Dinâmica da diversidade bacteriana intestinal do mosquito Aedes aegypti responsiva ao vírus da dengue

Abstract

O vírus da dengue é um arbovírus da família Flaviviridae, gênero Flavivirus, transmitido no Brasil principalmente pelo mosquito Aedes aegypti (Diptera: Culicidae). A dengue é considerada uma das doenças mais infecciosas no mundo e de maior crescimento nos últimos anos, com impactos sociais e econômicos devido às altas taxas de morbidade e mortalidade desencadeadas pela infecção. A transmissão do vírus DENV por mosquitos vetores está diretamente relacionada à sua competência vetorial, isto é, a permissividade à infecção, replicação e transmissão do patógeno. Estas características têm sido associadas a fatores genéticos e a microbiota intestinal do inseto. As bactérias presentes no intestino médio são componentes-chave da competência do vetor, uma vez que o microbioma do mosquito altera características fisiológicas importantes como feminização, auxiliam na digestão, regulam a imunidade e o desenvolvimento do hospedeiro. Compreender como a microbiota intestinal influência a competência vetorial é fundamental para elucidar o controle da propagação das doenças transmitidas por estes vetores. No município de Botucatu, SP foram capturados larvas de mosquitos de Ae. aegypti e analisou-se a composição da microbiota intestinal sob diferentes dietas (açúcar ou açúcar e sangue), estágios de desenvolvimento e em resposta à infecção pelo vírus da Dengue tipo 4, através do sequenciamento de nova geração da região hipervariável V4 do gene 16S rRNA. Foram detectados um total de 2736 unidades taxonômicas operacionais e quatro filos Proteobacteria, Bacterioidetes, Firmicutes e Actinobacteria. Os resultados evidenciaram que moduladores da diversidade da microbiota, como os estágios de desenvolvimento, a idade e dieta possuem potenciais implicações na diversidade bacteriana presente no intestino dos mosquitos. Os estágios de desenvolvimento têm efeito direto nas alterações da microbiota intestinal de Ae. aegypti, enquanto a microbiota de mosquitos machos e fêmeas apresentou diferenças, independentes da dieta. O fator dieta tem uma forte influência na alteração da microbiota uma vez que a alimentação sanguínea reduz a diversidade bacteriana intestinal. Os mosquitos infectados com DENV-4 tiveram microbiota mais homogênea e após 96 horas de ingestão do alimento, ocorreu restabelecimento na microbiota. Os resultados obtidos nesse estudo permitem compreender melhor os microbiomas do intestino médio do mosquito e podem auxiliar no entendimento do microbioma de mosquitos suscetíveis e refratários, bem como contribuir para o desenvolvimento de novas estratégias de controle do vetor e/ou redução da transmissão de arbovírus.

Dengue virus is an arbovirus of the family Flaviviridae, genus Flavivirus, transmitted in Brazil mainly by the mosquito Aedes aegypti. Dengue is considered one of the most infectious diseases in the world and has grown considerably in recent years, with social and economic impacts due to the high rates of morbidity and mortality triggered by the infection. Transmission of the DENV virus by vector mosquitoes is directly related to their vector competence, which is defined as permissiveness to infection, replication and transmission of the pathogen, characteristics that have been associated with genetic factors of the mosquito as well as with the insect's intestinal microbiota. The bacteria present in the midgut are key components of the mosquito’s vector competence, since the mosquito's microbiome alters important physiological characteristics such as feminization, aids digestion, regulates host immunity and development. Understanding how the intestinal microbiota influences vectorial competence is essential to elucidate the control of the spread of diseases transmitted by these vectors. Ae. aegypti mosquitoes were captured in the city of Botucatu, SP and analyzed the composition of the microbiota under different diets (sugar or sugar and blood), stages of development and in response to infection by Dengue virus serotype 4, through the sequencing of a new generation of the hypervariable region V4 of the 16S rRNA gene. We detected a total of 2736 OTUs and four phyla Proteobacteria, Bacterioidetes, Firmicutes and Actinobacteria. The results showed that modulators of microbial diversity, such as diet, age or environment, have potential implications for the bacterial diversity present in the gut of mosquitoes. The developmental stages have a direct effect on changes in the intestinal microbiota of the Ae. aegypti mosquito, while the microbiota of male and female mosquitoes showed differences, independently of the diet. In addition, the diet factor has a strong influence on altering the microbiota since blood supply reduces the total number of intestinal bacteria. Mosquitoes infected with DENV-4 had a more homogeneous microbiota and after 96 hours of food intake, reestablishment occurred in the microbiota. The results obtained in this study help to increase our current understanding of the mosquito's midgut and can assist in the understanding of microbial data from susceptible and refractory mosquitoes, as well as contribute to the development of new vector control and/or reduction strategies transmission of arboviruses