Dengue and Zika virus infection patterns vary among Aedes aegypti field populations from Belo Horizonte, a Brazilian endemic city.

Dengue virus (DENV) and Zika virus (ZIKV) belong to the same viral family, the Flaviviridae. They cause recurring threats to the public health systems of tropical countries such as Brazil. The primary Brazilian vector of both viruses is the mosquito Aedes aegypti. After the mosquito ingests a blood meal from an infected person, the viruses infect and replicate in the midgut, disseminate to secondary tissues and reach the salivary gland (SG), where they are ready to be transmitted to a vertebrate host. It is thought that the intrinsic discrepancies among mosquitoes could affect their ability to deal with viral infections. This study confirms that the DENV and ZIKV infection patterns of nine Ae. aegypti field populations found in geographically separate health districts of an endemic Brazilian city vary. We analyzed the infection rate, disseminated infection, vector competence, and viral load through quantitative PCR. Mosquitoes were challenged using the membrane-feeding assay technique and were tested seven and fourteen days post-infection (early and late infection phases, respectively). The infection responses varied among the Ae. aegypti populations for both flaviviruses in the two infection phases. There was no similarity between DENV and ZIKV vector competencies or viral loads. According to the results of our study, the risk of viral transmission overtime after infection either increases or remains unaltered in ZIKV infected vectors. However, the risk may increase, decrease, or remain unaltered in DENV-infected vectors depending on the mosquito population. For both flaviviruses, the viral load persisted in the body even until the late infection phase. In contrast to DENV, the ZIKV accumulated in the SG over time in all the mosquito populations. These findings are novel and may help direct the development of control strategies to fight dengue and Zika outbreaks in endemic regions, and provide a warning about the importance of understanding mosquito responses to arboviral infections.

Vertical Transmission of Zika Virus (Flaviviridae, Flavivirus) in Amazonian Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) Delays Egg Hatching and Larval Development of Progeny.

Zika virus (ZIKV) has emerged as a globally important arbovirus and has been reported from all states of Brazil. The virus is primarily transmitted to humans through the bite of an infective Aedes aegypti (Linnaeus, 1762) or Aedes albopictus (Skuse, 1895). However, it is important to know if ZIKV transmission also occurs from Ae. aegypti through infected eggs to her offspring. Therefore, a ZIKV and dengue virus (DENV) free colony was established from eggs collected in Manaus and maintained until the third-fourth generation in order to conduct ZIKV vertical transmission (VT) experiments which used an infectious bloodmeal as the route of virus exposure. The eggs from ZIKV-infected females were allowed to hatch. The resulting F1 progeny (larvae, pupae, and adults) were quantitative polymerase chain reaction (qPCR) assayed for ZIKV. The viability of ZIKV vertically transmitted to F1 progeny was evaluated by cultivation in C6/36 cells. The effects of ZIKV on immature development of Ae. aegypti was assessed and compared with noninfected mosquitoes. AmazonianAe. aegypti were highly susceptible to ZIKV infection (96.7%), and viable virus passed to their progeny via VT. Moreover, eggs from the ZIKV-infected mosquitoes had a significantly lower hatch rate and the slowest hatching. In addition, the larval development period was slower when compared to noninfected, control mosquitoes. This is the first study to illustrate VT initiated by oral infection of the parental population by using mosquitoes, which originated from the field and a ZIKV strain that is naturally circulating in-country. Additionally, this study suggests that ZIKV present in the Ae. aegypti can modify the mosquito life cycle. The data reported here suggest that VT of ZIKV to progeny from naturally infected females may have a critical epidemiological role in the dissemination and maintenance of the virus circulating in the vector.

Growth arrested live-attenuated Leishmania infantum KHARON1 null mutants display cytokinesis defect and protective immunity in mice.

There is no safe and efficacious vaccine against human leishmaniasis available and live attenuated vaccines have been used as a prophylactic alternative against the disease. In order to obtain an attenuated Leishmania parasite for vaccine purposes, we generated L. infantum KHARON1 (KH1) null mutants (ΔLikh1). This gene was previously associated with growth defects in L. mexicana. ΔLikh1 was obtained and confirmed by PCR, qPCR and Southern blot. We also generate a KH1 complemented line with the introduction of episomal copies of KH1. Although ΔLikh1 promastigote forms exhibited a growth pattern similar to the wild-type line, they differ in morphology without affecting parasite viability. L. infantum KH1-deficient amastigotes were unable to sustain experimental infection in macrophages, forming multinucleate cells which was confirmed by in vivo attenuation phenotype. The cell cycle analysis of ΔLikh1 amastigotes showed arrested cells at G2/M phase. ΔLikh1-immunized mice presented reduced parasite burden upon challenging with virulent L. infantum, when compared to naïve mice. An effect associated with increased Li SLA-specific IgG serum levels and IL-17 production. Thus, ΔLikh1 parasites present an infective-attenuated phenotype due to a cytokinesis defect, whereas it induces immunity against visceral leishmaniasis in mouse model, being a candidate for antileishmanial vaccine purposes.

Abordagens distintas à Interação entre Anopheles spp. e Plasmodium spp.: estabelecendo um modelo murino de laboratório, estudando o escape dos esporozoítos e a microbiota

Nas Américas, a região Amazônica é a área com o maior risco de transmissão de malária. No entanto, a falta de modelos experimentais adequados de anofelinos das Américas tem limitado o progresso para compreender a biologia de transmissão de malária nesta região. Entretanto, com colonização de vetores naturais da Amazônia, como o A. aquasalis, abriu pela primeira vez a possibilidade de estudar sua interação com o Plasmodium sp. No presente trabalho, questões básicas dessa interação foram investigadas tais como: 1) a susceptibilidade do A. aquasalis à diferentes espécies de Plasmodium sp. 2) o processo de escape dos esporozoítos dentro do vetor 3) a dinâmica microbiana do A. aquasalis em diferentes estágios de vida e fonte alimentar. Como resultados, (1) O A. aquasalis se mostrou refratário às infecções com P. falciparum (NF54 e 7G8), P. berghei e P. yoelii 17xnl, e altamente susceptível ao P. yoelii N67 tornando a utilização do P. yoelii N67/A. aquasalis um bom modelo de estudo de laboratório. (2) Nesse trabalho foi descrita a microanatomia do escape dos esporozoítos de oocistos de quatro espécies de Plasmodium: P. gallinaceum e P. berghei, e as duas espécies principais que causam a malária em humanos, P. vivax e P. falciparum. Verificou-se que os esporozoítos possuem mecanismos específicos de escape do oocisto.

O P. berghei e o P. gallinaceum têm um mecanismo comum, na qual a parede do oocisto se decompõe antes dos esporozoítos escaparem. Em contraste, os esporozoítos de P. vivax e P. falciparum possuem um mecanismo de escape ativo, através de propulsão polarizada. (3) A diversidade microbiana descrita demonstrou que as pupas possuem uma riqueza maior de fOTUs comparado aos outros grupos estudados. Foi visto que, a abundância das fOTUs de Enterobacteriaceae aumenta nos mosquitos pós infectados com P. vivax comparado aos outros grupos, sugerindo uma possível relação com o parasito. Acreditamos que com estes conhecimentos, poderemos abrir novas fronteiras para estudos de controle da malária focado no contexto epidemiológico brasileiro, como, por exemplo, produção de insetos geneticamente modificados potencialmente resistentes ao patógeno, ou mesmo indicar candidatos para estudo de vacinas de bloqueio de transmissão

Schistosoma mansoni in susceptible and resistant snail strains Biomphalaria tenagophila: in vivo tissue response and in vitro hemocyte interactions.

Schistosomiasis is a parasitic disease that is highly prevalent, especially in developing countries. Biomphalaria tenagophila is an important invertebrate host of Schistosoma mansoni in Brazil, with some strains (e.g. Cabo Frio) being highly susceptible to the parasite, whereas others (e.g. Taim) are completely resistant to infection. Therefore, B. tenagophila is an important research model for studying immune defense mechanisms against S. mansoni. The internal defense system (IDS) of the snail comprises hemocytes and hemolymph factors acting together to recognize self from non-self molecular patterns to eliminate the threat of infection. We performed experiments to understand the cellular defenses related to the resistance and/or susceptibility of B. tenagophila to S. mansoni. During the early stages of infection, fibrous host cells of both snail strains were arranged as a thin layer surrounding the sporocysts. However, at later stages of infection, the cellular reactions in resistant snails were increasingly more intense, with thicker layers surrounding the parasites, in contrast to susceptible strains. All parasites were damaged or destroyed inside resistant snails after 10 h of infection. By contrast, parasites inside susceptible snails appeared to be morphologically healthy. We also performed experiments using isolated hemocytes from the two strains interacting with sporocysts. Hemocyte attachment started as early as 1 h after initial infection in both strains, but the killing of sporocysts was exclusive to hemocytes from the resistant strain and was time course dependent. The resistant strain was able to kill all sporocysts. In conclusion, our study revealed important aspects of the initial process of infection related to immune defense responses of strains of B. tenagophila that were resistant to S. mansoni compared with strains that were susceptible. Such information is relevant for the survival or death of the parasites and so is important in the development of control measures against this parasite.

Avaliação do papel da microbiota intestinal doAedes aegypti no desenvolvimento esporogônico doPlasmodium gallinaceum

A malária é responsável por cerca de 350 a 500 milhões de casos clínicos anuais,permanecendo como um dos maiores problemas de saúde mundial. Estudos sobre a influênciada microbiota intestinal do vetor no desenvolvimento do ciclo de vida dos parasitos vêmsendo desenvolvidos. Em mosquitos, as pesquisas vêm mostrando que infecções por bactériasdo intestino podem inibir o desenvolvimento esporogônico dos parasitas da malária. Nopresente trabalho, o papel da microbiota intestinal do Aedes aegytpi infectado comPlasmodium gallinaceum foi avaliado. Os insetos foram submetidos a cinco diferentesantibióticos (canamicina, carbenicilina, espectinomicina, gentamicina e tetraciclina). Somentecanamicina e carbenicilina tiveram efeito sob a infecção com o parasito. Para esses doisantibióticos e o controle, técnicas de cultivo bacteriano de isolamento e sequenciamento doDNA ribossomal 16S foram feitas. Asaia bogorensis, Asaia krungthepensis, Asaia siamensis,Bacillus licheniformis e Chryseobacterium meningosepticum foram identificadas para ogrupo controle. No grupo tratado com carbenicilina foram identificadas Chryseobacteriummeningosepticum e uma bactéria da família Microbacteriaceae, e para o grupo comcanamicina Microbacterium lacticum. Este trabalho sugere que a interação entre espécies deAsaia e C. meningosepticum são relevantes na resistência/suscetibilidade do A. aegypti ao P.gallinaceum. Para observar o efeito do tratamento com os dois antibióticos que mostraramefeito na infecção na expressão de peptídeos antimicrobianos, os níveis de gambicina edefensina foram medidos utilizando-se a técnica de Real-time PCR

Os níveis de defensina semostraram super-expressos quando os mosquitos foram submetidos aos tratamentos comcanamicina e carbenicilina, enquanto gambicina se mostrou super-expressa nos mosquitostratados com canamicina e sub-expressa naqueles com carbenicilina. A expressão desses doisAMPs também foi medida quando esses grupos de insetos se alimentaram com sangue e comsangue infectado. Nossos resultados mostraram que a expressão de defensina e gambicina nogrupo tratado com carbenicilina alimentado com sangue apresentou um aumento de 24h para36h, e uma queda no grupo controle alimentado com sangue. Insetos tratados comcanamicina infectados aumentaram a expressão de defensina 24h e 36h após a alimentação,diminuídas nos tratados com carbenicilina. É observada uma inibição do mRNA degambicina no grupo carbenicilina infectado sugerindo assim que a ativação desse peptídeonão ocorre somente pelo parasita e necessita da ação da microbiota. Estes resultados indicamque as bactérias associadas ao intestino do A. aegypti tem um papel importante na infecção eresposta imune ao parasito

Avaliação do papel da microbiota intestinal do Aedes aegypti no desenvolvimento esporogônico do Plasmodium gallinaceum / Evaluation of the role of the intestinal microbiota Aedes aegypti development of esporogônico Plasmodium gallinaceum

A malária é responsável por cerca de 350 a 500 milhões de casos clínicos anuais,permanecendo como um dos maiores problemas de saúde mundial. Estudos sobre a influênciada microbiota intestinal do vetor no desenvolvimento do ciclo de vida dos parasitos vêmsendo desenvolvidos. Em mosquitos, as pesquisas vêm mostrando que infecções por bactériasdo intestino podem inibir o desenvolvimento esporogônico dos parasitas da malária. Nopresente trabalho, o papel da microbiota intestinal do Aedes aegytpi infectado comPlasmodium gallinaceum foi avaliado. Os insetos foram submetidos a cinco diferentesantibióticos (canamicina, carbenicilina, espectinomicina, gentamicina e tetraciclina). Somentecanamicina e carbenicilina tiveram efeito sob a infecção com o parasito. Para esses doisantibióticos e o controle, técnicas de cultivo bacteriano de isolamento e sequenciamento doDNA ribossomal 16S foram feitas. Asaia bogorensis, Asaia krungthepensis, Asaia siamensis,Bacillus licheniformis e Chryseobacterium meningosepticum foram identificadas para ogrupo controle. No grupo tratado com carbenicilina foram identificadas Chryseobacteriummeningosepticum e uma bactéria da família Microbacteriaceae, e para o grupo comcanamicina Microbacterium lacticum. Este trabalho sugere que a interação entre espécies deAsaia e C. meningosepticum são relevantes na resistência/suscetibilidade do A. aegypti ao P.gallinaceum. Para observar o efeito do tratamento com os dois antibióticos que mostraramefeito na infecção na expressão de peptídeos antimicrobianos, os níveis de gambicina edefensina foram medidos utilizando-se a técnica de Real-time PCR. Os níveis de defensina semostraram super-expressos quando os mosquitos foram submetidos aos tratamentos comcanamicina e carbenicilina, enquanto gambicina se mostrou super-expressa nos mosquitostratados com canamicina e sub-expressa naqueles com carbenicilina. A expressão desses doisAMPs também foi medida quando esses grupos de insetos se alimentaram com sangue e comsangue infectado. Nossos resultados mostraram que a expressão de defensina e gambicina nogrupo tratado com carbenicilina alimentado com sangue apresentou um aumento de 24h para36h, e uma queda no grupo controle alimentado com sangue. Insetos tratados comcanamicina infectados aumentaram a expressão de defensina 24h e 36h após a alimentação,diminuídas nos tratados com carbenicilina. É observada uma inibição do mRNA degambicina no grupo carbenicilina infectado sugerindo assim que a ativação desse peptídeonão ocorre somente pelo parasita e necessita da ação da microbiota. Estes resultados indicamque as bactérias associadas ao intestino do A. aegypti tem um papel importante na infecção eresposta imune ao parasito.