A sinergia entre genética e ambiente no controle da atividade do mosquito Aedes aegypti

Os mosquitos exibem ritmos de atividade e alimentação sanguínea, que são cruciais para a transmissão de diversos patógenos e estão sob o controle de um relógio circadiano endógeno. Estímulos externos exercem uma importante modulação neste relógio, possibilitando o ajuste das funções endógenas com o ambiente. Um dos principais indicadores ambientais capaz de sincronizar o relógio circadiano é o ciclo de temperatura diário. O Aedes aegypti, um dos maiores vetores de arboviroses do mundo, também é um dos mosquitos mais sensíveis aos ciclos de temperatura. Há décadas, diversos estudos associam a elevação da temperatura ambiente ao aumento da atividade desses mosquitos. Agora, nosso trabalho traz uma perspectiva global sobre a sincronização pelos ciclos de temperatura em Aedes aegypti. Sugerimos como funciona a percepção deste Zeitgeber através do funcionamento de dois genes: nocte e timeless. Mostramos como a sincronização desse indicador ambiental altera a expressão de genes do relógio circadiano na cabeça e corpo de Aedes. E por fim, analisamos as implicações de tal sincronização na atividade desses vetores.

A influência dos ciclos de temperatura na sincronização do relógio circadiano e amplitude de atividade do mosquito Aedes aegypti / The influence of temperature cycles in the synchronization of the circadian clock and range of activity of Aedes aegypti

Mosquitos apresentam ritmos de atividade locomotora e alimentação sanguínea, que são cruciais para a transmissão de diversos patógenos e estão sob o controle de um relógio circadiano endógeno. Estímulos externos exercem uma importante modulação neste relógio, possibilitando o ajuste das funções endógenas com o ambiente. Um dos principais indicadores ambientais capaz de sincronizar o relógio circadiano são os ciclos de temperatura. Em laboratório, pesquisas no modelo Drosophila melanogaster vêm mostrando que ciclos de temperatura retangulares (com mudanças abruptas de temperatura) produzem um perfil de atividade diferente de ciclos com variações de temperatura graduais mais próximas ao natural. Assim, procuramos estabelecer um regime seminatural que fosse o mais próximo possível das variações diárias de temperatura ao longo de um dia no Rio de Janeiro. Escolhemos como modelo o mosquito Aedes aegypti, o principal vetor da dengue no Brasil. Essa espécie é conhecida por apresentar hábitos diurnos com picos de atividade durante o amanhecer e o crepúsculo. Os ciclos de temperatura graduais que produzimos foram capazes de sincronizar a atividade de Ae. aegypti, porém com um perfil diferente do que era observado em ciclos de temperatura retangulares. Na presença dos ciclos de claro/escuro, os ciclos temperatura graduais foram determinantes para amplitude dos picos de atividade e fase do pico principal (pico vespertino).

As alterações nos padrões de comportamento parecem refletir alterações moleculares na expressão de genes que compõem o relógio circadiano. Possivelmente os genes da primeira alça (per, tim e cry2) seriam importante para a amplitude, enquanto genes da segunda alça (vri, Pdp1 e cyc) participariam do ajuste de fase do pico principal. Nossos resultados sugerem ainda que os ciclos de temperatura sincronizem o relógio através dos órgãos cordotonais. Mosquitos silenciados pela técnica de RNA de interferência para um gene importante no funcionamento dessas estruturas (nocte) apresentaram prejuízos na sincronização de sua atividade pelos ciclos de temperatura. Assim, concluímos que os ciclos de temperatura graduais que construímos são eficientes para a sincronização de Ae. aegypti e possivelmente poderão contribuir nos estudos de comportamento, permitindo em laboratório uma abordagem mais próxima ao natural. A utilização dos ciclos de temperatura graduais confirma a atuação desse indicador ambiental em sinergia com os ciclos de claro/escuro na promoção da completa sincronização dos ritmos de atividade e expressão circadiana dos organismos. (AU)

A influência dos ciclos de temperatura na sincronização do relógio circadiano e amplitude de atividade do mosquito Aedes aegypti

Mosquitos apresentam ritmos de atividade locomotora e alimentação sanguínea, que são cruciais para a transmissão de diversos patógenos e estão sob o controle de um relógio circadiano endógeno. Estímulos externos exercem uma importante modulação neste relógio, possibilitando o ajuste das funções endógenas com o ambiente. Um dos principais indicadores ambientais capaz de sincronizar o relógio circadiano são os ciclos de temperatura. Em laboratório, pesquisas no modelo Drosophila melanogaster vêm mostrando que ciclos de temperatura retangulares (com mudanças abruptas de temperatura) produzem um perfil de atividade diferente de ciclos com variações de temperatura graduais mais próximas ao natural. Assim, procuramos estabelecer um regime seminatural que fosse o mais próximo possível das variações diárias de temperatura ao longo de um dia no Rio de Janeiro. Escolhemos como modelo o mosquito Aedes aegypti, o principal vetor da dengue no Brasil. Essa espécie é conhecida por apresentar hábitos diurnos com picos de atividade durante o amanhecer e o crepúsculo. Os ciclos de temperatura graduais que produzimos foram capazes de sincronizar a atividade de Ae. aegypti, porém com um perfil diferente do que era observado em ciclos de temperatura retangulares. Na presença dos ciclos de claro/escuro, os ciclos temperatura graduais foram determinantes para amplitude dos picos de atividade e fase do pico principal (pico vespertino) As alterações nos padrões de comportamento parecem refletir alterações moleculares na expressão de genes que compõem o relógio circadiano. Possivelmente os genes da primeira alça (per, tim e cry2) seriam importante para a amplitude, enquanto genes da segunda alça (vri, Pdp1 e cyc) participariam do ajuste de fase do pico principal. Nossos resultados sugerem ainda que os ciclos de temperatura sincronizem o relógio através dos órgãos cordotonais. Mosquitos silenciados pela técnica de RNA de interferência para um gene importante no funcionamento dessas estruturas (nocte) apresentaram prejuízos na sincronização de sua atividade pelos ciclos de temperatura. Assim, concluímos que os ciclos de temperatura graduais que construímos são eficientes para a sincronização de Ae. aegypti e possivelmente poderão contribuir nos estudos de comportamento, permitindo em laboratório uma abordagem mais próxima ao natural. A utilização dos ciclos de temperatura graduais confirma a atuação desse indicador ambiental em sinergia com os ciclos de claro/escuro na promoção da completa sincronização dos ritmos de atividade e expressão circadiana dos organismos