Wolbachia infection in european populations of Aedes a albopictus

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: BELO, Francisco Jorge Cardoso Vasconcelos Torres
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/123960
Resumo: Microrganismos surgiram no planeta Terra há cerca de 3.5 mil milhões de anos e espalharam-se pela Terra, estando presentes no solo, na água e em organismos vivos. Aos microrganismos presentes em organismos vivos dá-se o nome de microbiota. A microbiota dos artrópodes é diversa e uma das bactérias mais abundantes em artrópodes chama-se Wolbachia. Esta bactéria é um endosimbionte e infeta naturalmente vários insetos, nomeadamente, o mosquito Aedes albopictus. Este mosquito é um vetor de agentes patogénicos e tem-se expandido rapidamente pelo planeta, o que o torna uma ameaça à saúde pública. Assim, é necessário existirem programas de controlo deste vetor. Atualmente, a forma mais comum de combate à disseminação de vetores é o uso de inseticidas químicos, porém, a resistência a estes compostos está a surgir e a disseminar-se nas populações de mosquitos. Deste modo, os cientistas têm-se concentrado na procura de novas formas de controlo como o controlo biológico. Neste contexto, vários investigadores estão a testar Wolbachia como ferramenta de controlo, uma vez que Wolbachia possui a vantagem de ser um agente causador de incompatibilidade citoplasmática (CI). Assim, é importante compreender o padrão de infeção por Wolbachia em populações naturais de Aedes albopictus, que grupos e estirpes infetam estes insetos e como é que estas bactérias interagem com o seu hospedeiro. Atendendo a estes factos e à aparente inexistência de um amplo estudo sobre a distribuição da infeção por Wolbachia em populações de Aedes albopictus na Europa, os objetivos principais deste estudo são avaliar o tipo e o nível de infeção por Wolbachia em populações europeias de Aedes albopictus e descrever a sua estrutura populacional e distribuição na Europa. Para atingir os objetivos, foi extraído DNA para se proceder ao PCR Multiplex com o objetivo de detetar se os mosquitos estavam infetados e com que grupo de Wolbachia. Em seguida, uma árvore filogenética foi construída e análises bioinformáticas foram realizadas com o objetivo de confirmar a circulação das estirpes circulantes de Wolbachia nas populações de Aedes albopictus. Este estudo detetou que 99.5% dos mosquitos estavam infetados com Wolbachia. A maioria dos mosquitos estava duplamente infetada com wAlbA e wAlbB. Apenas 8.8% dos mosquitos estavam infetados somente com wAlbA ou com wAlbB. Outro aspeto detetado nesta investigação foi que, comparando com machos e larvas, as fêmeas apresentam uma taxa significativamente maior de infeções duplas (K= 28.5; p <0,0001). Por outro lado, não houve diferenças significativas entre países ou regiões europeias, mostrando que existe uma distribuição uniforme deste tipo de infeção por Wolbachia na Europa. Este estudo pode ser importante para o desenvolvimento e implementação de novas estratégias de controlo de vetores pelas autoridades de saúde nacionais e europeias. No entanto, novos estudos são necessários para aprofundar o conhecimento sobre a interação da Wolbachia com o hospedeiro e compreender melhor como ela evolui e interfere na dinâmica populacional dos mosquitos.
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spelling Wolbachia infection in european populations of Aedes a albopictusCiências biomédicasBiologia molecularAedes albopictusIncompatibilidade citoplasmáticaInfeção duplaWolbachiaDomínio/Área Científica::Ciências MédicasMicrorganismos surgiram no planeta Terra há cerca de 3.5 mil milhões de anos e espalharam-se pela Terra, estando presentes no solo, na água e em organismos vivos. Aos microrganismos presentes em organismos vivos dá-se o nome de microbiota. A microbiota dos artrópodes é diversa e uma das bactérias mais abundantes em artrópodes chama-se Wolbachia. Esta bactéria é um endosimbionte e infeta naturalmente vários insetos, nomeadamente, o mosquito Aedes albopictus. Este mosquito é um vetor de agentes patogénicos e tem-se expandido rapidamente pelo planeta, o que o torna uma ameaça à saúde pública. Assim, é necessário existirem programas de controlo deste vetor. Atualmente, a forma mais comum de combate à disseminação de vetores é o uso de inseticidas químicos, porém, a resistência a estes compostos está a surgir e a disseminar-se nas populações de mosquitos. Deste modo, os cientistas têm-se concentrado na procura de novas formas de controlo como o controlo biológico. Neste contexto, vários investigadores estão a testar Wolbachia como ferramenta de controlo, uma vez que Wolbachia possui a vantagem de ser um agente causador de incompatibilidade citoplasmática (CI). Assim, é importante compreender o padrão de infeção por Wolbachia em populações naturais de Aedes albopictus, que grupos e estirpes infetam estes insetos e como é que estas bactérias interagem com o seu hospedeiro. Atendendo a estes factos e à aparente inexistência de um amplo estudo sobre a distribuição da infeção por Wolbachia em populações de Aedes albopictus na Europa, os objetivos principais deste estudo são avaliar o tipo e o nível de infeção por Wolbachia em populações europeias de Aedes albopictus e descrever a sua estrutura populacional e distribuição na Europa. Para atingir os objetivos, foi extraído DNA para se proceder ao PCR Multiplex com o objetivo de detetar se os mosquitos estavam infetados e com que grupo de Wolbachia. Em seguida, uma árvore filogenética foi construída e análises bioinformáticas foram realizadas com o objetivo de confirmar a circulação das estirpes circulantes de Wolbachia nas populações de Aedes albopictus. Este estudo detetou que 99.5% dos mosquitos estavam infetados com Wolbachia. A maioria dos mosquitos estava duplamente infetada com wAlbA e wAlbB. Apenas 8.8% dos mosquitos estavam infetados somente com wAlbA ou com wAlbB. Outro aspeto detetado nesta investigação foi que, comparando com machos e larvas, as fêmeas apresentam uma taxa significativamente maior de infeções duplas (K= 28.5; p <0,0001). Por outro lado, não houve diferenças significativas entre países ou regiões europeias, mostrando que existe uma distribuição uniforme deste tipo de infeção por Wolbachia na Europa. Este estudo pode ser importante para o desenvolvimento e implementação de novas estratégias de controlo de vetores pelas autoridades de saúde nacionais e europeias. No entanto, novos estudos são necessários para aprofundar o conhecimento sobre a interação da Wolbachia com o hospedeiro e compreender melhor como ela evolui e interfere na dinâmica populacional dos mosquitos.Microorganisms surged on planet Earth around 3.5 billion years ago and spread around Earth, being present in the soil, water, and in living beings. To the microorganisms present in living beings, it is called microbiota. The arthropods’ microbiota is diverse and one of the most abundant bacteria in arthropods is called Wolbachia. This bacterium is an endosymbiont and infects naturally several insects, namely, the mosquito Aedes albopictus. This mosquito is a vector of pathogens, and it has spread rapidly around the world, becoming a public health threat. Therefore, vector control programmes must exist. The most common form of fighting the spread of mosquito vectors is the use of chemical insecticides. However, resistance to these chemicals is starting to emerge and disseminate among mosquito populations. Therefore, scientists are focused on finding new ways of vector control. One of these is biological control, namely, researchers are testing the endosymbiont bacterium Wolbachia as a control tool since Wolbachia has the advantage of inducing cytoplasmic incompatibility (CI). Therefore, it is important to understand the pattern of Wolbachia infection in Aedes albopictus populations, what groups and strains infect this mosquito and how these bacteria interact with its host. Attending on these facts and the apparent inexistence of a continent-wide study in Europe on the distribution of Wolbachia infection in Aedes albopictus populations, the main goals of this study were to assess the type and level of Wolbachia infection within European populations of Aedes albopictus and to describe its populational structure and distribution in Europe. To achieve the goals, DNA was extracted to carry out a Multiplex PCR aimed at detecting whether mosquitoes were infected, and which Wolbachia group was infecting mosquitoes. A phylogenetic tree was constructed and bioinformatic analyses were performed to confirm the circulation of the circulating Wolbachia strains in Aedes albopictus populations. This study detected that 99.5% of the mosquitoes were infected with Wolbachia. Most of the mosquitoes were double infected, with both wAlbA and wAlbB. Only 8.8% of the mosquitoes were singly infected with either wAlbA or wAlbB. Females have a significantly higher rate of double infections (K=28.5; p<0,0001) when compared with males or larvae. No significant differences between European countries or regions were observed, showing the uniform distribution of Wolbachia infection in Europe. This study may be important for developing and implementing new strategies of vector control by European and national health authorities. Nevertheless, further studies are needed to deepen the knowledge on the interaction of Wolbachia with the host and to better understand how it evolves and interferes with the population dynamics of the mosquitoes.SILVEIRA, HenriquePINTO, JoãoRUNBELO, Francisco Jorge Cardoso Vasconcelos Torres2022-07-20T00:31:01Z202120212021-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10362/123960TID:202757188enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-03-11T05:05:21Zoai:run.unl.pt:10362/123960Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T03:45:16.059280Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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