Transcriptome comparison of dengue-susceptible and -resistant field derived strains of Colombian Aedes aegypti using RNA-sequencing

BACKGROUND Forty percent of the world's population live in areas where they are at risk from dengue fever, dengue hemorrhagic fever, and dengue shock syndrome. Dengue viruses are transmitted primarily by the mosquito Aedes aegypti. In Cali, Colombia, approximately 30% of field collected Ae. aegypti are naturally refractory to all four dengue serotypes. OBJECTIVES Use RNA-sequencing to identify those genes that determine refractoriness in feral mosquitoes to dengue. This information can be used in gene editing strategies to reduce dengue transmission. METHODS We employed a full factorial design, analyzing differential gene expression across time (24, 36 and 48 h post bloodmeal), feeding treatment (blood or blood + dengue-2) and strain (susceptible or refractory). Sequences were aligned to the reference Ae. aegypti genome for identification, assembled to visualize transcript structure, and analyzed for dynamic gene expression changes. A variety of clustering techniques was used to identify the differentially expressed genes. FINDINGS We identified a subset of genes that likely assist dengue entry and replication in susceptible mosquitoes and contribute to vector competence. MAIN CONCLUSIONS The differential expression of specific genes by refractory and susceptible mosquitoes could determine the phenotype, and may be used to in gene editing strategies to reduce dengue transmission.

Changing paradigms in Aedes control: considering the spatial heterogeneity of dengue transmission / Cambio de paradigma en el control de Aedes: consideración de la heterogeneidad espacial de la transmisión del dengue

ABSTRACT Current dengue vector control strategies, focusing on reactive implementation of insecticide-based interventions in response to clinically apparent disease manifestations, tend to be inefficient, short-lived, and unsustainable within the worldwide epidemiological scenario of virus epidemic recrudescence. As a result of a series of expert meetings and deliberations, a paradigm shift is occurring and a new strategy, using risk stratification at the city level in order to concentrate proactive, sustained efforts in areas at high risk for transmission, has emerged. In this article, the authors 1) outline this targeted, proactive intervention strategy, within the context of dengue epidemiology, the dynamics of its transmission, and current Aedes control strategies, and 2) provide support from published literature for the need to empirically test its impact on dengue transmission as well as on the size of disease outbreaks. As chikungunya and Zika viruses continue to expand their range, the need for a science-based, proactive approach for control of urban Aedes spp. mosquitoes will become a central focus of integrated disease management planning.

RESUMEN Las estrategias actuales de control de vectores del dengue, centradas en la ejecución reactiva de intervenciones con insecticidas en respuesta a la aparición de cuadros clínicos evidentes de la enfermedad, suelen ser ineficientes, de duración limitada e insostenibles en el contexto epidemiológico mundial, caracterizado por la recrudescencia de las epidemias virales. Como resultado de una serie de reuniones y deliberaciones entre expertos, está en proceso un cambio de paradigma y ha surgido una nueva estrategia, que consiste en estratificar el riesgo de cada ciudad para concentrar y mantener los esfuerzos proactivos donde hay un alto riesgo de transmisión. En este artículo, los autores 1) describen esta estrategia de intervención específica y proactiva dentro del contexto de las características epidemiológicas del dengue, la dinámica de su transmisión y las estrategias actuales de control de Aedes y 2) fundamentan con fuentes bibliográficas la necesidad de demostrar empíricamente las repercusiones de esta estrategia sobre la transmisión del dengue y el tamaño de los brotes. Dado que los virus del chikunguña y el Zika siguen ampliando su alcance, uno de los objetivos primordiales de la planificación de la atención integrada de estas enfermedades estará determinado por la necesidad de adoptar un enfoque científico y proactivo del control urbano de los mosquitos del género Aedes.

Comparison of the efficacy of long-lasting insecticidal nets PermaNet® 2.0 and Olyset® against Anopheles albimanus under laboratory conditions

Insecticide-treated nets provide a reduction in human-vector contact through physical barrier, mortality and/or repellent effects that protect both users and non-users, thereby protecting the wider community from vector-borne diseases like malaria. Long-lasting insecticide-treated nets (LLINs) are the best alternative. This study evaluated the bioefficacy of LLINs PermaNet® 2.0 and Olyset® under laboratory conditions with Anopheles albimanus. The laboratory strain was evaluated for insecticide susceptibility with selected insecticides used for malarial control. Regeneration time and wash resistance were evaluated with the standard bioassay cone technique following WHO guidelines. Heat assistance was used for Olyset® nets; the nets were exposed to four different temperatures to speed the regeneration process. The regeneration study of PermaNet® 2.0 showed that efficacy was fully recovered by 24 h after one and three washes and wash resistance persisted for 15 washes. Regeneration of Olyset® nets was not observed for nets washed three times, even with the different temperature exposures for up to seven days. Thus, for Olyset® the wash resistance evaluation could not proceed. Differences in response between the two LLINs may be associated with differences in manufacturing procedures and species response to the evaluated LLINs. PermaNet® 2.0 showed higher and continuous efficacy against An. albimanus.

Evaluation of community-based strategies for Aedes aegypti control inside houses

Introduction: Dengue viruses transmitted principally by the urban mosquito Aedes aegypti, cause one of the major public health problems confronting tropical cities. Insecticide spraying has been the mainstay of mosquito control; however, its continuous use has selected for resistance. Other important methods of control involve community participation. Objective: This study evaluated two control methods for Ae. aegypti that can be used by the community: Lethal ovitraps (LOs) and Bacillus thuringiensis var israeliensis (Bti) briquettes. Materials and methods: The project study was carried out in four similar neighborhoods within a representative district in the city of Cali, Colombia. Three interventions (LO, Bti, LO+Bti plus education and one control (education only) area were evaluated for efficacy in post-intervention entomological surveys. Additionally, entomological indices were also compared to results from a pre-intervention survey carried out on a sample of city blocks in the same neighborhoods. Relative vector abundance in relation to weather conditions using the same entomological sampling methods was compared. Results: The interventions did not achieve significant differences in vector abundance among the treatments. However, the interventions achieved a significant reduction in entomological indices compared with those observed during the pre-intervention survey: House index 15.1% vs. 8.5%, mean pupae per house 1.15 vs. 0.073, and Adult index 56.3% vs. 34.8% (p<0.05). Conclusions: The lack of significant differences among the interventions, and between treated and control blocks suggested that educational activities together with periodic visits to the houses produced similar reductions of immature and adult Aedes aegypti.

Introducción. Los virus del dengue transmitidos principalmente por el mosquito urbano Aedes aegypti, causan uno de los mayores problemas de salud pública que confrontan las ciudades tropicales. La aplicación de insecticidas ha sido la base para el control de mosquitos; sin embargo, su continuo uso ha servido para seleccionar individuos resistentes en las poblaciones de mosquitos. Otro método importante para el control involucra la participación comunitaria. Objetivo. Este estudio evaluó dos métodos de control para Ae. aegypti que podrían ser usados por la comunidad: las ovitrampas letales (OL) y las briquetas de Bacillus thuringiensis var israeliensis (Bti). Materiales y métodos. El estudio se llevó a cabo en cuatro barrios similares de la Comuna 16 de Cali, Colombia. Se evaluaron tres intervenciones (OL, Bti, OL y Bti) más educación y un área control (sólo educación) para medir la eficacia de la vigilancia entomológica posterior a la intervención. Además, los índices entomológicos se compararon con los resultados de una vigilancia antes de la intervención llevada a cabo en bloques de casas seleccionadas aleatoriamente en los mismos barrios. La abundancia relativa del vector en relación con las condiciones climáticas se comparó usando los mismos métodos del muestreo entomológico. Resultados. Las intervenciones no produjeron diferencias significativas entre los tratamientos en la abundancia del vector. Sin embargo, las intervenciones lograron una reducción significativa de los índices entomológicos comparados con los observados en la vigilancia antes de la intervención: índice de casa, de 15,1% a 8,5%; promedio de pupas por casa, de 1,15 a 0,073, e índice de adultos, de 56,3% a 34,8% (p<0,05). Conclusiones. La ausencia de diferencias significativas entre las intervenciones y el bloque control sugiere que las actividades educacionales junto con las visitas periódicas a las casas producen reducciones similares de los estadios inmaduros y adultos de Ae. aegypti.

Evaluación del triflumuron y la mezcla de Bacillus thuringiensis más B. sphaericus para control de formas inmaduras de Aedes aegypti y Culex quinquefasciatus en sumideros en Cali, Colombia / Evaluation of the triflumuron and the mixture of Bacillus thuringiensis plus B Bacillus sphaericus for control of the immature stages of Aedes aegypti and Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae) in catch basins

Introducción. En Cali los sumideros son uno de los principales criaderos de Aedes aegypti y Culex quinquefasciatus que son controlados por la Secretaría de Salud Municipal utilizando el insecticida triflumurón desde 1999. Se sospecha falla al tratamiento. Objetivos. Evaluar la eficacia del Starycide® (Triflumuron) y VectoMax® (mezcla bacteriana de Bacillus thuringiensis var. israelensis + B. sphaericus) en el control de Ae. aegypti y Cx. quinquefasciatus en los sumideros y determinar el efecto residual de una única aplicación deVectoMax®, en épocas de alta y baja pluviosidad.Materiales y métodos. La eficacia de los productos fue medida en 60 sumideros de una zona residencial de Cali por un período de 90 días. La media de individuos inmaduros (larvas y pupas de Ae. aegypti y Cx. quinquefasciatus) fueron obtenidas quincenalmente de 40sumideros intervenidos (20 con Triflumuron y 20 con VectoMax®) y 20 sin tratamiento (grupo testigo). El efecto residual de la mezcla bacteriana se evaluó quincenalmente en 10 sumideros en cada temporada climática evaluada. Resultados. Los sumideros tratados con VectoMax® presentaron diferencias en el promediode estadios inmaduros en ambas especies frente al testigo (p<0,01). En contraste, el tratamiento con triflumuron sólo presentó diferencias en los estadios inmaduros de Ae. aegypti con respecto al testigo (p<0,001). El efecto residual del VectoMax® fue mayor en la época de baja pluviosidad con respecto al testigo (p<0,001). Conclusión. La mezcla bacteriana fue el tratamiento más eficaz en el control de ambasespecies durante el período evaluado (15 días).