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DISTRIBUTION AND DISSEMINATION OF THE VAL1016ILE AND PHE1534CYS KDR MUTATIONS IN AEDES AEGYPTI BRAZILIAN NATURAL POPULATIONS
Pyrethroid resistance
Vector control
Aedes aegypti
Dengue in Brazil
Sodium channel
Author
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Fisiologia e Controle de Artrópodes Vetores. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto de Biologia do Exército. Laboratório de Entomologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Fisiologia e Controle de Artrópodes Vetores. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto de Biologia do Exército. Laboratório de Entomologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Fisiologia e Controle de Artrópodes Vetores. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto de Biologia do Exército. Laboratório de Entomologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Biologia Molecular de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Biologia Molecular de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Fisiologia e Controle de Artrópodes Vetores. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto de Biologia do Exército. Laboratório de Entomologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Laboratório de Biologia Molecular de Flavivirus. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Fisiologia e Controle de Artrópodes Vetores. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto de Biologia do Exército. Laboratório de Entomologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / 4Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Fisiologia e Controle de Artrópodes Vetores. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto de Biologia do Exército. Laboratório de Entomologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Fisiologia e Controle de Artrópodes Vetores. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto de Biologia do Exército. Laboratório de Entomologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Biologia Molecular de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Biologia Molecular de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Fisiologia e Controle de Artrópodes Vetores. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto de Biologia do Exército. Laboratório de Entomologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Laboratório de Biologia Molecular de Flavivirus. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Fisiologia e Controle de Artrópodes Vetores. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto de Biologia do Exército. Laboratório de Entomologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / 4Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract
Background: The chemical control of the mosquito Aedes aegypti, the major vector of dengue, is being seriously
threatened due to the development of pyrethroid resistance. Substitutions in the 1016 and 1534 sites of the voltage
gated sodium channel (AaNaV), commonly known as kdr mutations, confer the mosquito with knockdown resistance.
Our aim was to evaluate the allelic composition of natural populations of Brazilian Ae. aegypti at both kdr sites.
Methods: The AaNaV IIIS6 region was cloned and sequenced from three Brazilian populations. Additionally,
individual mosquitoes from 30 populations throughout the country were genotyped for 1016 and 1534 sites,
based in allele-specific PCR. For individual genotypes both sites were considered as a single locus.
Results: The 350 bp sequence spanning the IIIS6 region of the AaNaV gene revealed the occurrence of the kdr
mutation Phe1534Cys in Brazil. Concerning the individual genotyping, beyond the susceptible wild-type (NaV
S), two kdr
alleles were identified: substitutions restricted to the 1534 position (NaV
R1) or simultaneous substitutions in both 1016
and 1534 sites (NaV
R2). A clear regional distribution pattern of these alleles was observed. The NaV
R1 kdr allele occurred
in all localities, while NaV
R2 was more frequent in the Central and Southeastern localities. Locations that were sampled
multiple times in the course of a decade revealed an increase in frequency of the kdr mutations, mainly the double
mutant allele NaV
R2. Recent samples also indicate that NaV
R2 is spreading towards the Northern region.
Conclusions: We have found that in addition to the previously reported Val1016Ile kdr mutation, the Phe1534Cys
mutation also occurs in Brazil. Allelic composition at both sites was important to elucidate the actual distribution of
kdr mutations throughout the country. Studies to determine gene flow and the fitness costs of these kdr alleles are
underway and will be important to better understand the dynamics of Ae. aegypti pyrethroid resistance.
Keywords
Kdr mutationPyrethroid resistance
Vector control
Aedes aegypti
Dengue in Brazil
Sodium channel
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