Discussão sobre a utilização da bactéria Wolbachia no controle de mosquitos e doenças associadas

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Artigos para discussão sobre a utilização da bactéria Wolbachia no controle de mosquitos e doenças associadas
Pessoal,
Aqui estão os artigos que vocês deverão ler para nossa discussão que irá ocorrer no dia 06/08. Obviamente, vocês deverão consultar outros artigos quando julgarem necessário. Estou disponibilizando estes porque, na minha opnião, são os mais interessantes para apimentar a nossa discussão ;)
Lembrando que serão 2 grupos, um contra (Grupo 01) e um a favor (Grupo 02) da tecnologia. 
Grupo 01: Roger, Rocio, Nathan, Leandro, Ariane
Grupo 02: Raquel, Bianca, Wellington, Ingrid, Daniel
Obs.: No momento da nossa discussão, eu irei divulgar alguns tópicos durante a aula que servirão de base para a nossa discussão e é importante que todos os integrantes do grupo estejam em sintonia, isto é, sem divergência de opinião entre membros de um mesmo grupo. Por isso, é importante que vocês se organizem e discutam entre si os pontos de vista que vocês irão defender durante a discussão. 
Fiquem atentos a estes pontos durante a leitura: 
1. Em que consiste a tecnologia do mosquito portador da bactéria Wolbachia?
A tecnologia funciona da seguinte forma: o mosquito Aedes recebe uma bactéria chamada de Wolbachia, que impede o inseto de ser infectado pelas doenças.
Ao se reproduzir com outros mosquitos locais, o novo inseto também nasce com Wolbachia. Dessa forma, a população de mosquitos capaz de transmitir dengue, zika e chikungunya vai sendo substituída por vetores que não têm essa capacidade. 
2. Como introduzir a bactéria no mosquito? 
Dois procedimentos foram utilizados com sucesso para criar artrópodes transinfectados com Wolbachia: microinjeção de embriões e microinjeção de adultos. De longe, a técnica mais difundida usada para desenvolver linhas transinfectadas é a microinjeção de embriões, através da qual a Wolbachia é injetada no polo posterior dos embriões pré-blastoderme usando uma agulha fina e um micromanipulador. Os embriões são deixados para se desenvolver até a idade adulta, e a progênie subsequente é rastreada para determinar se ocorreu infecção e transmissão da linha germinativa. Como o nome sugere, a microinjeção de adultos difere por o receptor estar na fase adulta, em vez de embrião. Para que essa técnica seja bem-sucedida, o Wolbachia deve atravessar os tecidos e atravessar as membranas para alcançar a linha germinativa, onde pode ser transmitida para a próxima geração. 
3. Com que finalidade a bactéria foi introduzida no vetor?
A Wolbachia foi introduzida no vetor para causar interferência citoplasmática que torna o inseto incompetente na transmissão dos arvovírus e outros parasitas ao homem.
4. Quais os aspectos biológicos mais importantes da interação entre bactéria e vetor?
Os Wolbachia são responsáveis por vários distúrbios reprodutivos em seus hospedeiros, como incompatibilidade citoplasmática (CI), partenogênese, feminização e abate masculino. Alem disso a incompatibilidade citoplasmática atinge frequentemente uma alta prevalência em populações naturais de insetos, os cientistas especulam que isso pode ser devido a uma competição por recursos, por exemplo, os Wolbachia são realmente bons em sugar todo o colesterol em uma célula, e o vírus chikungunya exige muito colesterol para compactar sua partícula viral, o mesmo para os Plasmodios.
5. O que a bactéria promove no vetor?
Wolbachia promove uma proteção contra os vírus em insetos
Os impactos da Wolbachia na redução da incidência da doença AINDA estão sendo investigados é necessário um exame cuidadoso de Wolbachia, uma vez que a bactéria influência nas interações inseto-patógeno DE MANEIRAS QUE PODEM IMPACTAR NEGATIVAMENTE os esforços de controle de patógenos.
A CEPA WALBB AUMENTA, OS NÍVEIS DE OOCISTO DE plasmodium berghei (roedores) (Hughes, 2011).
WOLBACHIA pode AUMENTAR taxas de infecção por Vírus do Nilo Ocidental WNV WNV EM CX. TARSALIS
Tem ficado cada vez mais claro que wolbachia nem sempre suprime patógenos em insetos tem cepas que bloqueiam um patógeno e melhoram outro (Dodson, 2014).
ALGUMAS LINHAGENS SÃO METABOLICAMENTE DEPENDENTES DE SEUS HOSPEDEIROS E DOS RECURSOS QUE CONSOMEM o que pode levar a morte do mosquito
NÃO SE SABE QUANTAS ESPÉCIES DE WOLBACHIA EXISTEM
O PROCESSO SUBJACENTE À INTERFERÊNCIA DE PATÓGENOS PERMANECE POUCO COMPREENDIDO, ENQUANTO AS CAUSAS POTENCIAIS DE APRIMORAMENTO SÃO APENAS HIPOTÉTICAS (CARAGATA et al., 2016).
Figura 8: tipos de incompatibilidade citoplasmática (IC). A e B são infecções por apenas uma cepa de Wolbachia (A, B) ou duas cepas ao mesmo tempo (AB) em mosquitos. A área em azul representa IC unidirecional, área em verde IC bidirecional. “X” representa um cruzamento incompatível (não produz descendentes) e “V” um cruzamento compatível (produz descendentes). Adaptado de (HOFFMANN, 2005).
herança citoplasmática (herança através das fêmeas e não dos machos) “incompatibilidade citoplasmática” (IC).
A FORÇA E A PREVALÊNCIA do fenótipo de interferência dependente do isolado e sorotipo viral.
não se sabe se o zikv pode ou não infectar, disseminar e ser transmitido por Aedes infectado com WOLBACHIA.
CEPA DE WOLBACHIA WMELPOP NÃO ESTÁ MAIS SENDO CONSIDERADA PARA O BIOCONTROLE, PORQUE OS MOSQUITOS INFECTADOS APRESENTARAM APTIDÃO REDUZIDA EM LANÇAMENTOS DE CAMPO EM PEQUENA ESCALA.
EM Ae albopictus segundo DOBSON et al. (2002) E DOBSON et al. (2004), O NÚMERO DE OVOS E A VIABILIDADE FORAM MAIORES NOS MOSQUITOS INFECTADOS COM WOLBACHIA.
WEEKS ET AL. (2007) DESCREVERAM A INTERAÇÃO DE WOLBACHIA E Drosophila simulans OCORREU MUDANÇAS NA RELAÇÃO SIMBIÓTICA COM WOLBACHIA NOS ÚLTIMOS 20 ANOS: AS FÊMEAS INFECTADAS ERAM 10 A 20% MENOS FECUNDAS QUE AS NÃO INFECTADAS, ENQUANTO ATUALMENTE AS MOSCAS INFECTADAS TEM VANTAGEM NA FECUNDIDADE EM MÉDIA DE 10%
WMELPOP PRODUZIU INTERFERÊNCIA MAIS FORTE CONTRA Plasmodium gallinaceum MAS ELE NÃO INFECTA HUMANOS NÃO SERVE ENTÃO COMO COMPARAÇÃO
mosquitos infectados com Wolbachia apresentam menor fertilidade, mas vivem significativamente mais
FERTILIDADE E FECUNDIDADE AUMENTADAS ACOMPANHADAS POR DIMINUIÇÃO DA LONGEVIDADE FORAM RELATADAS PARA AE. albopictus INFECTADO COM WALBA & B (Dobson et al., 2002).
6. Quais são os fatores importantes para o sucesso da técnica?
A transinfecção bem-sucedida de Wolbachia depende de dois fatores principais: primeiro a capacidade da linhagem Wolbachia de se adaptar a novos ambientes intracelulares e, em segundo lugar, a boa capacidade de acasalamento do mosquito infectado quando espalhado, uma vez que eles têm que competir contra as populações selvagens.
O ESTADO NUTRICIONAL E A DIETA SÃO FATORES-CHAVE NA CAPACIDADE DE UM INSETO DE RESISTIR À INFECÇÃO POR UM PATÓGENO se o mosquito não estiver bem nutrido não adianta realizar a técnica.
Wolbachia é dependente dos recursos nutricionais do hospedeiro
Isso sugere que há um grande potencial para interações tripartidas entre Wolbachia, patógenos e metabolismo e nutrição do hospedeiro, desempenhando um papel na interferência de patógenos.
A interferência de patógenos pela Wolbachia depende de vários fatores, incluindo a cepa de Wolbachia, tipo de patógeno, tipo de infecção (natural versus artificial) e hospedeiro E NÃO É UMA GARANTIA
7. Quais são os aspectos negligenciados da técnica?
Tem cepas que bloqueiam um patógeno, mas melhoram outros isso pode ser um fenômeno comum, mas muitas vezes ignorado, que merece atenção (Dodson, 2014).
A falta de entendimento das interações Wolbachia-patógeno-mosquito pode afetar a eficácia dos programas de controle de doenças (Dodson, 2014).
Imigração é algo que deve ser sempre levado em consideração (CURTIS et al., 1982), devido à possibilidade de cruzamentos compatíveis entre machos contendo a bactéria e fêmeas selvagens de outras áreas as quais possuem a mesma cepa de Wolbachia.
Necessidade constante de liberação de mosquitos no campo como um processo oneroso e limitante desta estratégia.
Não é claro se Wolbachia aumenta a resistência viral ao infectar seus hospedeiros mosquitos silvestres.
Culex adulto 1 mg / ml de tetraciclina, é possível argumentarque tal procedimento deveria diminuir drasticamente ou remover a presença de Wolbachia
Dados indicam que aproximadamente 1% de fêmeas são acidentalmente liberadas em conjunto com machos infectados devido à ineficiência das estratégias atuais em separar o sexo dos indivíduos utilizados (BALESTRINO et al., 2014).
A liberação acidental de fêmeas contendo Wolbachia é algo preocupante na estratégia do IIT, visto que isto acabaria por neutralizar o efeito de esterilidade causado pelos machos (HANCOCK, 2012; O’CONNOR et al., 2012).
Os mosquitos infectados tem vantagem maior longevidade, mas menor aptidão reprodutiva
Após a erradicação bacteriana com tetraciclina, as fêmeas então sem Wolbachia depositaram mais ovos, que apresentaram taxas de eclosão mais altas do que as dos mosquitos com wlb.
O controle com Wolbachia depende de cepas porque existem as que bloqueiam um patógeno e pode melhorar outra foram documentadas.
AE. aegypti COM BAIXA COMPETÊNCIA, MAS COM ALTA DENSIDADE POPULACIONAL, TÊM SIDO CAPAZES DE SUSTENTAR SURTOS DE ARBOVÍRUS.
Os poucos estudos disponíveis se concentraram principalmente em dois vetores urbanos, Ae. aegypti e Ae. albopictus, mas outras espécies de Aedes podem ser vetores importantes, dependendo da localização geográfica específica
8. O que é transinfecção?
Conhecida também como transinfecção ou introdução estável, consiste no procedimento de introdução de cepas de Wolbachia em organismos que naturalmente não as apresentam. Apesar da Wolbachia ser encontrada naturalmente infectando muitos artrópodes, pode-se destacar a sua completa ausência em Aedes aegypti, a partir dos anos 2000 algumas cepas se mostraram “compatíveis”, estas, encontradas naturalmente em Aedes albopictus e Drosophila melanogaster. Apesar de algumas cepas se mostrarem realmente efetivas na interferência de desenvolvimento do vírus da dengue, chikungunya e outras arboviroses, elas podem alterar o fitness do mosquito reduzindo sua vantagem competitiva na natureza ex: wMelPop, por outro lado, algumas cepas podem exercer o efeito de interferência ao patógeno sem alterar seu desempenho biológico, sendo interessante, pois não afeta sua disseminação em campo ex: wMel.
9. Como a densidade da bacteria transinfectada no vetor pode influenciar na proteção viral?
Em estudos envolvendo D. melanogaster, já se demonstrou que caso a densidade de Wolbachia seja reduzida, há uma perda do efeito de interferência a patógenos. Acreditava-se que a densidade bacteriana ao nível tecidual ou celular, era o grande responsável por modular a interação contra agentes infecciosos. Entretanto, Amuzu e colaboradores em 2016 ao quantificarem a densidade bacteriana da cepa wMel em diferentes tecidos de Ae. aegypti, e correlacionarem com a presença de infecção tecidual por dengue vírus, concluíram que não há uma correlação linear direta entre o efeito de bloqueio ao vírus e à densidade de Wolbachia nos tecidos. Os autores acreditam que o efeito aparenta ser sistêmico e ligado a uma densidade bacteriana mínima que, quando ultrapassada, dá origem ao efeito antiviral. Em conclusão, a densidade bacteriana não afeta o perfil de infecção.
10. O que os resultados preliminares (pós a implementação da tecnologia) demonstram?
11. Quais os aspectos associados ao sucesso? E ao fracasso?
O ciclo de vida do mosquito na presença da bactéria e a presença de um maior número de espécimes com a bactéria é fundamental para o sucesso ou fracasso da técnica. 
O conhecimento da fauna nativa de mosquitos é fundamental já que a persistência de infecções naturais que podem interagir e alterar a dinâmica de cepas de wolbachia introduzidas, alterando assim os resultados esperados. 
Consequências da mudança de hospedeiros da wolbachia para sp nativas são imprevisíveis, podendo resultar em impacto potencial a biodiversidade. 
Necessidades de um regulamento especifico a estratégia de liberação destes insetos para lidar com resultados inesperados. Estudo com Drosophilas mostrou resistência dos indivíduos infectados com wolbachia a inseticidas organofosforados.
Liberação dos insetos em condições climáticas adequadas
É uma medida complementar, então é necessário que medidas como a eliminação de locais de criadouro do inseto continue sendo eliminado e a vigilância continue trabalhando em outros aspectos no controle do vetor.
12. Quais são os desafios pré-implementação?
1) Dieta mais apropriada para criar melhores mosquitos
2) eficiência em diferentes maneiras de liberar os mosquitos com wolbachia
3) realização de sexagem adequada
4) realização de atividades junto a comunidade para a conscientização e apoio a medida a ser realizada
13. Quais são os desafios pós-implementação?
1) Monitoramento e a avaliação epidemiológica deste método
2) monitoramento da população de mosquitos no ambiente
3) soltura continua de insetos com wolbachia
4) comunicação com a população
5) continuidade do estudo
6) preparo para lidar com resultados inesperados. Observar possíveis impactos na biodiversidade e avaliar as mudanças no método de acordo com as observações dos resultados. 
14. Deve-se liberar machos ou fêmeas com Wolbachia? Porque?
É importante liberar machos e fêmeas, pois os machos infectados com Wolbachia, quando acasalam com fêmeas selvagens, geram ovos inviáveis, ou seja, dos quais não emergem larvas, o que ajuda a diminuir a população de mosquitos, enquanto as fêmeas infectadas com Wolbachia, ao acasalar, elas sempre terão filhotes infectado com Wolbachia, o que ajuda a reduzir a propagação dos vírus. Por outro lado, a liberação de machos infectados com Wolbachia pode ser considerada fora da ética, pois implica em uma diminuição gradual da população, que se não for controlada, pode acabar com ela.
15. O que pode acontecer a longo prazo com o vetor, a bactéria e o ambiente?
O vetor: Wolbachia sp. pode induzir alterações significativas da biologia reprodutiva de seus hospedeiros, incluindo matança seletiva de machos, partenogênese (uma forma de reprodução assexuada na qual embriões viáveis se desenvolvem a partir de ovos não fertilizados), feminização de embriões geneticamente masculinos e incompatibilidade citoplasmática.
A bacteria: em alguns casos, a perda da capacidade de transmissão materna de uma cepa de Wolbachia foi descrita em Drosophila, ou seja, Wolbachia não são permanentes a longo prazo em Drosophila.
Risco ambiental: uma grande evidência indica que esse risco é insignificante. Wolbachia não é infecciosa e é transmitida apenas verticalmente através dos óvulos de uma geração para outra. As bactérias Wolbachia são endossimbiontes obrigatórios, ou seja, elas só podem viver dentro do citoplasma das células de seus hospedeiros e não são capazes de sobreviver fora do organismo hospedeiro. Assim, não se espera que eles persistam no ambiente fora dos mosquitos que os transportam. Wolbachia se degradará junto com os corpos dos mosquitos quando morrerem e os resíduos serão indistinguíveis dos componentes orgânicos naturais e sem significado toxicológico.
Risco para os predatores: ao realizar um teste de PCR usando primers específicos para Wolbachia em aranhas alimentadas com mosquitos infectados com Wolbachia, os resultados foram totalmente negativos para a transmissão de Wolbachia da presa ao predador. 
O Virus: Existe o receio de que a evolução do vírus da dengue possa ocorrer rapidamente, mas os especialistas concordaram que há pouca evidência de que a presença de Wolbachia no mosquito aumente esse risco, principalmente porque a dinâmica evolutiva só pode ocorrer quando o vírus é transmitido com sucesso. Nesse caso, a própria infecção por Wolbachia reduz a probabilidade de transmissão.
16. O que fazer para evitar imprevistos? 
A eficácia da influência no manejo do mosquito, com a percepção de que a ameaça da dengue foi eliminada, resulta em menor controle do mosquito doméstico. É importante educar a população em termos de que eles devem continuar tomando as medidas necessárias para evitar a propagação do mosquito, eliminando águas estagnadas, vestindo roupas que os protejame usando redes de cama.