Dengue virus type 4 in Niterói, Rio de Janeiro: the role of molecular techniques in laboratory diagnosis and entomological surveillance

In Niterói, state of Rio de Janeiro, dengue virus type 4 (DENV-4) was isolated for the first time in March 2011. We analysed the laboratory findings of the first cases and evaluated the use of molecular techniques for the detection of DENV-4 in Aedes aegypti that were field-caught. Conventional reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) and SimplexaTM Dengue real-time RT-PCR confirmed DENV-4 infection in all cases. Additionally, DENV-4 was confirmed in a female Ae. aegypti with 1.08 x 10³ copies/mL of virus, as determined by quantitative real-time RT-PCR. This is the first time the SimplexaTM Dengue real-time assay has been used for the classification of cases of infection and for entomological investigations. The use of these molecular techniques was shown to be important for the surveillance of dengue in humans and vectors.

Vigilância virológica dos vírus dengue: genotipagem e caracterização molecular de vírus isolado em mosquistos naturalmente infectados e humanos, 1986-2011 / Virological surveillance of dengue virus: genotyping and molecular characterization of viruses isolated from humans and naturally infected mosquistos, 1986-2011

O dengue tem se apresentado como um grave problema de saúde pública no Brasil, razão pela qual, vários estudos têm sido realizados com o intuito de esclarecer aspectos da epidemiologia dessa doença em diferentes localidades, com histórias distintas de circulação dos diferentes sorotipos dos vírus dengue (DENV). A implantação de um Programa de vigilância entomológica e virológica e, que desde 1986 visa detectar e monitorar a circulação dos sorotipos e genótipos DENV, resultou em distintas oportunidades, no isolamento de amostras de DENV de vetores e de casos humanos permitindo a caracterização molecular e a análise filogenética, fornecendo informações relevantes para a compreensão da interação vetor- vírus- humanos. O entendimento da variação genética no vírus quando este replica em mosquitos, e como essas variações atuam durante a transmissão entre humanos e mosquitos permanecem desconhecidos. Portanto, visando contribuir para um melhor conhecimento dos DENV e sua interação com o mosquito vetor, realizamos neste trabalho, a caracterização molecular e análise filogenética de DENV isolados de mosquitos naturalmente infectados e de casos humanos, provenientes de epidemias ocorridas entre 1986 e 2011 no Brasil. Foi demonstrado que os métodos moleculares foram fundamentais por facilitarem a rápida identificação dos vírus e consequentemente o monitoramento dos genótipos circulantes. A RT-PCR para a triagem de DENV em vetores se mostrou uma ferramenta útil para a vigilância virológica, com taxas de detecção que variaram de 0,78 por cento a 25 por cento no período estudado. A análise filogenética dos DENV-1 isolados de mosquitos e humanos mostrou que o genótipo V (Américas/África) continua o mesmo circulante desde a sua introdução, porém foi demonstrada a co-circulação de duas novas linhagens (II e III) no período de 2009 a 2011. O sequenciamento do genoma completo de DENV-3 isolado a partir de Ae. aegypti naturalmente infectados no Rio de Janeiro (RJ), assim como a análise da região 3´NC de vírus isolados em mosquitos e humanos, caracterizou estes vírus como pertencentes ao GIII e revelou a presença de inserções e deleções na região 3´NC do genoma. As deleções observadas na região 3´NC resultaram em estruturas secundárias porém nem todas as cepas com inserções nesta região apresentaram estrutura similar substituições exclusivas à cepa de DENV-3 isolada em mosquito foram observadas no gene NS5, incluindo a substituição que resultou na formação de um códon de terminação. O teste comercial Simplexa™ Dengue Real Time RT-PCR, disponível recentemente, foi utilizado pela primeira vez para detecção dos DENV e se mostrou um método molecular alternativo para as vigilâncias entomológica e virológica. O RT-PCR em Tempo Real possibilitou, pela primeira vez, a quantificação de DENV-1 e DENV-4 em fêmeas individuais naturalmente infectadas (1,6 x 104 cópias/mL e 1,08 x 103 cópias/mL, respectivamente). Considerando-se o elevado índice de infestação por Ae. aegypti em todo o país, o estudo da caracterização dos DENV circulantes torna-se de grande importância no conhecimento da relação vírus-vetor pela análise da variabilidade genética, dispersão e persistência de genótipos durante a transmissão destes vírus.

Potential impact of a presumed increase in the biting activity of dengue-virus-infected Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) females on virus transmission dynamics

Recently, we showed that infection with dengue virus increases the locomotor activity of Aedes aegypti females. We speculate that the observed increased locomotor activity could potentially increase the chances of finding a suitable host and, as a consequence, the relative biting rate of infected mosquitoes. We used a mathematical model to investigate the impact of the increased locomotor activity by assuming that this activity translated into an increased biting rate for infected mosquitoes. The results show that the increased biting rate resulted in dengue outbreaks with greater numbers of primary and secondary infections and with more severe biennial epidemics.

Seasonal dynamics of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) in the northernmost state of Brazil: a likely port-of-entry for dengue virus 4

Roraima is the northernmost state of Brazil, bordering both Venezuela and Guyana. Appropriate climate and vector conditions for dengue transmission together with its proximity to countries where all four dengue serotypes circulate make this state, particularly the capital Boa Vista, strategically important for dengue surveillance in Brazil. Nonetheless, few studies have addressed the population dynamics of Aedes aegypti in Boa Vista. In this study, we report temporal and spatial variations in Ae. aegypti population density using ovitraps in two highly populated neighbourhoods; Centro and Tancredo Neves. In three out of six surveys, Ae. aegypti was present in more than 80 percent of the sites visited. High presence levels of this mosquito suggest ubiquitous human exposure to the vector, at least during part of the year. The highest infestation rates occurred during the peak of the rainy seasons, but a large presence was also observed during the early dry season (although with more variation among years). Spatial distribution of positive houses changed from a sparse and local pattern to a very dense pattern during the dry-wet season transition. These results suggest that the risk of dengue transmission and the potential for the new serotype invasions are high for most of the year.

Dengue virus detection by using reverse transcription-polymerase chain reaction in saliva and progeny of experimentally infected Aedes albopictus from Brazil

Oral susceptibility and vertical transmission of dengue virus type 2 (DENV-2) in an Aedes albopictus sample from Rio de Janeiro was estimated. The infection (36.7 percent) and transmission (83.3 percent) rates for Ae. albopictus were higher than those of an Ae. aegypti colony used as control, 32.8 and 60 percent, respectively. Fourth instar larvae and females descendants of 48.5 and 39.1 percent of experimentally infected Ae. albopictus showed to harbor the virus. The oral susceptibility and the high capacity to assure vertical transmission exhibited by Ae. albopictus from Brazil reinforce that this species may play a role in the maintenance of the virus in nature and be a threat for dengue control in the country.

Wyeomyia staminifera, a new species of mosquito from Brazil (Diptera: Culicidae)

Wyeomia staminifera n. sp. is described from specimens collected into the forest of the Amazon and Southeast Regions of Brazil. The description includes illustrations of female and male genitalias and chaetotaxy of pupa and larva. Wy. staminifera is closely related to Wy. aporonoma, but they are distinguishable in all stages