Estudo do efeito de mutações no gene do canal de sódio de aedes aegypti: distribuição em populações naturais, correlação com resistência a piretroide e custo evolutivo / Studies of the effects of mutations in voltage gated sodium channel of aedes aegypti: distribution in natural populations, correlation with resistance to pyrethroid and adaptive cost

RESUMO

Aedes aegypti é o principal vetor de dengue. Uma das formas mais adotadas de controle é o uso de inseticidas, notadamente da classe dos piretroides, contra o mosquito no estágio alado. Estes compostos são prediletos, pois apresentam um menor impacto ambiental e conferem atuação rápida no sistema nervoso dos insetos, conhecida como efeito knockdown. O intenso uso de inseticidas tem selecionado populações de mosquitos resistentes em todo o mundo. Uma das principais formas fisiológicas de resistência é a alteração no canal de sódio regulado por voltagem (NaV), sítio alvo dos piretroides. Substituições de aminoácido no NaV, que conferem resistência ao efeito knockdown, são chamadas de mutações kdr (knockdown resistance). Em Ae. aegypti, há pelo menos duas mutações kdr descritas na América Latina Val1016Ile e Phe1534Cys, respectivamente, nos domínios IIS6 e IIIS6 do NaV. Nesta dissertação, estudamos a distribuição das mutações kdr em populações naturais de Ae. aegypti do Brasil. Para tanto, genotipamos cerca de 30 indivíduos de cada uma de 30 populações para os sítios 1016 e 1534, via PCRs alelo-específicas. Considerando ambos os sítios para configuração alélica de um único locus, identificamos três alelos NaVS (selvagem), NaVR1 (mutante no sítio 1534) e NaVR2 (mutante em ambos os sítios). O alelo kdr NaVR1 encontrou-se distribuído em todas as regiões do Brasil, porém o NaVR2 apenas na região centro-sul, ou em baixa frequência em algumas localidades do norte-nordeste, com exceção do estado de Roraima...

ABSTRACT

In order to acomplish this, we isolated an homozygous lineage for the mutation in both 1016 and 1534 sites, starting from a natural population. Following, the mutant allele was inserted into a genetic background gold-standard for vigour and susceptibility, through retro crosses with Rockefeller (Rock) strain. This lineage, called Rock-kdr, developed longer, had and increase in the locomotor activity and producedsmaller number of eggs, compared to Rock. Population-cages assays showed that the mutant allele frequency considerably diminished over 15 generations under an environmental free of insecticide, corroborating the hypothesis of side effects hitchhiked by the resistance. Finally, we presented a series of evidence that the occurrence of gene duplication in Ae. aegypti NaV. The presence of the mutationIle1011Met always in heterozygosis was the first suggestion for the phenomena. Sequencing of the IIS6NaV region of individual mosquitoes showed the presence of three haplotypes, of which suggested theconfiguration of one duplicated allele. Crosses experiments with parental with known genotypes for the1011 site corroborated the hypothesis of gene duplication. Molecularly, copy number variation assays based on real-time PCR suggested the amplification of five times more copies of the evaluated NaV fragment in the laboratory lineage than in Rock...