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Title: Avaliação da resistência a inseticidas e mecanismos selecionados em populações de Aedes aegypti Linnaeus 1762 (Diptera, Culicidae) da fronteira entre Brasil e Guiana Francesa
Advisor: Martins Junior, Ademir de Jesus
Members of the board: Bruno, Rafaela Vieira
Silva, Mario Antônio Navarro da
Rojas, Vanessa Bottino
Ferreira, Luana Cristina Farnesi
Silva, Gabriela de Oliveira Paiva e
Authors: Costa, Monique de Melo
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract: A prática excessiva do uso de inseticidas tem selecionado populações resistentes de Aedes aegypti em todo o mundo. Os principais mecanismos selecionados são modificação na molécula alvo do inseticida e alterações metabólicas que melhor detoxifiquem os compostos. Neste estudo, foram avaliados o perfil de resistência e os principais mecanismos selecionados em duas populações de Ae. aegypti do Amapá, Brasil: Macapá, capital do estado e Oiapoque, que faz fronteira com Guiana Francesa, uma das portas de entrada para o vírus chikungunya no país. Bioensaio dose-resposta indicou resistência ao larvicida organofosforado temephos em Macapá (RR50 = 6,5) e ainda maior em Oiapoque (RR50 = 21,8). Larvas de ambas as populações também apresentaram alta tolerância ao piretroide deltametrina, avaliadas em um ensaio simplificado de knockdown, que revelou índices de susceptibilidade de 30 e 36, respectivamente em Macapá e Oiapoque, em uma escala de 1 a 36. Testes com adultos revelaram a mesma tendência de maior resistência em Oiapoque. Em ensaios dose-resposta com kits tipo OMS e papéis impregnados com inseticida, observou-se RR50 para o organofosforado malathion e o piretroide deltametrina, respectivamente, de 3,1 e 46,4 (em Macapá) e 6 e 143,9 (em Oiapoque). Paralelamente, ensaio semi-quantitativo do tipo temporesposta a uma única dose (7 g/L de malathion e 1,2 g/L de deltametrina) confirmou resistência das populações do Amapá, principalmente ao piretroide. Mecanismos de resistência do sítioalvo foram investigados para os piretroides, através de análise de mutações kdr no canal de sódio (NaV). Genotipagem de SNPs, por qPCR TaqMan, nos sítios 1016 e 1534 do NaV, revelaram a presença dos alelos kdr NaVR1 (84 e 23%, respectivamente em Macapá e Oiapoque) e NaVR2 (67% apenas em Oiapoque). Somando, as frequências de genótipos para resistência (R1R1, R1R2 e R2R2) foram de 71 e 80% em Macapá e Oiapoque, nesta ordem Mutação no sítio 1011 foi encontrada, via PCR alelo-específica, somente em heterozigotos em Macapá, correlacionada à presença de duplicação no gene NaV. Variação no número de cópias deste gene foi avaliada por qPCR, indicando variação de duas a quatro cópias em indivíduos de ambas as populações. Dados de genotipagem dos sítios 1011, 1016 e 1534, somados à clonagem e sequenciamento da região IIS6 do gene NaV de alguns indivíduos, sugerem a duplicação gênica de diversos alelos deste gene. A seleção de mecanismos da resistência metabólica, também foi avaliada através de análise de expressão de quatro genes da família CYP e um da família CCE, comparada à linhagem Rockefeller. Superexpressão (acima de duas vezes o valor de Rockefeller) foi encontrada em ambas as populações para os genes CYP6BB2, CYP9J10, CYP9J28 e CCEae3a, mas não para o CYP9M6. CYP6BB2 foi o mais expresso, cerca de 6X nas duas populações e CCEae3a, que está mais relacionado à resistência a organofosforados, cerca de 6 e 4X, respectivamente em Oiapoque e Macapá. Em suma, as diferenças entre as RR ao piretroide entre Macapá e Oiapoque podem ser parcialmente explicadas pela presença do alelo NaVR2, bem como de maior expressão do CCEae3a em Oiapoque aos organofosforados. Contudo, é provável que outros mecanismos estejam envolvidos. O monitoramento da resistência a inseticidas em Ae. aegypti na região de fronteira entre Brasil e Guiana Francesa, bem como a elucidação dos mecanismos envolvidos, podem ajudar a melhor orientar o controle químico do vetor naquela importante região
Abstract: Excessive practice of insecticide use has selected resistant populations of Aedes aegypti throughout the world. The main mechanisms selected are modification in the insecticide targetmolecule and metabolic changes that enhance detoxification of compounds. In this study, the resistance profile and the main mechanisms selected in two populations of Ae. aegypti from Amapá, Brazil: Macapá, the state capital and Oiapoque, which borders French Guiana, one of the gateways to the Chikungunya virus in the country. Dose-response bioassay indicated resistance to the organophosphate larvicide temephos in Macapá (RR50 = 6.5) and even higher in Oiapoque (RR50 = 21.8). Larvae from both populations also showed a high tolerance to the pyrethroid deltamethrin, evaluated in a simplified knockdown test, which revealed susceptibility indices of 30 and 36, respectively, in Macapá and Oiapoque, on a scale of 1 to 36. Tests with adults revealed the same trends of higher resistance in Oiapoque. In dose-response assays with WHO kits and papers impregnated with insecticide RR50 was observed for organophosphate malathion and pyrethroid deltamethrin, respectively, of 3.1 and 46.4 (in Macapá), and 6 and 143.9 (in Oiapoque ). In parallel, a single-dose time-response type test (7 g/L malathion and 1.2 g/L deltamethrin) confirmed resistance of the Amapá populations, mainly to the pyrethroid. Target-site resistance mechanisms were investigated for the pyrethroids through analysis of kdr mutations in the sodium channel (NaV). Genotyping of 1016 and 1534 SNPs, by TaqMan qPCR, reveled the occurrence of the kdr alleles NaVR1 (84 and 23%, respectively in Macapá and Oiapoque) and NaVR2 (67% only in Oiapoque) Summing, the frequencies of the resistance genotypes (R1R1, R1R2 and R2R2) were 71 and 80% in Macapá and Oiapoque, in this order. Mutation at 1011 site was found, via allele-specific PCR, only in heterozygotes in Macapá, correlated to the presence of a duplication in the NaV gene. Variation in the number of copies of this gene was assessed by qPCR, indicating variation of two to four copies in individuals of both populations. Genotyping data from 1011, 1016 and 1534 sites, added to the cloning and sequencing of the IIS6 NaV gene segment of some individuals, suggest duplication of several alleles of this gene. The selection of metabolic resistance mechanisms was also evaluated through the expression analysis of four CYP family genes and one of the CCE family, compared to the Rockefeller lineage. Overexpression (up to twice the Rockefeller value) was found in both populations for the CYP6BB2, CYP9J10, CYP9J29 and CCEae3a genes, but not for CYP9M6. CYP6BB2 was the most expressed, about 6X in both populations and CCEae3a, which is more related to resistance to organophosphates, about 6 and 4X, respectively in Oiapoque and Macapá. Taking all together, the pyrethroid RR differences between Macapá and Oiapoque can be partially explained by the presence of the NaVR2 allele, as well as the greater expression of CCEae3a in Oiapoque to the organophosphates\2019 RR. However, other mechanisms are likely to be involved. The monitoring of insecticide resistance in Ae. aegypti in the border region between Brazil and French Guiana, as well as the elucidation of the mechanisms involved, may help to better guide the chemical control of the vector in that important region
keywords: Arbovirus
Controle de Vetores
Mutação
Expressão Gênica
Issue Date: 2017
Citation: COSTA, Monique de Melo. Avaliação da resistência a inseticidas e mecanismos selecionados em populações de Aedes aegypti Linnaeus 1762 (Diptera, Culicidae) da fronteira entre Brasil e Guiana Francesa. 2017. 123f. Dissertação (Mestrado em biologia parasitária)-Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2017.
Date of defense: 2017
Place of defense: Rio de Janeiro/RJ
Department: Pós-Graduação em Biologia Parasitária
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz
Program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Parasitária
Copyright: restricted access
Appears in Collections:IOC - PGBP - Dissertações de Mestrado

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