Integrated Strategies for Aedes aegypti Control Applied to Individual Houses: An Approach to Mitigate Vectorial Arbovirus Transmission.

Aedes aegypti and Culex quinquefasciatus mosquitoes are vectors of different arboviruses that cause a large burden of disease in humans worldwide. A key step towards reducing the impact of arboviruses on humans can be achieved through integrated mosquito surveillance and control approaches. We carried out an integrated approach of mosquito surveillance and control actions to reduce populations of these insects along with a viral surveillance in a neighborhood of Recife (Northeastern Brazil) with high mosquito densities and arbovirus transmission. The actions were carried out in 40 different houses in the Nova Descoberta neighborhood. The area was divided into two groups, the control group using tools to monitor the mosquito density (1 OVT; 1 Double BR-ovt; monthly capture of alates) and the experimental group with control actions using surveillance tools in an intensified way (2 OVTs; 2 Double BR-ovts; fortnightly capture of alates; toxic baits). We evaluated the study's impact on the mosquito density via the Egg Density (ED) and Adult Density (AD) over a period of 12 cycles of 28 days each. The collected adult mosquitoes were processed via RT-qPCR for DENV, CHIKV and ZIKV and, subsequently, the Minimum Infection Rate (MIR) was calculated. After 12 cycles, we observed a 91% and 99% reduction in Aedes ED and AD in the monitored properties, as well as a 76% reduction in the AD of Cx. quinquefasciatus in the same properties. Moreover, we detected circulating arboviruses (DENV and ZIKV) in 19.52% of captured adult mosquitoes. We show that enhancing entomological surveillance tools can aid in the early detection of possible risk areas based on vector mosquito population numbers. Additionally, the detection of important arboviruses such as ZIKV and DENV raises awareness and allows for a better selection of risk areas and silent virus spread. It offers supplementary information for guiding emergency mosquito control measures in the target area. The goal is to minimize human-vector interactions and, subsequently, to lower the risk of transmitting circulating arboviruses.

Spatiotemporal transmission of SARS-CoV-2 lineages during 2020-2021 in Pernambuco-Brazil.

SARS-CoV-2 virus emerged as a new threat to humans and spread around the world, leaving a large death toll. As of January 2023, Brazil is among the countries with the highest number of registered deaths. Nonpharmacological and pharmacological interventions have been heterogeneously implemented in the country, which, associated with large socioeconomic differences between the country regions, has led to distinct virus spread dynamics. Here, we investigate the spatiotemporal dispersion of SARS-CoV-2 lineages in the Pernambuco state (Northeast Brazil) throughout the distinct epidemiological scenarios that unfolded in the first 2 years of the pandemic. We generated a total of 1,389 new SARS-CoV-2 genomes from June 2020 to August 2021. This sampling captured the arrival, communitary transmission, and the circulation of the B1.1, B.1.1.28, and B.1.1.33 lineages; the emergence of the former variant of interest P.2; and the emergence and fast replacement of all previous variants by the more transmissible variant of concern P.1 (Gamma). Based on the incidence and lineage spread pattern, we observed an East-to-West to inner state pattern of transmission, which is in agreement with the transmission of more populous metropolitan areas to medium- and small-size country-side cities in the state. Such transmission patterns may be partially explained by the main routes of traffic across municipalities in the state. Our results highlight that the fine-grained intrastate analysis of lineages and incidence spread can provide actionable insights for planning future nonpharmacological intervention for air-borne transmissible human pathogens.IMPORTANCEDuring the COVID-19 pandemic, Brazil was one of the most affected countries, mainly due its continental-size, socioeconomic differences among regions, and heterogeneous implementation of intervention methods. In order to investigate SARS-CoV-2 dynamics in the state of Pernambuco, we conducted a spatiotemporal dispersion study, covering the period from June 2020 to August 2021, to comprehend the dynamics of viral transmission during the first 2 years of the pandemic. Throughout this study, we were able to track three significant epidemiological waves of transmission caused by B1.1, B.1.1.28, B.1.1.33, P.2, and P.1 lineages. These analyses provided valuable insights into the evolution of the epidemiological landscape, contributing to a deeper understanding of the dynamics of virus transmission during the early years of the pandemic in the state of Pernambuco.

Multiple introductions and country-wide spread of DENV-2 genotype II (Cosmopolitan) in Brazil.

Dengue virus serotype 2, genotype Cosmopolitan (DENV-2-GII), is one of the most widespread DENV strains globally. In the USA, DENV-2 epidemics have been dominated by DENV-2 genotype Asian-American (DENV-2-GIII), and the first cases of DENV-2-GII were only described in 2019, in Peru, and in 2021 in Brazil. To gain new information about the circulation of DENV-2-GII in Brazil, we sequenced 237 DENV-2 confirmed cases sampled between March 2021 and March 2023 and revealed that DENV-2-GII is already present in all geographic regions of Brazil. The phylogeographic analysis inferred that DENV-2-GII was introduced at least four times in Brazil, between May 2020 and August 2022, generating multiple clades that spread throughout the country with different success. Despite multiple introductions of DENV-2-GII, analysis of the country-wide laboratory surveillance data showed that the Brazilian dengue epidemic in 2022 was dominated by DENV-1 in most states. We hypothesize that massive circulation of DENV-2-GIII in previous years in Brazil might have created a population immune barrier against symptomatic homotypic reinfections by DENV-2-GII, leading to sustained cryptic circulation in asymptomatic cases and localized outbreaks of this new genotype. In summary, our study stresses the importance of arboviral genomic surveillance to close monitoring and better understanding the potential impact of DENV-2-GII in the coming years.

Chikungunya virus infection in the southernmost state of Brazil was characterised by self-limited transmission (2017-2019) and a larger 2021 outbreak

BACKGROUND Chikungunya is a mosquito-borne virus that has been causing large outbreaks in the Americas since 2014. In Brazil, Asian-Caribbean (AC) and East-Central-South-African (ECSA) genotypes have been detected and lead to large outbreaks in several Brazilian states. In Rio Grande do Sul (RS), the southernmost state of Brazil, the first cases were reported in 2016. OBJECTIVES AND METHODS We employed genome sequencing and epidemiological investigation to characterise the Chikungunya fever (CHIKF) burden in RS between 2017-2021. FINDINGS We detected an increasing CHIKF burden linked to travel associated introductions and communitary transmission of distinct lineages of the ECSA genotype during this period. MAIN CONCLUSIONS Until 2020, CHIKV introductions were most travel associated and transmission was limited. Then, in 2021, the largest outbreak occurred in the state associated with the introduction of a new ECSA lineage. CHIKV outbreaks are likely to occur in the near future due to abundant competent vectors and a susceptible population, exposing more than 11 million inhabitants to an increasing infection risk.

Sensitivity of RT-PCR method in samples shown to be positive for Zika virus by RT-qPCR in vector competence studies

Abstract Tissue samples from mosquitoes artificially infected with Zika virus and shown to be positive by RT-qPCR were reexamined by RT-PCR. Using these samples we compared the two methods employed in virus RNA detection for vector competence studies. Results demonstrated that, albeit useful, RT-PCR gave false negatives with low viral loads (< 106 RNA copies/ml).

Tecnologias integradas para controle biológico, mecânico e genético de Aedes aegypti / Integrated technologies for biological, mechanical and genetic control of Aedes aegypti

Duas tecnologias alternativas para o controle de Aedes aegypti foram avaliadas: a aplicação espacial de larvicida biológico-Bti em potenciais criadouros peridomiciliares, e a liberação de machos estéreis para inviabilização reprodutiva das fêmeas do mosquito. As ações foram realizadas pelos Agentes dos Serviços de Saúde em 15 vilas da Ilha de Fernando de Noronha, e em uma área (900 imóveis) no bairro da Várzea/Recife/Pernambuco. A efetividade dos métodos foi avaliada por indicadores entomológicos,estimados pela presença, quantidade e viabilidade de ovos do mosquito, coletados em armadilhas, e por marcadores genéticos. A aplicação de Bti, com atomizador costal, ocorreu a cada 30 dias em ambas as áreas. Uma redução importante e sustentável da população de A. aegypti,por este método, foi alcançada em 2015/2016 na Várzea e, em 2016, na Ilha, onde a remoção de 18 toneladas de resíduos sólidos em 2015 contribuiu possivelmente para os resultados. Machos esterilizados com radiação gama foram produzidos em massa no laboratório e liberados em uma das vilas da Ilha. A análise espaço-temporal dos indicadores, de dez/2015a ago/2016, revelou redução expressiva da densidade populacional do mosquito e da diversidade genética da população local. Ambas as abordagens parecem ter reduzido o contato homem-vetor e os riscos de transmissão de arboviroses na Ilha, apesar da elevada competência vetorial da população local do mosquito para os vírus Zika e Dengue. Os métodos testados se mostraram eficientes e passíveis de serem integradas às ações do SUS voltadas ao controle de A. aegypti.

Two alternative technologies were evaluated for Aedes aegypti control:the spraying of a biological larvicide (Bti) in potential peridomiciliarybreeding sites and the release of sterile males to promote reproductionblockage in wild females. Actions were carried out by Agents of theHealth Services, in 15 villages of the Fernando de Noronha Island and in 900 properties from the district of Várzea, Recife-PE. The effectiveness of both methods was evaluated by entomological indicators, estimatedby the presence, quantity and viability of eggs from the mosquito collectedin traps and through genetic markers. Bti was delivered by backpacksprayer every 30 days in both areas. A significant and sustainablereduction of the A. aegypti population as a result of this technique wasachieved in 2015/2016 in Várzea and in 2016 in the Island, where it wasstrengthened by the removal of 18 tons of solid waste in 2015. Malessterilized with gamma radiation were mass-produced in the laboratoryand released in one village of the Island. The spatiotemporal analysis ofthe indicators, from Dec/2015 to Aug/2016, revealed a significant reductionin mosquito density, which impacted on the genetic diversity of thelocal population. Both approaches seem to have reduced human-vectorcontact and the risk of arbovirus transmission in the Island, althoughlocal mosquito population presented high vector competence to Zikaand Dengue virus. These methods were efficient and could be integratedinto SUS actions directed to A. aegypti control.

Caracterização molecular da resistência a inseticidas químicos em populações de Aedes aegypti / Molecular characterization of chemical insecticide resistance in Aedes aegypti

A resistência a inseticidas químicos representa uma das maiores limitações em programas de controle de insetos. Dentre os diferentes mecanismos que levam o inseto à resistência, os principais são as alterações do sítio-alvo e a via metabólica. Essa última é representada por enzimas de detoxificação, como esterases, glutationas S-tranferases e oxidases. Mais de 200 genes de detoxificação foram identificados em Ae. aegypti, o que torna complexa a identificação mutações pontuais envolvidas neste mecanismo. Sendo assim, o presente estudo teve como objetivo identificar e caracterizar genes envolvidos na resistência a inseticidas em Ae. aegypti. Para o mapeamento de loci de herança quantitativa (QTL), microssatélites foram utilizados para genotipar indivíduos das gerações F0 e F2, provenientes dos cruzamentos entre a linhagem resistente ao temephos RecR, e as susceptíveis Red e MoyoD. Um QTL foi mapeada no cromossomo II, respondendo a aproximadamente 97 por cento da variação da resistência ao temephos. Diferentes genes de esterase foram identificados na região de QTL, demonstrando o envolvimento de outros genes de resistência na RecR, além daqueles identificados em trabalho prévio, com um chip de microarranjos. O presente trabalho estudou a região 5' UTR do gene da oxidase CYP6N12, identificado previamente como superexpresso na linhagem RecR. A análise da região revelou na RecR a presença de um alelo (R), com 14 pb a mais, que encontrava-se associado com a resistência ao temephos (fR= 0,625). Enquanto que, o mesmo alelo foi encontrado em menor frequência na RecRev (fR = 0,12). A presença desse alelo induziu a uma expressão do gene em 10 vezes na RecR e 4 vezes na RecRev. O sequenciamento de parte do gene da acetilcolinesterase de mosquitos da RecR e da linhagem susceptível Rockefeller, demonstrou a ausência de mutações nas duas colônia. Por fim, mutações no gene do canal de sódio foram avaliadas em populações de Ae. aegypti do Ceará, resistentes à cipermetrina. A mutação Ile1011Met foi encontrada em associação com a resistência em indivíduos do Crato, enquanto que o alelo mutante 1016Ile foi detectado pela primeira vez no Crato e Juazeiro do Norte. A identificação e mapeamento dos genes de resistência a inseticidas químicos em Ae. aegypti poderão contribuir para o desenvolvimento de novos métodos de diagnóstico e manejo da resistência.

Monitoramento do gene, que codifica a esterase, envolvido na resistência a inseticidas organofosforados em populações naturais de Aedes aegypti do Brasil / Monitoring of the esterase encoding gene, involved in the resistance to organophosphate insectices in natural populations of Aedes aegypti in Brazil

O objetivo principal deste trabalho foi analisar o polimorfismo genético do gene da esterase e, avaliar o seu papel em possíveis mecanismos de resistência ao temephos em populações de Aedes aegypti. Com este propósito, foram utilizadas duas linhagens de laboratório: a Rockefeller (padrão de susceptibilidade a todas as classes de inseticidas) e a Recife-Resistente (mantida sob forte pressão de seleção pelo temephos durante cinco gerações); e nove populações naturais: oito provenientes da região metropolitana do Recife e uma de Araripe (CE). Elas foram coletadas em forma de ovos, durante os anos de 2004 e 2005. Foram realizados ensaios bioquímicos, eletroforese de isoenzimas, PCR e seqüenciamento de parte do gene, e PCR em Tempo Real para comparar a quantidade de cópias do gene na linhagem resistente e susceptível, e em populações naturais. Testes bioquímicos realizados apenas na linhagem Recife-Resistente demonstraram a presença do mecanismo de resistência metabólica através de uma alta atividade esterásica. O padrão das esterases foi observado em nove populações, em géis de poliacrilamida 6 por cento, corados com substratos específicos para as enzimas alfa e beta-esterase. Os valores de heterozigosidade observada (Ho) variaram de 0,278 a 0,533 em 2004, e em 2005, de 0,388 a 0,608. Estes géis ainda apresentaram um loco de alta atividade esterásica, denominado de loco 1. Neste loco, o alelo responsável pela maior atividade esterásica foi chamado de 3. Sua freqüência variou em 2004 de 0,100 em Dois Irmãos a 0,191 em Alto José do Pinho, e em 2005, caiu para 0,071 e 0,107 respectivamente. Na linhagem Recife-Resistente, a freqüência deste alelo foi de 0,214. O seqüenciamento de parte do exon 4 do gene da alfa-esterase, mostrou que o fragmento analisado, de aproximadamente 180 pb, é relativamente conservado, apresentando somente quatro sítios polimórficos em seis populações estudadas. Os resultados da PCR em Tempo Real indicaram que as populações estudadas não apresentam amplificação gênica para o gene da alfa-esterase, quando comparadas à linhagem Rockefeller, com exceção das populações de Engenho do Meio e Araripe. [...] estes resultados ainda precisam de maiores comprovações a fim de se assegurar que a superexpressão dos genes é a possível causa da resistência. A freqüência do alelo superexpresso pode ser monitorada ao longo do tempo e auxiliar no manejo da resistência ao inseticida químico em populações tratadas.