Genetic diversity and Kdr mutations of natural Aedes (Stegomyia) aegypti (Diptera: Culicidae) populations of Brazil

ABSTRACT Aedes (Stegomyia) aegypti is an important vector of dengue, yellow fever, chikungunya and Zika virus. It is well known that resistance monitoring and genetic diversity data help designing the vector control programs. This study aimed to evaluate resistance to pyrethroids (PYs) through the frequency of kdr mutations Val1016IIe and F1534C, and the genetic variation of the mitochondrial gene ND4 in six natural populations of A. aegypti from Paraná - Brazil. Adults were obtained from eggs collected from Alvorada do Sul, Marilena, Maringá, Nova Londrina, Paranavaí and São Carlos do Ivaí. From these adults, 345 were used to identify the 1016 and 1534 sites, and 120 were used to perform the ND4 gene analysis. The studied populations from Paraná showed PYs resistance, low gene flow and genetic diversity. Additionally, a relationship was observed among the haplotypes of populations from the Amazon and Southeastern Brazil, Peru, Mexico, and North America.

Genetic diversity of dengue virus serotypes 1 and 2 in the State of Paraná, Brazil, based on a fragment of the capsid/premembrane junction region / Diversidade genética dos vírus dengue sorotipos 1 e 2, no Estado do Paraná, Brasil, baseada no fragmento da junção do gene capsídeo/pré-membrana

INTRODUCTION: The precise identification of the genetic variants of the dengue virus is important to understand its dispersion and virulence patterns and to identify the strains responsible for epidemic outbreaks. This study investigated the genetic variants of the capsid-premembrane junction region fragment in the dengue virus serotypes 1 and 2 (DENV1-2). METHODS: Samples from 11 municipalities in the State of Paraná, Brazil, were provided by the Central Laboratory of Paraná. They were isolated from the cell culture line C6/36 (Aedes albopictus) and were positive for indirect immunofluorescence. Ribonucleic acid (RNA) extracted from these samples was submitted to the reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) and nested PCR. RESULTS: RT-PCR revealed that 4 of the samples were co-infected with both serotypes. The isolated DENV-1 sequences were 95-100% similar to the sequences of other serotype 1 strains deposited in GenBank. Similarly, the isolated DENV-2 sequences were 98-100% similar to other serotype 2 sequences in GenBank. According to our neighbor-joining tree, all strains obtained in this study belonged to genotype V of DENV-1. The DENV-2 strains, by contrast, belonged to the American/Asian genotypes. CONCLUSIONS: The monitoring of circulating strains is an important tool to detect the migration of virus subtypes involved in dengue epidemics.

INTRODUÇÃO:A identificação precisa da variante genética do vírus da dengue é importante para compreender a dispersão, virulência e identificação das cepas responsáveis pelas epidemias. O objetivo da pesquisa foi investigar a variação genética do fragmento da junção do gene capsídeo/pré-membrana dos sorotipos 1 e 2. MÉTODOS: Amostras de onze municípios do Estado Paraná, Brasil, foram cedidas pelo Laboratório Central do Paraná e consistiam em isolados de cultura de células da linhagem C6/36 (Aedes albopictus), positivos para técnica de imunofluorescência indireta. O Ribonucleic acid (RNA) dessas amostras foi extraído, seguido da transcrição reversa, reação em cadeia da polimerase (PCR) e nested PCR. RESULTADOS: Co-infecção por DENV-1 e 2 (virus da dengue 1 e 2) foi observada em quatro pacientes, através da técnica Reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR). Para o DENV-1 a porcentagem de similaridade variou de 95 a 100% comparando com cepas do Genbank. Para o DENV-2 a porcentagem de similaridade variou de 98 a 100%. De acordo com o cladograma gerado, todas as cepas deste estudo se agruparam no genótipo V para DENV-1. Para o DENV-2 foi encontrada a cepa referente ao genótipo asiático/americano. CONCLUSÕES: O monitoramento das cepas circulantes torna-se uma ferramenta importante na detecção da migração dos subtipos do vírus da dengue envolvidos em epidemias.

Detecção do vírus da dengue em populações naturais de mosquitos / Detection of dengue virus in natural populations of mosquitoes

A dengue é causada por um Flavivirus que apresenta elevada diversidade genética, com quatro sorotipos e vários genótipos. A enfermidade é endêmica na maioria dos países das Américas, e as fêmeas de Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762) são as únicas transmissoras, com importância epidemiológica. Um único mosquito infectado permanece assim pelo resto de sua vida, podendo infectar múltiplos hospedeiros humanos. Com a detecção do vírus da dengue em mosquitos, podemos revelar o sorotipo circulante ou a entrada de um novo sorotipo em uma determinada região, sem quaisquer implicações éticas, além de apresentar reprodutibilidade dos resultados. Esta revisão aborda as técnicas para detecção viral em mosquitos, suas vantagens e limitações, bem como as pesquisas já realizadas com populações naturais de Aedes aegypti.

Dengue is caused by Flavivirus which exhibits high genetic diversity, with four serotypes and various genotypes. The disease is endemic in most countries in the Americas, and the female Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762) are the only transmitters of epidemiological importance. A single infected mosquito remains so for the rest of his life and can infect multiple human hosts. For dengue virus detection in mosquitoes, the circulating serotype can be revealed or detect an entry of a new serotype in the region, without any ethical implications, and reproducible results. This review covers the techniques for detecting virus in mosquitoes, their advantages and limitations, as well as previous studies with natural populations of Aedes aegypti.

El dengue es causado por un Flavivirus que presenta una alta diversidad genética, cuatro serotipos y varios genotipos. Esta enfermedad es endémica en la mayoría de los países del continente Americano y sólo las hembras de Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762) son las transmisoras de esta enfermedad de importancia epidemiológica. Un único mosquito infectado permanece así por el resto de su vida pudiendo infectar múltiples hospederos humanos. El detectar el serotipo de virus de dengue presente en los mosquitos permite conocer, ya sea, el serotipo circulante o el ingreso de un nuevo serotipo a una determinada región sin ningún tipo de implicaciones éticas presentando así resultados reproducibles. Ésta revisión aborda las técnicas de detección viral en mosquitos, sus ventajas y limitaciones, así como estudios previos con poblaciones naturales de Aedes aegypti.