Characterization of insect-specific Culex flavivirus (Flaviviridae) nucleotide sequences in mosquitoes from urban parks in São Paulo, Brazil

ABSTRACT Background: Despite their worldwide occurrence, the distribution and role of insect-specific flaviviruses (ISFs) remain unclear. Methods: We evaluated the presence of ISFs in mosquitoes collected in São Paulo, Brazil, using reverse transcription and semi-nested polymerase chain reaction (PCR). Some of the positive samples were subjected to nanopore sequencing. Results: Twelve mosquito pools (2.8%) tested positive for flavivirus infection. Nanopore sequencing was successfully performed on six samples. Phylogenetic analysis grouped these sequences into genotype 2 of Culex flavivirus (CxFV). Conclusions: The identification of CxFV genotype 2 at new locations in São Paulo highlights the importance of understanding the role of ISFs in mosquito vector competence.

Biodiversity and public health interface / Biodiversidade e a interface com a saúde pública

Abstract Alongside modernity, the human activity has been a key factor in global environmental risks, with worldwide anthropic modification being the cause of the emergence of diseases for wild and livestock animals, and even humans. In special, the increase in the spatial distribution and in the incidence of some emerging infectious diseases (EID) are directly associated to deforestation and global climate changes. Moreover, the arise of new EID agents, such as the SARS-COV-2 have been reported for the last 30 years. On the other hand, biodiversity has been shown to be a key indicator for ecosystem health, and to pose a role to increase the promotion of human public health. In neotropical regions, and in special, in Brazil, several infectious diseases have been demonstrated to be directly affected for the biodiversity loss, such as malaria, hantavirus pulmonary syndrome, yellow fever, urban arboviruses, spotted fever, amongst other. To better understand the ecosystem capacity of regulation of infectious diseases, FAPESP BIOTA program have supported researchers and research projects to increase knowledge about Brazilian biodiversity and the ecosystems, such as diversity of bird bioagents, venomous animals biodiversity, diversity of mosquitos species in forest patches inside urban areas, propagation of the yellow fever virus over fragmented forest territories, loss of ecological corridors and occurrence of spotted fever and malaria, amongst others. It is noteworthy that FAPESP BIOTA is a successful program and must be expanded as an important tool for present and future public health promotion.

Resumo Junto à modernidade, a atividade humana tem sido um fator chave ligada aos riscos ambientais globais, as modificações antrópicas em âmbito mundial têm sido causa do surgimento de doenças para os animais silvestres e domésticos, bem como para o ser humano. Em especial, o incremento na distribuição espacial e incidência de doenças infecciosas emergentes (DIE) estão diretamente associados ao desmatamento e às mudanças climáticas globais, além disso, o surgimento de novos agentes de DIE, como o SARS-COV-2, tem sido relatado nos últimos 30 anos. Por outro lado, a biodiversidade tem se mostrado um indicador chave para a saúde dos ecossistemas, além de representar um papel importante na promoção da saúde pública humana. Nas regiões neotropicais, e em especial, no Brasil, várias doenças infecciosas têm demonstrado ser diretamente afetadas pela perda de biodiversidade, como a malária, a síndrome pulmonar por hantavírus, a febre amarela, as arboviroses urbanas, a febre maculosa, entre outras. Para entender melhor a capacidade ecossistêmica de regulação de doenças infecciosas, o programa BIOTA FAPESP tem apoiado pesquisadores e projetos de pesquisa para aumentar o conhecimento sobre a biodiversidade e os ecossistemas brasileiros, como a diversidade de bioagentes de aves, a biodiversidade de animais peçonhentos, a diversidade de espécies de mosquitos em fragmentos florestais dentro de áreas urbanas, a propagação do vírus da febre amarela em território florestal fragmentado, perda e isolamento de remanescentes florestais e a ocorrência de febre maculosa e malária, entre outros. Ressalta-se que o BIOTA FAPESP é um programa de sucesso e deve ser ampliado como importante ferramenta de promoção da saúde pública presente e futura.

Phenotypic and genetic variation of Triatoma costalimai (Hemiptera: Reduviidae)

Abstract INTRODUCTION: We aimed to study intraspecific variation in Triatoma costalimai, a potential vector of Chagas disease present in Brazil and Bolivia. METHODS: We analyzed phenotypic (connexivum color patterns, wing morphometrics) and genetic variation (16S mtDNA) of three Brazilian T. costalimai populations. We compared 16S sequences with those of putative Bolivian T. costalimai and its sister species, T. jatai. RESULTS: Brazilian populations had different connexivum color patterns and forewing shapes. A 16S mtDNA haplotype network showed a clear separation of Brazilian T. costalimai from both T. jatai and Bolivian T. costalimai. CONCLUSIONS: We report considerable variability in T. costalimai populations.

Confirmation of the first report of Psammolestes tertius Lent and Jurberg, 1965 (Hemiptera, Reduviidae, Triatominae) in Paraná State, Brazil

Abstract INTRODUCTION This study confirms the occurrence of Psammolestes tertius Lent & Jurberg, 1965 (Hemiptera, Reduviidae, Triatominae) in the state of Paraná, Brazil. METHODS: In 2002, a male specimen of P. tertius was collected in the municipality of Porto Rico, Paraná, Brazil. RESULTS: This finding adds to the data on the geographical distribution of P. tertius from 14 to 15 known occurrences in Brazilian states and, therefore, reports the increase in the diversity of triatomines in Paraná. CONCLUSIONS: The presence of P. tertius in the state of Paraná demonstrates that the biodiversity of these insects may have been underestimated.

Primum non nocere - Are chloroquine and hydroxychloroquine safe prophylactic/treatment options for SARS-CoV-2 (covid-19)?

ABSTRACT Chloroquine (CQ) and its analog hydroxychloroquine (HCQ) were recently included in several clinical trials as potential prophylactic and therapeutic options for SARS-COV-2 infection/covid-19. However, drug effectiveness in preventing, treating, or slowing the progression of the disease is still unknown. Despite some initial promising in vitro results, rigorous pre-clinical animal studies and randomized clinical trials have not been performed yet. On the other hand, while the potential effectiveness of CQ/HCQ is, at best, hypothetical, their side effects are factual and most worrisome, particularly when considering vulnerable groups of patients being treated with these drugs. in this comment, we briefly explain the possible mechanisms of action of CQ/HCQ for treating other diseases, possible actions against covid-19, and their potent side effects, in order to reinforce the necessity of evaluating the benefit-risk balance when widely prescribing these drugs for SARS-COV-2 infection/covid-19. We conclude by strongly recommending against their indiscriminate use.

Composition and diversity of mosquitoes (Diptera: Culicidae) in urban parks in the South region of the city of São Paulo, Brazil / Composição e diversidade de mosquitos (Diptera: Culicidae) em parques urbanos localizados na região Sul do município de São Paulo, Brasil

Abstract Many parks in the city of São Paulo contain remnants of Atlantic Forest. Of the 30 municipal parks in the South of the city, we investigated two in this study (Santo Dias Park and Shangrilá Park) in order to survey their mosquito fauna and investigate the presence of potential bioindicators of environmental conditions and vectors of human pathogens. Mosquitoes were collected monthly between March 2011 and February 2012 using aspirators, Shannon and CDC traps for adult mosquitoes and larval dippers and suction samplers for immature forms. Sampling effort was evaluated by plotting a species accumulation curve, and total richness was estimated using the first-order jackknife. To compare the diversity between the two parks Shannon and Simpson diversity indexes were calculated. Species similarity was compared by the Sorensen similarity index. In all, 8,850 specimens were sampled in both parks. Collections in Santo Dias Park yielded 1,577 adult mosquitoes and 658 immature individuals distributed in seven genera (Aedes, Anopheles, Culex, Limatus, Mansonia, Toxorhynchites and Wyeomyia) and 27 taxonomic units. Among the adult mosquitoes collected, Culex nigripalpus .and Aedes fluviatilis were the most abundant, while the most abundant immature forms were Cx. imitator, Wy. davisi, Wy. galvaoi and Ae. albopictus. Collections in Shangrilá Park yielded 4,952 adult specimens and 1,663 immature forms distributed in eight genera (Aedes, Anopheles, Culex, Limatus, Mansonia, Toxorhynchites, Uranotaenia and Wyeomyia) and 36 taxonomic units. Species accumulation curves in both parks were close to the asymptote, and the total richness estimate was close to the observed richness. Although the observed species richness was higher in the Shangrilá Park, there was no statistically significant difference between the diversity indexes measured. Regarding species composition, the two sites shared 16 species, including those of epidemiological importance such as Culex nigripalpus, Cx. quinquefasciatus, Aedes albopictus and Ae. aegypti. As some of the mosquito taxa found are bioindicators of environmental conditions and have epidemiological potential to carry pathogens, we recommend that urban parks should be included in official mosquito surveillance programs, and regular surveys carried out to detect circulating arboviruses.

Resumo Parques urbanos do município de São Paulo contêm remanescentes de Mata Atlântica. No sul da cidade há 30 parques municipais, sendo os parques Santo Dias e Shangrila alvos deste estudo. Este estudo teve a proposta de levantamento da fauna de culicídeos desses dois parques no sul da cidade de São Paulo e avaliar a presença de potenciais bioindicadores e espécies vetoras de patógenos aos seres humanos. Os mosquitos foram coletados mensalmente entre março de 2011 e fevereiro de 2012, com aspiradores, armadilhas de Shannon e CDCs para mosquitos adultos e conchas entomológicas e bombas manuais de sucção para os imaturos. O esforço amostral foi avaliado por traçar uma curva de acumulação de espécies, e a riqueza total foi estimada pelo método jackknife de primeira ordem. Para comparar a diversidade entre os dois parques, foram calculados os índices de diversidade de Shannon e de Simpson. A similaridade na composição de espécies foi comparada pelo índice de similaridade de Sorensen. Foram coletados um total de 8.850 espécimes de culicídeos em ambos os parques. Coletas no parque Santo Dias renderam 1.577 mosquitos adultos e 658 imaturos, distribuídos em sete gêneros (Aedes, Anopheles, Culex, Limatus, Mansonia, Toxorhynchites e Wyeomyia) e 27 unidades taxonômicas: Culex nigripalpus, e Aedes fluviatilis foram as mais abundantes unidades taxonômicas coletadas como adultos, enquanto em formas imaturas, as espécies mais abundantes coletadas foram Cx. imitator, Wy. davisi, Wy. galvaoi e Ae. albopictus. Coletas no parque Shangrilá renderam 4.952 espécimes como adultos e 1.663 formas imaturas, distribuídas em oito gêneros (Aedes, Anopheles, Culex, Limatus, Mansonia, Toxorhynchites, Uranotaenia e Wyeomyia) e 36 unidades taxonômicas.. As curvas de acúmulo de espécies em ambos os parques ficaram perto da assíntota, e as estimativas de riqueza total foram próximas às riquezas observadas. Apesar da riqueza observada ter sido maior no parque Shangrilá, não houve diferença estatisticamente significante entre os índices de diversidade mensurados. Em relação à composição de espécies os dois locais compartilharam 16 espécies, incluindo as de maior importância epidemiológica como Culex nigripalpus, Cx. quinquefasciatus, Aedes albopictus e Ae. aegypti. Alguns táxons de culicídeos são bioindicadores de condições ambientais nas áreas ou possuem potencial para veicular patógenos. Atenção deve ser dada a parques urbanos, com inclusão destes locais nos programas oficiais de vigilância entomológica e investigações periódicas na circulação de arbovírus.

Mosquito (Diptera: Culicidae) fauna in parks in greater São Paulo, Brazil / Fauna de mosquitos (Diptera: Culicidae) em parques da cidade de São Paulo, Brasil

Municipal parks in the city of São Paulo, which are used for leisure purposes, contain remnants of the flora of the Atlantic Forest, as well as lakes and springs, and are home to mammals, birds and arthropods, some of which can be vectors of disease. The eastern side of the city has the largest population in São Paulo and twenty-four municipal parks. The aim of this study was to investigate Culicidae fauna in two parks on this side of the city and to determine which of the Culicidae species identified have the potential to act as bioindicators and vectors of human pathogens. Culicidae were collected monthly between March 2011 and February 2012 in Carmo Park and Chico Mendes Park with battery-powered aspirators, Shannon traps and CDC traps for adult mosquitoes, and larval dippers and suction samplers for immature mosquitoes. To confirm sample sufficiency, the EstimateS program was used to plot sample-based species accumulation curves and estimate total richness by the Jackknife 1 method. In all, 1,092 culicids from nine genera (Aedes, Anopheles, Coquillettidia, Culex, Limatus, Mansonia, Trichoprosopon, Toxorhynchites and Uranotaenia) and nineteen taxonomic units were collected in Carmo Park. Coquillettidia venezuelensis (Theobald 1912), Aedes scapularis (Rondani 1848) and Culex (Culex) spp. Linnaeus 1758 were the most abundant adults, and Culex (Melanoconion) spp. Theobald 1903 and Anopheles strodei Root 1926 the most abundant immature mosquitoes. In Chico Mendes Park 4,487 mosquitoes in six genera and eighteen taxonomic units were collected. Culex (Cux.) spp. and Ae. scapularis were the most abundant adults, and Ae. albopictus (Skuse 1984) the most abundant immature mosquitoes. The species accumulation curves in both parks were close to the asymptote, and the total richness estimate was close to the observed richness. Some culicid taxons are bioindicators of environmental conditions in the areas they inhabit. It is important to monitor native fauna in municipal parks in São Paulo as various species in this study were found to have vector competence and capacity to transmit pathogens, such as arboviruses.

Em São Paulo os parques municipais preservam resquícios da vegetação de Mata Atlântica, comportam lagos e nascentes, servem de abrigos para mamíferos, aves e artrópodes vetores. São frequentados pela população humana como ambientes de lazer. A zona Leste da cidade possui o maior índice populacional de habitantes e 24 parques municipais. O objetivo deste trabalho foi conhecer a fauna de Culicidae de dois parques da zona Leste da cidade e avaliar a presença de espécies potencialmente bioindicadoras e vetoras de patógenos ao homem. Foram feitas coletas mensais de culicídeos entre março de 2011 a fevereiro de 2012 no Parque do Carmo e no Parque Chico Mendes, com aspiradores elétricos, armadilhas de Shannon e CDC para mosquitos adultos e concha entomológica e bombas manuais de sucção para os imaturos. Para verificar a suficiência amostral foram construídas curvas de acúmulo de espécies por amostragem e a riqueza total foi estimada pelo método Jackknife 1, ambos gerados pelo programa EstimateS. No parque do Carmo foram coletados 1.092 culicídeos, distribuídos em nove gêneros (Aedes, Anopheles, Coquillettidia, Culex, Limatus, Mansonia, Trichoprosopon, Toxorhynchites e Uranotaenia), distribuídos em 19 unidades taxonômicas. Coquillettidia venezuelensis(Theobald 1912), Aedes scapularis (Rondani 1848)e Culex (Culex) spp. Linnaeus 1758 foram os adultos mais abundantes e Culex (Melanoconion) spp. Theobald 1903 e Anopheles strodei Root 1926 os imaturos. No Parque Chico Mendes obteve-se 4.487 mosquitos, distribuídos em seis gêneros e 18 unidades taxonômicas. Culex (Cux.) spp. e Ae. scapularis foram os mais abundantes dos adultos e Ae. albopictus (Skuse 1984) dos imaturos. As curvas de acúmulo de espécies por amostragem em ambos os parques chegaram próximas è assíntota e a estimativa de riqueza total mostrou-se próxima è riqueza observada. Alguns táxons de culicídeos são bioindicadores das condições ambientais dos locais onde vivem, portanto é necessário acompanhar a fauna nativa dos parques municipais porque várias espécies encontradas têm mostrado competência e capacidade para veicular patógenos e arbovírus.

DsRed2 transient expression in Culex quinquefasciatus mosquitoes

Culex quinquefasciatus mosquitoes have been successfully genetically modified only once, despite the efforts of several laboratories to transform and establish a stable strain. We have developed a transient gene expression method, in Culex, that delivers plasmid DNA directly to the mosquito haemolymph and additional tissues. We were able to express DsRed2 fluorescent protein in adult Cx. quinquefasciatus mosquitoes by injecting plasmids directly into their thorax. The expression of DsRed2 in adult Cx. quinquefasciatus mosquitoes is an important stepping stone to genetic transformation and the potential use of new control strategies and genetic interactions.

Biodiversidade de mosquitos (Diptera: Culicidae) nos parques da cidade de São Paulo I / Mosquito (Diptera: Culicidae) survey in parks of São Paulo City I

Diante da escassez de informações sobre mosquitos (Diptera: Culicidae) na cidade de São Paulo, foi proposto um projeto para estudar esse grupo de insetos nas áreas verdes representadas pelos parques municipais da cidade. Foram investigados 35 desses parques distribuídos nas regiões sul, norte e centro-oeste da cidade, entre outubro de 2010 e fevereiro de 2011 em período diurno. Os imaturos foram coletados dos criadouros por meio de conchas entomológicas e bomba de sucção e os adultos foram capturados em seus abrigos por aspirador elétrico (bateria de 12V). A identificação e catalogação de espécimes foram feitas no Laboratório de Entomologia da Faculdade de Saúde Pública, Universidade de São Paulo. Nesta primeira fase do projeto, coletou-se um total de 5.129 espécimes distribuídos em 11 gêneros e 41 categorias taxonômicas. Culex (Cux.) quinquefasciatus foi a espécie mais abundante. O gênero Aedes foi representado principalmente por Ae. (Och.) fluviatilis e Ae. (Ste.) albopictus. Ae. (Ste.) aegypti e Ae. (Och.)scapularis também foram frequentes em alguns parques. Os demais gêneros apresentaram-se pouco abundantes. Dos parques, 25,7% apresentaram mais de dez grupos, com destaque para o Anhanguera com 26; em contrapartida, 57,1% apresentaram cinco ou menos grupos. Apesar da pressão antrópica sobre esses ambientes, diversas espécies de culicídeos se utilizam destes habitats para a manutenção e refúgio de suas populações. É recomendado que estes ambientes estejam sob constante vigilância epidemiológica, visto que algumas das espécies coletadas possuem importância em saúde pública como vetoras de patógenos à população humana.

Given the scarcity of information on mosquitoes (Diptera: Culicidae) in the city of São Paulo, led the authors to propose a project to investigate this group of insects in some of the green areas, represented by municipal parks. The captures were undertaken in 35 municipal parks in the south, north and central-west of the city, between October 2010 and February 2011, during daylight. Immature forms were collected from breeding places with entomological ladles and suction pumps and adults from resting places with electric aspirators (12V battery). The identification of the specimens was undertaken in the Culicid laboratory of the Faculdade de Saúde Pública, Universidade de São Paulo. In this first phase of the project, a total of 5,129 specimens distributed in 11 genera and 41 taxonomic categories were captured. Culex (Cux) quinquefasciatus was the most abundant species. The genus Aedes was represented mainly by Ae. (Och) fluviatilis and Ae. (Ste) albopictus. Ae. (Ste) aegypti and Ae. (Och) scapularis were frequent in some parks. Other genera were less abundant. Of the parks investigated, 25.7% presented more than ten groups of species, notably the Anhanguera with 26; on the other hand, 57.1% had five or fewer groups. Despite the anthropic pressure on these environments, several culicid species make use of these habitats as refuges. It is recommended that these environments be kept under constant epidemiological surveillance as some of the species collected constitute public health threats as pathogen vectors to the human population.

Low genetic diversity in Wolbachia-Infected Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae) from Brazil and Argentina / Baixa diversidade genética em Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae) infectado por Wolbachia do Brasil e Argentina

Culex quinquefasciatus is a vector of human pathogens, including filarial nematodes and several viruses. Although its epidemiological relevance is known to vary across geographical regions, an understanding of its population genetic structure is still incipient. In light of this, we evaluated the genetic diversity of Cx. quinquefasciatus and Cx. pipiens x Cx. quinquefasciatus hybrids collected from nine localities in Brazil and one site in Argentina. We used mitochondrial genes cox1 and nd4, along with the coxA and wsp genes of the maternally-inherited Wolbachia endosymbiont. The nd4 fragment was invariant between samples, whilst cox1 exhibited four haplotypes that separated two types of Cx. quinquefasciatus, one clustered in southern Brazil. Low sequence diversity was generally observed, being discussed. Both Brazilian and Argentinian mosquitoes were infected with a single Wolbachia strain. As reported in previous studies with these populations, cox1 and nd4 diversity is not congruent with the population structure revealed by nuclear markers or alar morphology. Future Cx. quinquefasciatus research should, if possible, evaluate mtDNA diversity in light of other markers.

Culex quinquefasciatus é vetor de patógenos humanos, incluindo nematódeos filarídeos e vários vírus. Embora a sua relevância epidemiológica varie entre as diferentes regiões geográficas, o conhecimento da estrutura genética da população é ainda incipiente. Em vista disso, foram avaliados os níveis de diversidade genética de Cx. quinquefasciatus e de híbridos Cx. quinquefasciatus x Cx. pipiens de nove cidades do Brasil e em La Plata, na Argentina. Para os testes foram utilizados fragmentos dos genes mitocondriais cox1 e nd4, juntamente com coxA e wsp do endossimbionte Wolbachia, herdado maternalmente. O fragmento nd4 não apresentou variação entre as amostras, e o cox1 exibiu quatro haplótipos que separaram dois tipos de Cx. quinquefasciatus, com um deles agrupado no sul do Brasil. Os dados de sequência mostraram baixa diversidade, sendo esta discutida. Ambas as amostras de mosquitos brasileiros e argentinos estão infectados com uma única cepa de Wolbachia. A diversidade apresentada por nd4 e cox1 não é congruente com a estrutura da população revelada por marcadores nucleares e morfologia alar de estudos anteriores com estas mesmas populações. Pesquisas com Cx. quinquefasciatus devem, se possível, avaliar a diversidade por DNA mitocondrial na luz de outros marcadores.

Genetic Control of Mosquitoes: population suppression strategies / Controle genético de mosquitos: estratégias de supressão de populações

Over the last two decades, morbidity and mortality from malaria and dengue fever among other pathogens are an increasing Public Health problem. The increase in the geographic distribution of vectors is accompanied by the emergence of viruses and diseases in new areas. There are insufficient specific therapeutic drugs available and there are no reliable vaccines for malaria or dengue, although some progress has been achieved, there is still a long way between its development and actual field use. Most mosquito control measures have failed to achieve their goals, mostly because of the mosquito's great reproductive capacity and genomic flexibility. Chemical control is increasingly restricted due to potential human toxicity, mortality in no target organisms, insecticide resistance, and other environmental impacts. Other strategies for mosquito control are desperately needed. The Sterile Insect Technique (SIT) is a species-specific and environmentally benign method for insect population suppression, it is based on mass rearing, radiation mediated sterilization, and release of a large number of male insects. Releasing of Insects carrying a dominant lethal gene (RIDL) offers a solution to many of the drawbacks of traditional SIT that have limited its application in mosquitoes while maintaining its environmentally friendly and species-specific utility. The self-limiting nature of sterile mosquitoes tends to make the issues related to field use of these somewhat less challenging than for self-spreading systems characteristic of population replacement strategies. They also are closer to field use, so might be appropriate to consider first. The prospect of genetic control methods against mosquito vectored human diseases is rapidly becoming a reality, many decisions will need to be made on a national, regional and international level regarding the biosafety, social, cultural and ethical aspects of the use and deployment of these vector control methods.

Ao longo das duas últimas décadas, morbidade e mortalidade da malária e dengue e outros patógenos tem se tornado cada vez mais um problema de Saúde Pública. O aumento na distribuição geográfica de seus respectivos vetores é acompanhada pela emergência de doenças em novas áreas. Não estão disponíveis drogas específicas suficientes e não há vacinas específicas para imunizar as populações alvo. As medidas de controle de mosquitos atuais falharam em atingir os objetivos propostos, principalmente devido à grande capacidade reprodutiva dos mosquitos e alta flexibilidade genômica. O controle químico se torna cada vez mais restrito devido a sua potencial toxicidade aos seres humanos, mortalidade de organismos não alvos, resistência a inseticida além de outros impactos ambientais. Novas estratégias de controle são necessárias. A técnica do inseto estéril (SIT) é um método de supressão populacional espécie específico e ambientalmente amigável, baseia-se na criação em massa, esterilização mediante irradiação e liberação de um grande número de insetos machos. Liberar insetos carregando um gene letal dominante (RIDL) oferece uma solução a muitas limitações impostas pela técnica do inseto estéril (SIT) que limitaram sua aplicação em mosquitos e ainda assim mantém suas características de ambientalmente amigável e espécie específica. A natureza auto-limitante de mosquitos estéreis tende a deixar alguns empecilhos para uso no campo, de certa forma, menos desafiadores quando comparados a sistemas auto-propagação, característicos de estratégias de substituição de população. Sistemas auto-limitantes estão mais próximos para uso no campo, portanto pode ser apropriado considerá-lo primeiro. A perspectiva de métodos de controle genéticos contra mosquitos vetores de doenças que acometem humanos está rapidamente se tornando uma realidade, muitas decisões terão de ser tomadas em âmbito nacional, regional e internacional com relação a aspectos étnicos, sociais, culturais e de biossegurança para o uso e liberação destes métodos de controle de vetores.

Intragenomic variation in the second internal transcribed spacer of the ribosomal DNA of species of the genera Culex and Lutzia (Diptera: Culicidae)

Culex is the largest genus of Culicini and includes vectors of several arboviruses and filarial worms. Many species of Culex are morphologically similar, which makes their identification difficult, particularly when using female specimens. To aid evolutionary studies and species distinction, molecular techniques are often used. Sequences of the second internal transcribed spacer (ITS2) of ribosomal DNA (rDNA) from 16 species of the genus Culex and one of Lutzia were used to assess their genomic variability and to verify their applicability in the phylogenetic analysis of the group. The distance matrix (uncorrected p-distance) that was obtained revealed intragenomic and intraspecific variation. Because of the intragenomic variability, we selected ITS2 copies for use in distance analyses based on their secondary structures. Neighbour-joining topology was obtained with an uncorrected p-distance. Despite the heterogeneity observed, individuals of the same species were grouped together and correlated with the current, morphology-based classification, thereby showing that ITS2 is an appropriate marker to be used in the taxonomy of Culex.

Marcadores moleculares e controle genético de mosquitos vetores / Molecular markers and genetic control of the mosquito vectors

Os mosquitos são responsáveis pela transmissão de várias doenças ao homem, entre elas malária, dengue e filarioses. O Laboratório de Biologia Molecular de Vetores do Departamento de Epidemiologia da Faculdade de Saúde Pública da Universidade de São Paulo vem desenvolvendo projetos de pesquisa relacionados aos aspectos moleculares e ao controle genético dos mosquitos vetores, principalmente dos gêneros Anopheles e Culex. A identificação das espécies contidas nesses gêneros é dificultada pela falta de características marcantes nas fêmeas adultas, e pelo fato de muitos desses pertencerem a complexos de espécies crípticas. Estes problemas levaram a utilização de abordagens moleculares, com a utilização de marcadores mitocondriais e ribossômicos para auxiliar na taxonomia e a responder questões filogenéticas. Entre os estudos discutidos nessa tese, é mostrado o Anopheles darlingi como espécie monotípica e o An. oswaldoi como um complexo de espécies. Já os estudos com espécies do gênero Culex indicaram a presença de alguns complexos e de espécies em processos de especiação. Sabe-se que a ocorrência de espécies crípticas entre os vetores de patógenos e o desenvolvimento de técnicas que permitam a correta identificação é crucial em programas de controle. O ressurgimento de parasitoses e arboviroses transmitidas por mosquitos devido principalmente a resistência desses aos inseticidas levaram ao surgimento de estratégias alternativas de controle, tais como a utilização de mosquitos geneticamente modificados para supressão ou substituição de populações vetoras. Embora a competência e a viabilidade da modificação genética de mosquitos tenham sido demonstradas em laboratório, ainda não se sabe como os transgenes podem ser inseridos nas populações de mosquitos na natureza. Foram propostas várias abordagens possíveis, como o uso de elementos de transposição. Porém, o êxito de qualquer mecanismo dependerá em parte do custo no fitness dos mosquitos que é imposto pela presença do transgene e, desse modo, estudos de fitness são essenciais para a seleção de linhagens de mosquitos transgênicos que poderão ser utilizadas em programas de controle.

Genetic-morphometric variation in Culex quinquefasciatus from Brazil and La Plata, Argentina

Variation among natural populations of Culex (Culex) quinquefasciatus Say is associated with different vectorial capacities. The species Cx. quinquefasciatus is present in the equatorial, tropical and subtropical zones in the Brazilian territory, with intermediate forms between Cx. quinquefasciatus and Culex pipiens occurring in regions of latitudes around 33°-35°S. Herein, we studied geographically distinct populations of Cx. quinquefasciatus by genetic characterization and analysis of intra-specific wing morphometrics. After morphological analysis, molecular characterization of Cx. quinquefasciatus and intermediate forms was performed by polymerase chain reaction of the polymorphic nuclear region of the second intron of the acetylcholinesterase locus. Additionally, the morphology of adult female wings collected from six locations was analyzed. Wing centroid sizes were significantly different between some geographical pairs. Mean values of R2/R2+3 differed significantly after pairwise comparisons. The overall wing shape represented by morphometric characters could be divided into two main groupings. Our data suggest that Brazilian samples are morphologically and genetically distinct from the Argentinean samples and also indicated a morphological distinction between northern and southern populations of Brazilian Cx. quinquefasciatus. We suggest that wing morphology may be used for preliminary assessment of population structure of Cx. quinquefasciatusin Brazil.

Controle de vetores utilizando mosquitos geneticamente modificados / Control of vector populations using genetically modified mosquitoes

Formas químicas de controle de mosquitos vetores são ineficazes, levando ao desenvolvimento de novas estratégias. Assim, foi realizada revisão das estratégias de controle genético de populações de mosquitos vetores baseada na técnica do inseto estéril. Uma delas consiste na liberação de machos esterilizados por radiação, a outra, na integração de um gene letal dominante associado a um promotor específico de fêmeas imaturas. Entre as vantagens sobre outras técnicas biológicas e químicas de controle de vetores estão: alta especificidade, não prejudicial ao meio ambiente, baixo custo de produção e alta eficácia. O uso desta técnica de modificação genética pode vir a ser uma importante ferramenta do manejo integrado de vetores.

The ineffectiveness of current strategies for chemical control of mosquito vectors raises the need for developing novel approaches. Thus, we carried out a literature review of strategies for genetic control of mosquito populations based on the sterile insect technique. One of these strategies consists of releasing radiation-sterilized males into the population; another, of integrating a dominant lethal gene under the control of a specific promoter into immature females. Advantages of these approaches over other biological and chemical control strategies include: highly species-specific, environmentally safety, low production cost, and high efficacy. The use of this genetic modification technique will constitute an important tool for integrated vector management.

Análise das relações taxonômicas e sistemáticas entre espécies de triatomíneos (Hemiptera, Reduviidae) de colônias mantidas pelo Serviço Especial de Saúde de Araraquara, inferida de seqüências do 16S rDNA mitocondrial / Taxonomic and systematic analysis among triatomine bug species (Hemiptera, Reduviidae) from colonies of the Special Health Service of Araraquara (SESA), inferred from 16S rDNA mitocondrial sequences

Nucleotide sequences of mitocondrial 16S rDNA gene were analyzed in 14 populations of triatomine bugs from colonies maintained by SESA, Araraquara, São Paulo, Brazil, comparing them with sequences of same gene found in the GenBank. The fragments varied from 311 to 317 bp, with low intra-specific genetic distance (0 percent to 0.6 percent), with exception of the relationship among Triatoma sordida specimens (1 percent) and T. brasiliensis specimens (1.3 percent) that were attributed to different geographical populations. The paraphily of Rhodniini and Panstrongylus genus was evidenced by this analyses, confirming previous results between these and the narrow relationships of R. prolixus with R. robustus and of T. infestans with T. platensis. The relationship between T. maculata and T. pseudomaculata has not been resolved, since these taxa appeared both in monophyly and as in paraphyly: T. pseudomaculata (SESA) is grouped with T. maculata (sequence of GenBank) and the associated T. brasiliensis (SESA), while T. maculata (SESA) appears grouped with T. pseudomaculata of SESA and GenBank. The results evidence the utility of the gene 16S as molecular marker in the species of triatomine bugs and its importance in systematic and taxonomy questions. There is a necessity of new studies including new molecular markers associated with classic systematic characters of morphology, ecology and behavior to adjust systematic decisions since those will be not of only systematic impact but, for new strategies of control.

Foram analisadas seqüências de nucleotídeos do gene 16S do rDNA mitocondrial em 14 populações de triatomíneos mantidos em colônias no insetário SESA de Araraquara- SP, comparando-as com seqüências do mesmo gene disponíveis no GenBank. Os fragmentos variaram de 311 a 317 pb com baixa variação intra-específica entre as distâncias genéticas (0 por cento a 0,6 por cento), exceto para os relacionamentos entre espécimes de Triatoma sordida (1 por cento) e espécimes de T. brasiliensis (1,3 por cento) atribuídos a populações geográficas diferentes. A parafilia de Rhodniini e do gênero Panstrongylus foi evidenciada pelas analises, confirmando resultados anteriores entre estes e os estreitos relacionamentos de R. prolixus com R. robustus e de T. infestans e T. platensis. O relacionamento entre T. maculata e T. pseudomaculata não foi solucionado, uma vez que, esses táxons apareceram tanto em monofilia quanto em parafilia: T. pseudomaculata (SESA) está agrupado com T. maculata (seqüência do GenBank) e associados a T . brasiliensis (SESA), enquanto T. maculata (SESA) aparece agrupado com T. pseudomaculata do SESA e do GenBank. Os resultados evidenciam a utilidade do gene 16S como marcador de espécies de triatomíneos e sua importância em questões de sistemática e taxonomia. Há necessidade de novos estudos envolvendo outros marcadores associados a caracteres sistemáticos clássicos de morfologia, ecologia e comportamento para decisões sistemáticas adequadas uma vez, que teriam impacto não apenas sistemático mas, para as estratégias de controle.

Observações sobre aplicações de controle em ecótopo com alta infestação de Culex quinquefasciatus Say (Diptera, Culicidae) / Observations on control applications in breeding sites with high infestation of Culex quinquefasciatus Say (Diptera, Culicidae)

Com o objetivo de conhecer aspectos da infestação do mosquito Culex quinquefasciatus no rio Pinheiros, São Paulo, SP, Brasil, e avaliar a eficácia das aplicações de controle efetuadas no local, foram realizadas atividades de monitoramento da população de mosquitos em dez pontos de amostragens, localizados ao longo das duas margens do rio Pinheiros. Os mosquitos foram coletados por meio de técnica de aspiração à bateria, durante o período de um ano e encaminhados ao laboratório para identificação, contagem e tratamento dos dados de freqüência com as datas de aplicações de controle químico e biológico da população de mosquitos. As aplicações de controle apresentam efeitos parciais na freqüência populacional da espécie, o que abre discussão sobre as peculiaridades do ecótopo, como possíveis barreiras na eficiência dos produtos aplicados no meio aquático e na vegetação marginal, ao longo da calha do rio.

With the objective of studying aspects of the infestation of the mosquito Culex quinquefasciatus in the Pinheiros river, in the city of São Paulo, SP, Brazil, and to evaluate the effectiveness of the control applications made in the place, activities of collecting mosquitoes were performed in ten sites located along the two margins of the river. The mosquitoes were collected by aspiration method, during the period of one year. After that, they were sent to the laboratory for identification, scoring and treatment of the frequency data comparing with the applications data of chemical and biological control strategies. The control applications had presented partial effect in the population frequency of the species, what opens for a discussion about the peculiarities of the breeding sites, as possible barriers in the efficiency of the products applied in the aquatic environment and in the border vegetation, along the course of the river.

The second internal transcribed spacer of nuclear ribosomal DNA as a tool for Latin American anopheline taxonomy: a critical review

Among the molecular markers commonly used for mosquito taxonomy, the internal transcribed spacer 2 (ITS2) of the ribosomal DNA is useful for distinguishing among closely-related species. Here we review 178 GenBank accession numbers matching ITS2 sequences of Latin American anophelines. Among those, we found 105 unique sequences corresponding to 35 species. Overall the ITS2 sequences distinguish anopheline species, however, information on intraspecific and geographic variations is scarce. Intraspecific variations ranged from 0.2 percent to 19 percent and our analysis indicates that misidentification and/or sequencing errors could be responsible for some of the high values of divergence. Research in Latin American malaria vector taxonomy profited from molecular data provided by single or few field capture mosquitoes. However we propose that caution should be taken and minimum requirements considered in the design of additional studies. Future studies in this field should consider that: (1) voucher specimens, assigned to the DNA sequences, need to be deposited in collections, (2) intraspecific variations should be thoroughly evaluated, (3) ITS2 and other molecular markers, considered as a group, will provide more reliable information, (4) biological data about vector populations are missing and should be prioritized, (5) the molecular markers are most powerful when coupled with traditional taxonomic tools.

Aspectos da distribuição de Culex (Culex) quinquefasciatus Say (Diptera, Culicidae) na região do rio Pinheiros, na cidade de São Paulo, Estado de São Paulo, Brasil / Aspects of the distribution of Culex (Culex) quinquefasciatus Say (Diptera, Culicidae) in the region of the Pinheiros River, in the city of São Paulo, State of São Paulo, Brazil

A distribuição de Culex (Culex) quinquefasciatus Say (1823) ao longo das margens do rio Pinheiros e os principais fatores que levam à proliferação da espécie foram estudados efetuando-se coletas semanais de mosquitos adultos, no período de um ano, em três pontos eqüidistantes às margens do rio. Para as coletas de mosquitos utilizou-se aspirador à bateria, por um período de cinco minutos. Os mosquitos foram identificados, diferenciados segundo o sexo e contados. Para verificação do estado fisiológico, as fêmeas foram separadas em vazias, com sangue e com ovos. Foram coletados 35.684 mosquitos, todos identificados como Cx. quinquefasciatus, sendo 39,4 por cento fêmeas e 60,6 por cento machos. As freqüências tomaram proporções diferentes entre os pontos de coletas e, em uma série temporal. O ambiente impactado do rio Pinheiros representa um excelente criadouro de Cx. quinquefasciatus, confirmado pela ocorrência de picos acentuados na freqüência de mosquitos, com desenvolvimento de forma explosiva e sobreposições entre as gerações, após as chuvas e em épocas de verão.

The distribution of Culex (Culex) quinquefasciatus Say (1823) along of the margins of the Pinheiros river and the main factors that lead to the proliferation of the species were studied doing weekly collections of adult mosquitoes, in the period of one year, in three equidistant points in the margins of the river. For the collections of mosquitoes battery vacuum cleaner was used, for a period of five minutes. The mosquitoes were identified, differentiated according to the sex and counted. For verification of the physiological state, the females were differentiated in empty, with blood or eggs. A total of 35.684 mosquitoes were captured, all of them were identified as Cx. quinquefasciatus, being 39.4 percent females and 60.6 percent males. The frequencies took different proportions between the points of collections and in a temporary series. The damaged environment of the Pinheiros river represents an excellent breeding site of Cx. quinquefasciatus, confirmed by the occurrence of picks accentuated in the frequency of mosquitoes, with development in an explosive way and accumulation between the generations, after the rains and in summer times.