High capacity of Brazilian Aedes aegypti populations to transmit a locally circulating lineage of Chikungunya virus.

The global incidence of chikungunya has surged in recent decades, with South America, particularly Brazil, experiencing devastating outbreaks. The primary vector for transmitting CHIKV in urban areas is the mosquito species Aedes aegypti, which is very abundant in Brazil. However, little is known about the impact of locally circulating CHIKV genotypes and specific combinations of mosquito populations on vector competence. In this study, we analyzed and compared the infectivity and transmissibility of a recently isolated CHIKV-ECSA lineage from Brazil among four Ae. aegypti populations collected from different regions of the country. When exposed to CHIKV-infected mice for blood feeding, all mosquito populations showed high infection rates and dissemination efficiency. Moreover, using a mouse model to assess transmission rates in a manner that better mirrors natural cycles, we observed that these populations exhibit highly efficient transmission rates of CHIKV-ECSA. Our findings underscore the robust capability of Brazilian Ae. aegypti populations to transmit the locally circulating CHIKV-ECSA lineage, potentially explaining its higher prevalence compared to the Asian lineage also introduced in Brazil.

Diet-Induced Nutritional Stress and Pathogen Interference in Wolbachia-Infected Aedes aegypti.

The pathogen interference phenotype greatly restricts infection with dengue virus (DENV) and other pathogens in Wolbachia-infected Aedes aegypti, and is a vital component of Wolbachia-based mosquito control. Critically, the phenotype's causal mechanism is complex and poorly understood, with recent evidence suggesting that the cause may be species specific. To better understand this important phenotype, we investigated the role of diet-induced nutritional stress on interference against DENV and the avian malarial parasite Plasmodium gallinaceum in Wolbachia-infected Ae. aegypti, and on physiological processes linked to the phenotype. Wolbachia-infected mosquitoes were fed one of four different concentrations of sucrose, and then challenged with either P. gallinaceum or DENV. Interference against P. gallinaceum was significantly weakened by the change in diet however there was no effect on DENV interference. Immune gene expression and H2O2 levels have previously been linked to pathogen interference. These traits were assayed for mosquitoes on each diet using RT-qPCR and the Amplex Red Hydrogen Peroxide/Peroxidase Assay Kit, and it was observed that the change in diet did not significantly affect immune expression, but low carbohydrate levels led to a loss of ROS induction in Wolbachia-infected mosquitoes. Our data suggest that host nutrition may not influence DENV interference for Wolbachia-infected mosquitoes, but Plasmodium interference may be linked to both nutrition and oxidative stress. This pathogen-specific response to nutritional change highlights the complex nature of interactions between Wolbachia and pathogens in mosquitoes.

Molecular basis of the remarkable species selectivity of an insecticidal sodium channel toxin from the African spider Augacephalus ezendami.

The inexorable decline in the armament of registered chemical insecticides has stimulated research into environmentally-friendly alternatives. Insecticidal spider-venom peptides are promising candidates for bioinsecticide development but it is challenging to find peptides that are specific for targeted pests. In the present study, we isolated an insecticidal peptide (Ae1a) from venom of the African spider Augacephalus ezendami (family Theraphosidae). Injection of Ae1a into sheep blowflies (Lucilia cuprina) induced rapid but reversible paralysis. In striking contrast, Ae1a was lethal to closely related fruit flies (Drosophila melanogaster) but induced no adverse effects in the recalcitrant lepidopteran pest Helicoverpa armigera. Electrophysiological experiments revealed that Ae1a potently inhibits the voltage-gated sodium channel BgNaV1 from the German cockroach Blattella germanica by shifting the threshold for channel activation to more depolarized potentials. In contrast, Ae1a failed to significantly affect sodium currents in dorsal unpaired median neurons from the American cockroach Periplaneta americana. We show that Ae1a interacts with the domain II voltage sensor and that sensitivity to the toxin is conferred by natural sequence variations in the S1-S2 loop of domain II. The phyletic specificity of Ae1a provides crucial information for development of sodium channel insecticides that target key insect pests without harming beneficial species.

Molecular basis of the remarkable species selectivity of an insecticidal sodium channel toxin from the African spider Augacephalus ezendami

The inexorable decline in the armament of registered chemical insecticides has stimulated research into environmentally-friendly alternatives. Insecticidal spider-venom peptides are promising candidates for bioinsecticide development but it is challenging to find peptides that are specific for targeted pests. In the present study, we isolated an insecticidal peptide (Ae1a) from venom of the African spider Augacephalus ezendami (family Theraphosidae). Injection of Ae1a into sheep blowflies (Lucilia cuprina) induced rapid but reversible paralysis. In striking contrast, Ae1a was lethal to closely related fruit flies (Drosophila melanogaster) but induced no adverse effects in the recalcitrant lepidopteran pest Helicoverpa armigera. Electrophysiological experiments revealed that Ae1a potently inhibits the voltage-gated sodium channel BgNaV1 from the German cockroach Blattella germanica by shifting the threshold for channel activation to more depolarized potentials. In contrast, Ae1a failed to significantly affect sodium currents in dorsal unpaired median neurons from the American cockroach Periplaneta americana. We show that Ae1a interacts with the domain II voltage sensor and that sensitivity to the toxin is conferred by natural sequence variations in the S1­S2 loop of domain II. The phyletic specificity of Ae1a provides crucial information for development of sodium channel insecticides that target key insect pests without harming beneficial species.

Anopheles (Nyssorhynchus) aquasalis, Curry 1932: Estudo de contaminação por bacilo entomopatogênico em colônias mantidas em insetários / Anopheles (Nyssorhynchus) aquasalis Curry 1932: Study of contamination by entomopathogenic bacilli in colonies kept insectaries

Os mosquitos da espécie Anopheles (Nyssorhynchus) aquasalis, Curry 1932 são vetores da malária humana nas Américas. Desde o ano de 2004, esse vetor tem sido mantido em colônia no Laboratório de Malária do Centro de Pesquisas René Rachou (Lamal), Fiocruz-MG, onde tem sido utilizado para estudos de interação parasito-vetor. Na natureza, as larvas desses insetos desenvolvem-se em água salobra e, no insetário de criação do Lamal utiliza-se água do mar na proporção de 1:10 em água da torneira. No ano de 2008, observou-se uma queda significativa na produção de mosquitos da colônia, devido, principalmente, à mortalidade excessiva de larvas. As larvas, de 3º e 4º estádios, apresentavam características morfológicas semelhantes àquelas relacionadas com contaminação por bacilos entomopatogênicos. Como algumas bactérias do gênero Bacillus são patogênicas às larvas de mosquitos, o objetivo do presente trabalho foi identificar a (as) espécie (es) responsável (is) pela mortalidade das larvas de Anopheles aquasalis, bem como identificar as toxinas envolvidas nessa mortalidade. Através da caracterização morfológica e molecular foi possível identificar o Bacillus sphaericus como contaminante na colônia de criação de Anopheles aquasalis. Visando uma comparação inter-insetários, analisou-se ainda amostras de três insetários distintos, sendo a presença dos bacilos identificadas em dois desses. Pela técnica de PCR buscou-se amplificar as 5 toxinas mais frequentes das estirpes de B. sphaericus (BinA, BinB, Mtx1, Mtx2 e Mtx3 ), sendo que apenas 3 (família das MTxs) foram detectadas nas amostras estudadas. Os resultados dos ensaios biológicos confirmaram a toxidade destas toxinas para as larvas de 3º e 4º estádios. Os ensaios biológicos realizados identificaram as estirpes isoladas do Laboratório de Malária como de alta toxicidade para o Anopheles aquasalis. Em resumo, este trabalho foi o primeiro a demonstrar a ocorrência de contaminação natural por bacilos entomopatogênico sem colônias de mosquitos mantidas em insetário e a caracterizar as toxinas envolvidas nesta contaminação. Espera-se que estes resultados possam contribuir para traçar estratégias de monitoramento e controle de contaminação em insetários de experimentação.

Anopheles (Nyssorhynchus) aquasalis, Curry 1932: Estudo de contaminação por bacilo entomopatogênico em colônias mantidas em insetários

Os mosquitos da espécie Anopheles (Nyssorhynchus) aquasalis, Curry 1932 são vetores da malária humana nas Américas. Desde o ano de 2004, esse vetor tem sido mantido em colônia no Laboratório de Malária do Centro de Pesquisas René Rachou (Lamal), Fiocruz-MG, onde tem sido utilizado para estudos de interação parasito-vetor. Na natureza, as larvas desses insetos desenvolvem-se em água salobra e, no insetário de criação do Lamal utiliza-se água do mar na proporção de 1:10 em água da torneira. No ano de 2008, observou-se uma queda significativa na produção de mosquitos da colônia, devido, principalmente, à mortalidade excessiva de larvas. As larvas, de 3º e 4º estádios, apresentavam características morfológicas semelhantes àquelas relacionadas com contaminação por bacilos entomopatogênicos. Como algumas bactérias do gênero Bacillus são patogênicas às larvas de mosquitos, o objetivo do presente trabalho foi identificar a (as) espécie (es) responsável (is) pela mortalidade das larvas de Anopheles aquasalis, bem como identificar as toxinas envolvidas nessa mortalidade. Através da caracterização morfológica e molecular foi possível identificar o Bacillus sphaericus como contaminante na colônia de criação de Anopheles aquasalis.

Visando uma comparação inter-insetários, analisou-se ainda amostras de três insetários distintos, sendo a presença dos bacilos identificadas em dois desses. Pela técnica de PCR buscou-se amplificar as 5 toxinas mais frequentes das estirpes de B. sphaericus (BinA, BinB, Mtx1, Mtx2 e Mtx3 ), sendo que apenas 3 (família das MTxs) foram detectadas nas amostras estudadas. Os resultados dos ensaios biológicos confirmaram a toxidade destas toxinas para as larvas de 3º e 4º estádios. Os ensaios biológicos realizados identificaram as estirpes isoladas do Laboratório de Malária como de alta toxicidade para o Anopheles aquasalis. Em resumo, este trabalho foi o primeiro a demonstrar a ocorrência de contaminação natural por bacilos entomopatogênico sem colônias de mosquitos mantidas em insetário e a caracterizar as toxinas envolvidas nesta contaminação. Espera-se que estes resultados possam contribuir para traçar estratégias de monitoramento e controle de contaminação em insetários de experimentação