Ae fluviatilis, já que esse feito não foi observado em nenhuma das parasitemias testadas. Criticamente, demonstramos o potencial aumento da susceptibilidade
de Ae. Fluviatilis ao vírus dengue em uma infecção nativa de Wolbachia.
Nossos resultados destacaram que a análise da capacidade de bloqueio a patógenos em mosquitos ransinfectados com Wolbachia é complexa e que o estudo de espécies correlatas naturalmente infectadas por este ndossimbionte podem ajudar a esclarecer questões relacionadas com o fenótipo de bloqueio de infecção a patógenos. / Wolbachia pipientis has been investigated as a new biological control strategy that can be used simultaneously with current vector control methods. The potential of this endosymbiont for disease control is its ability to induce various effects on the host, including pathogen blocking. Nowadays there are transinfections techniques that allow to create associations in hosts that not harbor the bacteria naturally. Previous studies have shown that pathogen blocking is stronger in those cases compared to what observed in mosquitoes with a native infection. Natural infections may have attenuated following a long period of co-evolution between host and symbiont. However there may be a residual capacity for blocking in natural strains that could manifest under certain conditions, as according pathogen load acquired by the mosquito during a blood feeding. In this study we conducted a comparative analysis of the effect of pathogen load on the pathogen blocking in two different Wolbachia-infected mosquitoes; the wFlu strain in its natural host, Aedes fluviatilis, and the wMel strain transinfected in Aedes aegypti. Tetracycline treated, Wolbachia-uninfected mosquitoes served as a control line for each species. We looked at pathogen blocking against dengue virus and the model avian malaria parasite Plasmodium gallinaceum. Malaria infections were conducted either by feeding directly on an infected chicken, over several day throughout the course of P. gallinaceum infection, or by artificial feeding. Plasmodium oocyst numbers were counted at 7dpi. Neither mosquito species displayed consistent pathogen blocking, nor was there a change in the effect of either Wolbachia strain at lower pathogen loads. Dengue virus in cell culture was mixed with human blood to produce different final concentrations that ranged from 106 to 103 PFU/mL, virus levels were quantified at 7 and 14 days pos blood infection by RT-qPCR. In contrast to P. gallinaceum, we observed a differential response to DENV for the two species, with wMel producing a strong blocking effect when viral loads were sufficient for mosquitoes to become infected. On the other hand, wFlu appeared to increase susceptibility to DENV, as infection rates were higher than in Wolbachia-uninfected Ae. fluviatilis at 7dpi. Because of these results we investigated the vector competence of Ae. fluviatilis. We were able to detect the presence of the virus in a small portion of Ae. fluviatilis saliva. We again observed that wFlu enhanced susceptibility rates at the whole body level, however Wolbachia appeared to decrease the prevalence of virus in the saliva.
Our data suggest firstly that wMel is effective at blocking P. gallinaceum, which indicates that pathogen blocking is not ubiquitous for all pathogens even among transinfections. Lower pathogen loads did not induce pathogen blocking in infected Ae. fluviatilis, which suggests that induction of the phenotype, is not dependent on the amount of pathogen ingested by the mosquito. Critically, we firstly demonstrated a potential pathogen enhancement effect for a native Wolbachia infection and dengue virus.
However, the fact that wFlu appears to reduce DENV levels in saliva, may indeed be evidence that a latent pathogen blocking persists in this association.Overall, our results provide further evidence of the complexity of the pathogen blocking response, and highlight the insight that can be gained by studyi ng the phenotype in native strain.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/15088 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Silva, Jéssica Barreto Lopes |
| Contributors | Caragata, Eric Pearce, Moreira, Luciano Andrade, Lorenzo, Marcelo Gustavo, Sant’Anna, Maurício Roberto Vianna, Villegas, Luiz Eduardo Martinez, Moreira, Luciano Andrade |
| Publisher | s.n. |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ, instname:Fundação Oswaldo Cruz, instacron:FIOCRUZ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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