Filodinâmica de Elementos Transponíveis e seu uso no controle genético de vetores de doenças infecciosas

Abstract

As doenças transmitidas por mosquitos têm grande custo de vidas e socio-econômico, especialmente em países tropicais em desenvolvimento, e por isso é uma prioridade para a Organização Mundial da Saúde. Novas propostas para o controle destas doenças incluem a modificação genética dos vetores e para isso, além da identificação e inserção de genes de resistência ao patógeno no mosquito, é necessária a obtenção de métodos e cientes para difundir e fixar tais transgenes nas populações naturais. O uso de elementos transponíveis (TEs) tem sido proposto como mecanismo de propagação devido a suas características egoístas e capacidade de invasão em populações inteiras. Nesta tese examinamos modelos matemáticos sob a ótica de simulações dos fenômenos ecológicos e evolutivos envolvidos nos processos de invasão de uma população selvagem de mosquitos por uma família de TEs que carregue um gene de resistência que confira refratoriedade contra o patógeno de uma doença transmissível Elaboramos as premissas de um estudo recente que adaptou técnicas de filodinâmica usadas com sequências de vírus para sequências de TEs, e como essa analogia pode ser usada para estimar o tempo de invasão de TEs em uma população de mosquitos. Foi desenvolvido um simulador de novo baseado em indivíduos capaz de representar três níveis de organização biológica: a população dos mosquitos, as quantidades e loci dos elementos e as sequências individuais que sofrem mutações ao longo das gerações. Exploramos tanto a influência do custo de fitness dos TEs como a influência de diferentes dinâmicas populacionais nas quantidades totais de elementos por indivíduo e na população, tomando como base uma família de TEs que se expande de acordo com um modelo master gene. Observamos que topologias reconstruídas de uma família com essa característica exibem as estruturas pectinadas previstas na literatura teórica, e em casos simples, o tempo entre eventos de transposi ção pode ser observado graficamente na arvore. Mostramos também o conflito entre a taxa de transposição, a perda de TEs ativos e o impacto individual no fitness do hospedeiro, e como essas grandezas devem ser consideradas em conjunto para futuros estudos. Mostramos que ao fazer a filodinâmica com sequências de TEs, e possível observar a influência da demografia dos hospedeiros na estimativa da população dos TEs.