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MINISTÉRIO DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA
MCT
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA
INPA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
UFAM
PROGRAMA INTEGRADO DE PÓS-
GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA TROPICAL E
RECURSOS NATURAIS
Estimativas de Variação Genética do G
ene ND4 do DNA Mitocondrial
em
Aedes aegypti
(Diptera: Culicidae) da Amazônia, Brasil.
Raimundo Sousa Lima Júnior
Dissertação apresentada ao Programa
Integrado
de Pós-Graduação em Biologia
Tropical e Recursos Naturais do convênio
INPA/UFAM, como parte dos requisitos
para obtenção do título de Mestre em
Genética, Conservação e Biologia
Evolutiva.
Manaus
-
AM
Maio
de 2007
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Livros Grátis
http://www.livrosgratis.com.br
Milhares de livros grátis para download.
MINISTÉRIO DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA
MCT
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA
INPA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
UFAM
PROGRAMA INTEGRADO DE PÓS-
GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA TROPICAL E
RECURSOS NATURAIS
Estimativas de Variação Genética do Gene ND4 do DNA Mitocondrial
em
Aedes aegypti
(Diptera: Culicidae) da Amazônia, Brasil.
Raimundo Sousa Lima Júnior
Orientadora: Prof
a.
Dra. Vera Margarete Scarpassa
Dissertação apresentado ao Programa
Integrado de Pós-Graduação em Biologia
Tropical e Recursos Naturais do convênio
INPA/UFAM, como parte dos requisitos
para obtenção do título de Mestre em
Genética, Conservação e Biologia
Evolutiva.
Manaus
-
AM
Mai
o
de 2007
ads:
ii
FICHA CATALOGRÁFICA
L732e
Lima Júnior, Raimundo Sousa
Estimativas de Variação Genética do Gene ND4 do DNA Mitocondrial em
Aedes aegypti
(Diptera: Culicidae) da Amazônia, Brasil.
/ Raimundo Sousa
Lima Júnior.
--
Manaus: UFAM/INPA, 2007.
xv + 6
3
f.: Ilust.
Dissertação
(
Mestrado)
---
UFAM/INPA
.
Orientadora: Dra. Vera Margarete Scarpassa
Área de Concentração: Genética, Conservação e Biologia Evolutiva.
1. Variação
genética.
2.
Aedes aegypti
.
3. DNA mitoco
ndrial
.
4. Gene ND4
.
5. Genética de Populações.
CDD
19ª 595.77
Sinopse:
Estudou
-se a diversidade genética de dez populações naturais de Aedes aegypti da
Amazônia brasileira. Cento em vinte três segmentos do gene ND4 do DNA mitocondrial
foram seqüenciados e analisados quanto a diversidade genética, AMOVA, estrutura
genética e fluxo gênico, testes de neutralidade (D de Tajima e
Fs
de Fu), teste de
Mantel e análise dos dendrogramas de haplótipos e de populações. Os haplótipos
encontrados neste estudo foram comparados com outros haplótipos do gene ND4
encontrados em populações de Aedes aegypti do Brasil, América do Sul e América
Central.
Palavras
-
chave:
Variação genética, Aedes aegypti, DNA mitocondrial, Gene ND4, Genética
de Populações.
iii
Dedico este trabalho a minha
família: meus pais Raimundo Sousa e
Deuzimar Nogueira, aos meus irmãos
Raimar e Maria pelo amor e carinho.
E a
o primo biólogo Gilson Nogueira
(
in memor
ium
).
iv
AGRADECIMENTOS
Antes de tudo gostaria de agradecer ao meu grande Deus Pai Eterno por ter me
concedido a oportunidade de cursar o mestrado em Genética, por ter me abençoado,
dando saúde e proteção em todos os momentos;
Meus sinceros agradecimentos aos meus pais Deuzimar Nogueira e Raimundo
Sousa por todo carinho e por terem sido os primeiros e mais importantes professores
de minha vida. A vocês dedico todo meu amor e gratidão eterna;
Aos meus irmãos (Raimar e Maria), sobrinhos (Victor, Victória e Vinícios) e
familiares por todo carinho;
Meus sinceros e especiais agr
adecimentos Prof
ª.
Dra. Vera Margarete Scarpassa
por ser uma orientadora sempre presente, bem como um exemplo de profissional
correto, competente e dedicado a Ciência, ao qual admiro e tento me espelhar;
Ao INPA por ser um importante instituto de desenvolvimento cientifico na
Amazônia e por oferecer toda infra-estrutura de laboratórios para o desenvolvimento
deste trabalho. A Coordenação de Pesquisas Entomológicas (CPEN) do INPA pelo
apoio logístico de carro em algumas coletas realizadas;
A coordenação do Laboratório Temático de Biologia Molecular (LTBM) do INPA
pelo apoio nas etapas de seqüênciamento genético.
A Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM) pelo
auxilio financeiro de todas as etapas desse estudo, incluindo a concessão de
passagens para eventos. Ao Governo Federal, em especial ao Ministério da Ciência e
Tecnologia (MCT) e a CAPES por ter concedido a bolsa de estudos;
v
A coordenadora do GCBEV, Dra. Miriam Rafael, pelo ótimo trabalho a frente do
curso de Gen
ética, a todos os membros do Conselho, às secretárias do curso Hercilia e
Alessandra e a ex
-
coordenadora do GCBEV, Dra. Elina Feldberg;
Um agradecimento especial a Chefe do Controle do Dengue no Estado do
Amazonas, Sra. Luzia Mustafá, por ter proporcionado com muita eficiência e
profissionalismo apoio logístico para as coletas de
Aedes aegypti
na cidade de Manaus,
além de intermediar os contatos com as Secretarias de Saúde do interior do Estado;
A FUNASA e as Secretarias de Saúde Estaduais dos Estados do Amazonas,
Pará, Roraima e Acre pelo incondicional apoio logístico e de pessoal (agentes de
Saúde e de Endemias) nas coletas realizadas;
Aos colegas do Laboratório de Genética e Evolução de Mosquitos: Tatiana
Cardoza (que me ensinou as primeiras técnicas de Biologia Molecular), Vera Dantas,
Louise Haddad e Rafael Trindade pela amizade e companheirismo;
Aos colegas da turma 2005 do GCBEV pela grande amizade construída ao longo
do curso: Aline, Alexandre, Áureo, Carlos, Eduardo, Luciano, Fátima, Tatiana
e Walfran;
Um especial agradecimento ao falecido primo e Biólogo Gilson Nogueira que
morreu de forma covarde, vítima da violência inexplicável da sociedade em que
vivemos. Agradeço sinceramente ao Gilson não só por ter me ajudado (de forma
financeira e com moradia) nos primeiros meses do mestrado em que estive sem bolsa,
mas também pela amizade e por ser hoje um exemplo de quem lutou e venceu na vida;
Aos moradores da República do Tereré: Francis, Geraldo, Luciano, Marcio e
Ricardo. E a todos que não eram moradores da república, mas que passaram por lá e
deixaram uma marca através da amizade e companheirismo.
vi
Agradeço de forma especial a Fabiane Rodrigues Fonseca, pelo papel
importante que tem em minha vida, por estar sempre comigo e me fazer muito fe
liz... Te
Amo, muito obrigado.
A todos os professores da Universidade Federal do Pará (UFPA), Campus de
Santarém, em especial aos professores: Dr. Rommel Burbano e Dr. Luis Reginaldo que
me orientaram nos primeiros passos na área de Genética;
A todos os amigos de Santarém pelo apoio e incentivo dispensados a mim.
Agradeço também a amizade e incentivo dos colegas santarenos que, como eu, vieram
para Manaus em busca de uma melhor qualificação profissional. A todas as amizades
que conquistei em Manaus... a todos vocês que de forma direta e indireta contribuíram
para que esse trabalho fosse concluído,
Meu muito obrigado.
vii
Fazemos Ciência com fatos, como
fazemos uma casa com pedras;
mas a
acumulação de fato
s
não é Ciência,
assim como um monte de pedras não é
uma casa .
(Poincaré)
viii
RESUMO
O
Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762) é um mosquito de grande
importância epidemiológica por ser o principal vetor da febre amarela urbana e dos
quatro sorotipos do vírus dengue. Atualmente, este mosquito está presente em todos os
estados brasileiros. Está comprovado que estudos genéticos em populações de
Ae.
aegypti
podem subsidiar a implementação de estratégias de controle desse vetor. Na
Amazônia brasileira, no entanto, pouco se conhece a respeito da variabilidade genética
de populações deste mosq
uito. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo detectar
a variação genética do gene NADH desidrogenase, subunidade 4 (ND4), do DNA
mitocondrial de populações naturais de Ae. aegypti da Amazônia brasileira. Foram
estudadas 10 populações deste vetor, sendo quatro bairros da cidade de Manaus (AM)
(Coroado, Praça 14 de Janeiro, Compensa e Tancredo Neves), e as cidades de
Coari
(AM), Santarém (PA)
,
Belém (PA), Boa Vista (RR), Pacaraima (RR) e Rio Branco (AC)
.
Foram analisados
380 pares de bases de 123
ind
ivíduos, onde foi possível encontrar 13
haplótipos, sendo que 9 desses foram considerados únicos. Os níveis de diversidade
genética foram elevados para quase todas as populações, sendo que as cidades de
Belém (h =
0,782
;
=
0,0170
) e os bairros do Coroado (h =
0,737
;
=
0,01
36), Praça
14 de Janeiro (h =
0,
745
;
=
0,01
55), em Manaus, foram as que apresentaram os
maiores valores. Os testes de neutralidade, D de Tajima e
Fs
de Fu, não foram
significativos para todas as amostras (P > 0,05), indicando que o polimorfismo genético
está de acordo com o modelo neutro de mutações. Os resultados da primeira AMOVA
mostraram que a maioria da variação ocorreu dentro das populações (72,69 %; F
ST
=
0,273;
P
< 10
-5
). Já a segunda AMOVA, que reuniu as populações
em grupos
de acordo
com os Estados, também mostrou que a maioria da variação ocorreu dentro das
populações
(70,66%;
F
ST
= 0,293; P < 10
-5
). Os valores de F
ST
não foram significantes
para a maioria das comparações que envolveram as 10 populações de Ae. aegypti
,
indic
ando que existe fluxo gênico entre essas populações. Um intenso fluxo gênico foi
observado entre populações distantes geograficamente, como Santarém e Boa Vista
(
Nm
= 35,1) e Tancredo Neves e Belém (
Nm
= 9,3). As populações de Pacaraima e Rio
Branco mostra
ram
-se bastante estruturadas quando comparadas com as outras
populações, revelando restrito fluxo gênico relacionado à presença dos haplótipos mais
ix
comuns (H1 e H6). A correlação entre distâncias genética e geográfica foi significante
(r = 0,5815; P = 0,006) entre as dez populações. Entretanto, excluindo as populações
de Rio Branco e Pacaraima, o teste de Mantel não foi significante, indicando que a
distancia genética não está relacionada com a distância geográfica. Os dendrogramas
de haplótipos e de populações apresentaram dois agrupamentos, indicando a presença
de linhagens distintas. Esses resultados, somados com os níveis de variabilidade
genética observado e a comparação com haplótipos de outros estudos, sugerem que
podem ter ocorrido, pelo menos, duas introduções do Ae. aegypti na Amazônia: uma
por Boa Vista, vindo do México e da Venezuela; e outra por Belém, vindo do restante do
país ou pelo Oceano Atlântico.
x
ABSTRACT
Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762) is a mosquito of great
epidemiological importance as the main vector of urban yellow fever and the f
our
serotypes of the dengue virus. Today, this
species
is present in all States of Brazil.
It
has been established that genetics studies o
f
Ae. aegypti population can contribute to
the implementation
of control strategies.
However, in the Brazilian Amazon region little is
known about the genetic variability of this mosquito. The aim of this study was to detect
genetic variation in a
region
of the NADH dehydrogenase subunit 4 mitochocondrial
gene
(ND4) in natural populations of
Ae.
a
egypti
in the Brazilian Amazon.
Ten
populations were studied: four fro
m
different districts of the city of Manaus, and one
each from the cities of Coari (Amazona
s)
, Santarém and Belém (Pará), Boa Vista and
Pacaraima (Roraima), and Rio Branco (Acre). We analyzed 380 base pairs from 123
individuals and found 13 haplotypes, of which 9 were considered unique. The levels of
genetic
diversity were high in nearly all pop
ul
ations, with the highest values from Belém
(h =
0.
782;
=
0.0170)
and the districts of Coroado (h = 0.
737;
=
0.
01
36) and Praça
14 de Janeiro (h =
0.
745;
=
0.0155)
in Manaus. The tests of neutrality Tajima s D and
Fu s
Fs
were not significant (P > 0.05) for all samples, indicating that the genetic
polymorphism is in agreement with the neutral model of mutations. The results of the
first AMOVA showed that the greater part of the variation occurred within populations
(72.
69
%; F
ST
= 0.
273;
P < 10
-5
)
.
Th
e second AMOVA, grouping populations according
to State, also indicated that most variation was within the population
(70.
66%;
F
ST
=
0.293;
P < 10
-5
)
.
The
F
ST
values for most of the comparisons between the 10
populations were not significant, indicating the existence of gene flow between them.
Intense gene flow was observed among pairs of geographically distant populations such
as Santarém and Boa Vista (
Nm
= 35.1) and Tancredo Neves (Manaus) and Belém (
Nm
= 9.3). The population of Pacaraima and Rio Branco were well structured in comparison
with the other populations, indicating restricted gene flow
in relation to the most common
haplotypes (H1 and H6). Correlation between genetic and geographic distances
among
the ten populations was significant (r = 0.5815
;
P = 0.006). However, except for Rio
Branco and Pacaraima, the Mantel test was not significant, indicating
that
genetic
xi
distance was not related to geographical distance. The dendrograms of haplotypes and
populations show two groupings indicating distinct lineages. These result, together with
the observed levels of genetic variability and comparison with haplotypes found in other
studies, suggest that Ae. aegypti may have been introduced into Amazonia at least
twice: once into Boa Vista, originating from Mexico and Venezuela; e once to Belém
from the rest of the country
or across the Atlantic.
xii
LISTA DE TABELAS
Pág.
Tabela 1. Locais de coletas com seus respectivos Estados, coordenadas geográficas e
tamanho amostral.
........................................................................................
19
Tabela
2.
Distribuição haplotípica da freqüência absoluta das 10 populações de
Aedes
aegypti
. .........................................................................................................
28
Tabela
3.
Sítios variáveis observados nos 13 haplótipos do gene ND4 do DNA
mitocondrial de
Aedes aegypti
.
.....................................................................
32
Tabela 4. Diversidade genética e testes de neutralidade em populações de
Aedes
aegypti
.
.........................................................................................................
34
Tabela 5. Análise de variância molecular (AMOVA) de todas as populações não
agrupadas de
Aedes aegypti
.
........................................................................
35
Tabela
6.
Análise de variância molecular (AMOVA) considerando os grupos de
populações de
Aedes aegypti
. ......................................................................
35
Tabela 7. Valores de F
ST
par-a-par (acima da diagonal) e número efetivo de migrantes
(
Nm
) (abaixo da diagonal) em populações de
Aedes aegypti
.
.....................
37
xiii
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1.
Fêmea de
Aedes aegypti realizando hematofagia.
.........................................
2
Figura 2. Mapa mostra a origem do Aedes aegypti no continente africano e sua
dispersão pelo mundo.
...................................................................................
5
Figura 3. Sorotipos circulantes do vírus dengue nos estados brasileiros, 2001-2002 e
2006.
..............................................................................................................
9
Figura 4.
Locais de coleta de
Aedes aegypti
.
..............................................................
17
Figura 5. Mapa da cidade de Manaus destacando os bairros onde foram realizadas as
coletas de
Aedes aegypti
.
.............................................................................
18
Figura 6. Gel de Eletroforese com 1% de agarose, corado com brometo de etídio
mostrando os fragmentos do gene ND4 de 10 indivíduos de Ae. aegypti com
tamanho próximo a 400 pares de base (pb).
................................................
21
Figura
7. Freqüência relativa dos 13 haplótipos encontrados nas 10 populações de
Aedes aegypti da Amazônia.
........................................................................
29
Figura
8. Freqüência relativa dos haplótipos em cada população analisadas de
Aedes
aegypti
analisada
...........................................................................................30
Figura 9.
Rede de haplótipos observada para as amostras de
Aedes aegypti
.
...........
31
Figura
10
.
Result
ado da regressão de Mantel entre as populações de Ae. aegypti
baseado nos valores par-a-par de F
ST
.
A: Gráfico de regressão com todas
as 10 populações; B: Gráfico de regressão sem as populações de
Pacaraima e Rio Branco.
..........................................................................
38
Figura 11. Dendrograma observado entre os 13 haplótipos de Aedes aegypti. Utilizou-
se o método de Neighbor-Joining, seguindo o modelo de distância genética
de Tamura-
Nei.
..........................................................................................
39
Figura 12. Dendrograma baseado nos valores par-a-par de F
ST
das dez amostras de
Aedes aegypti
.
Método: Neighbor
-
Joining.
................................................
40
xiv
SUMÁRIO
Pág.
1.
Introdução
.................................................................................................................
1
1.1
O
mosquito
Aedes
aegypti
........................................................................................
1
1.2
Ciclo biológico do
Aedes aegypti
..............................................................................
3
1.3 Origem do mosquito
................................................................................................
.3
1.4 O
Aedes aegypti
no Brasil
........................................................................................
5
1.5 O dengue no Mundo e no Brasil
...............................................................................
6
1.6 Características epidemiológicas,
transmissão e
sintomas do dengue
......................
8
1.7 DNA mitocondrial como marcador molecular
............................................................
9
1.8 Estudos Genéticos
..................................................................................................
10
2.
Objetivos
2.1 Objetivo
g
eral
..........................................................................................................
15
2.2 Objetivos
e
specíficos
..............................................................................................
15
3
.
Material e Métodos
................................................................................................
.
16
3.1 Local de Coleta e Preparação dos Espécimes
.......................................................
16
3.2 Extração do DNA
....................................................................................................
20
3.3 Amplificação do DNA
..............................................................................................
20
3.4 Purificação do Produto Amplificado
........................................................................
21
3.5 Reação de Seqüenciamento
..................................................................................
22
3.6. Alinhamento das Seqüências
................................................................................
22
3.7 Análises Estatísticas
...............................................................................................
22
3.7.1 Análise dos haplótipos
.........................................................................................
22
xv
3.7.2 Análise do Polimorfismo molecular
......................................................................
23
3.7.3 Testes de neutralidade
........................................................................................
23
3.7.
4
Análise de variância molecular (AMOVA) e
estrutura genética
...........................
24
3.7.5 Isolamento por distância
......................................................................................
24
3.7.6 Análise por meio de dendrogramas
.....................................................................
25
4. Resultados
..............................................................................................................
26
4.1 Distribuição e freqüência dos haplótipos
................................................................
26
4.2 Diversidade genética e testes de neutralidade
.......................................................
33
4.3. Análise da variância molecular (AMOVA) e estimativa de fluxo gênico
.................
33
5. Discussão
................................................................................................................
41
5.1 Freqüência e distribuição dos haplótipos
................................................................
41
5.2 Variabilidade genética das populações
..................................................................
42
5.3 Análise da variância molecular (AMOVA) e estimativas de fluxo g
ênico
................
43
6. Conclusões
.............................................................................................................
48
7. Referências bibliográficas
.....................................................................................
50
8. Anexos
.....................................................................................................................
59
Figura A
Rede de haplótipos do gene ND4 de Aedes aegypti agrupando os
haplótipos
encontrados no presente trabalho (amarelo), no México (verde) e no Peru
(azul).
............................................................................................................................
60
Figura B
Gráfico mostrando a proporção das mutações ao longo das seqüências
nucleotídicas de
Aedes aegypti
.
...................................................................................
61
Figura B
Composição da freqüência nucleotídica das 123 seqüências do gene ND4
de
Aedes aegypti
.
.........................................................................................................
62
Tabela B
Matriz de distância reta ut
ilizada nas análises do teste de Mantel.
...........
63
1
1. Introdução
1.1 O mosquito
Aedes aegypti
O
Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762) é um mosquito pequeno de cor
escura que apresenta escamas brancas nas pernas e tórax. É um mosquito de fácil
identificação, pois possui no tórax, precisamente na região do escudo, escamas
brancas dispostas em linhas laterais longitudinais, formando um desenho que lembra
uma lira (Forattini, 2002) (Figura. 1). O macho se distingue da fêmea por apresentar
as antenas mais plumosas.
O mosquito pertence à família Culicidae (lat.
cullex
= mosquito) que são dípteros
nematóceros que apresentam características e sistema geral de organização próprios
desses insetos (Forattini, 1996). Segundo Consoli & Lourenço-
de
-Oliveira (1994), os
indivíduos pertencentes ao gênero
Aedes
são caracterizados por possuírem o final do
abdome freqüentemente afilado e pontudo, sendo que os últimos segmentos estão
sobrepostos uns aos outros, com cerdas salientes.
Atualmente ocorrem no Brasil quatro subgêneros de Aedes
:
Ochlerotatus,
Stegomyia
, Ho
wardina
e Protomacleaya. Porém somente os subgêneros
Stegomyia
e
Howardina
têm maiores destaque por serem de grande importância epidemiológica. No
subgênero
Stegomyia
são consideradas duas espécies: Aedes albopictus e
Aedes
aegypti
(
Consoli &
Lourenço
-
de
-O
liveira, 1994
).
O
Aedes albopictus
é um mosquito que teve sua origem no sudeste da Ásia onde
estes mosquitos são responsáveis pela transmissão endêmica do vírus dengue. Ele foi
introduzido no continente americano nos anos
80
do século passado, sendo que
em
1986 foi observado em três regiões do Brasil (Figueiredo, 2003). No Brasil, um estudo
realizado por
Serufo
et al. (1993) identificou o primeiro isolado do vírus tipo 1 (DEN-
1)
em larvas de
Aedes a
l
bopictus
no estado de Minas Gerais. Apesar disso, este
mosquito
ainda não foi incriminado como vetor inter-humano em surtos de dengue no Brasil,
porém não se pode descartar a possibilidade de transmissão do vírus do dengue por
tais mosquitos (Degallier
et al.
, 2003; Martins
et al.
, 2006
).
2
Fonte:
Genilson Vieira, IOC.
Figura 1
. Fêmea de
Aedes aegypti realizando hematofagia.
O
Aedes
aegypti
é um mosquito que tem sua importância epidemiológica por ser
o principal vetor da febre amarela urbana e dos quatro sorotipos do
vírus dengue: DEN
-
1, DEN-2, DEN-3 e DEN-4. A capacidade vetora deste mosquito pode se estender
também
à transmissão de outros arbovírus e a helmintos filarídeos, os quais podem
atingir o homem e outros animais (Forattini, 2002). Entretanto, atualmente o pr
incipal
problema epidemiológico está relacionado à transmissão do dengue, com ênfase
especial a forma mais severa, a febre hemorrágica do dengue (FHD).
O
Ae. aegypti
1
é um mosquito de hábitos sinantrópicos e antropofí
licos,
preferindo áreas urbanizadas e possuindo capacidade adaptativa aos criadouros
artificiais com água limpa (Pinheiro, 2005). É essencialmente doméstico tolerando
temperaturas tropicais e precipitações pluviométricas elevadas (Donalísio &
Glasser,
2002
). A oviposição ocorre em recipientes artificiais e naturais, contendo água parada
1
Em razão da abundante literatura existente, Reinert (1975, 1982, 1991) propôs a abreviatura dos nomes de gêneros
e subgêneros do
s mosquitos. Assim, estabelecem
-
se duas letras para o gênero e três para o subgênero.
3
protegidos do sol, como tanques, caixas d água, cisternas, cascas de cocos, bromélias
e outros. Os ovos apresentam elevada resistência, podendo permanecer viáveis por
cerca de um ano.
Este mosquito apresenta uma grande capacidade de adaptação devido a
conjunturas sociais e urbanas diferenciadas. Por essa razão, muitos pesquisadores têm
se dedicado a
estudar
a ecologia desse mosquito, procurando desvendar seu
comportamento e hábitos preferenciais na natureza e no espaço habitado pelo homem
(Donalísio & Glasser, 2002), visto que variações ocorridas em parâmetros ecológicos
podem afetar a estrutura genética de populações em nível regional deste mosquito
(Bosio et al.,
2005).
1.2
Ciclo
b
iológico do
Aedes aegypti
O
Ae. aegypti apresenta duas fases distintas no seu ciclo de vida: uma aquática
(ovos, larva e pupa) e outra terrestre (adulto). Após o acasalamento a fêmea necessita
de sangue para o desenvolvimento dos ovos, fato este que a faz
realizar
hematof
a
gi
a
.
Os ovos são, geralmente, depositados aderidos à parede dos recipientes,
próximos ao espelho d água, e demoram em média 2 a 3 dias para eclodir. Após a
eclosão surgem as larvas (4 estádios), que apresentam grande mobilidade e
crescimento acentuado, necessitand
o de boa oferta de alimento e temperatura em torno
de 24º C a 29º C. Esta fase dura em torno de 4 a 8 dias. Passado o estádio de larva
surgem as pupas que apenas respiram, porém apresentam grande mobilidade. Em
condições favoráveis, o tempo médio de duração do estágio de pupa é de 2 dias.
Em
seguida
, o
adulto
emerge e, a partir daí, passa a se alimentar de carboidratos,
provenientes de néctar e sucos vegetais. Contudo, o intervalo entre a alimentação
sanguínea e a ovoposição varia de 2 a 3 dias,
completando
assim o ciclo de vida do
mosquito (Consoli &
Lourenço
-
de
-
Oliveira
, 1994; Service, 2000; Forattini, 2002).
1.3
Origem do mosquito
Acredita
-se que o Ae. aegypti seja oriundo do velho mundo, provavelmente da
região da Etiópia onde se encontra a grande maioria dos representantes do grupo
4
(Figura. 2). As migrações humanas pelo mundo provocaram alterações na paisagem e
favoreceram
sua dispersão. Com isso, esta espécie tornou
-
se cosmopolita, distribuindo
-
se pelas regiões Tropicais e Subtropicais entre os paralelos de 45º de latitude norte e
40º de latitude sul (Consoli & Oliveira, 1994; Forattini, 2002).
Acredita
-
se que antes de sua larga distribuição pelo mundo, este mosquito sofreu
grande diferenciação com relação aos padrões genéticos e ecológicos, a ponto de
serem conhecidas atualmente duas formas. Mattingly (1957), com base
nos
padrões de
coloração, fez referência à existência de duas subespécies de Ae. aegypti: uma
forma
mais clara encontrada na África e no Novo Mundo e a outra
de
tonalidade mais
enegrecida
encontrada no Sul do deserto do Saara, denominadas como Ae. aegypti
aegypti
e Ae. aegypti formosus, respectivamente. O Ae. aegypti aegypti
possui
comportamentos intimamente associados ao homem e elevada competência vetorial
para o dengue (
Failloux
et al., 2002) e da febre amarela
(Lourenço
-
de
-
Oliveira
et al
.,
2002)
. Por outro lado, o Ae. aegypti formosus
restringe
-se a ambientes silvestres e
rurais,
apresentando
baixa capacidade vetora para o vírus dengue. Vários estudos
genéticos confirmaram a existência e distribuição destas duas formas (Scott &
McClelland, 1975; Tabachnick & Powell, 1978; Powell & Tabachnick, 1980; Wallis et al
.,
1983; Failloux et al
., 2002).
Especialmente para as Américas não existem, até o momento, estudos que
comprovem a existência das duas subspécies (Forattini, 2002), isto foi confirmado em
estudo genético realizado por Wallis & Tabachnick (1990) no Caribe, onde não
conseguiram encontrar evidências para a existência da forma formosus. Portanto, com
exceção dos espécimes encontrados na África, menciona-
se
de maneira convencional,
apenas o nome específico de
A
e.
aegypti
.
5
Fonte: Instituto Pasteur
Figura
2. Mapa mostra a origem do Aedes aegypti no continente africano e sua
dispersão pelo mundo.
1.4
O
Aed
es aegypti
no Brasil
O
Ae. aegypti foi introduzido no Brasil durante o período colonial, provavelmente
na época do tráfico de escravos (Consoli &
Lourenço
-
de
-
Oliveira
, 1994; Figueiredo,
2003). Porém, antes da chegada do dengue, acredita
-
se que
o vetor
já e
xistia há muitos
anos no continente americano (Franco, 1976). A campanha de erradicação do
Ae.
aegypti
no Brasil começou com Oswaldo Cruz em 1904 na luta contra
a
febre amarela
(Figueiredo, 2003). Nos anos seguintes, até 1920, graças aos apoios técnico e
financeiro da Fundação Rockefeller, o Brasil conseguiu manter-se livre de grandes
epidemias de febre amarela
por vários anos (Franco
, 1976
).
Entre as décadas de 1950 e 1960, por algumas vezes,
o
Ae. aegypti foi
"
erradicado
do Brasil e de vários países do continente americano (MS, 2004). No
entanto, a erradicação não foi realizada com êxito no Suriname, Guianas, Venezuela,
Ilhas do Caribe e Estados Unidos, ocasionando a reintrodução no Brasil em 1967, pelo
Estado do Pará (Consoli &
Lourenço
-
de
-
Oliveira
, 1994). Em
1976
este mosquito foi
encontrado na Bahia, em 1977 no Rio de Janeiro e em Roraima no início da década de
1980
(Schatzmayr, 2000). A partir daí, vários estados brasileiros foram acometidos por
esse vetor.
6
Atualmente, segundo os dados da Fundação Nacional de Saúde (FUNASA) esse
mosquito encontra-se presente em todos os estados brasileiros. Esses dados revelam
que o Ae. aegypti iniciou sua dispersão nos municípios com mais de 50.000 habitantes
que, em sua grande maioria, fazem parte de regiões metropolitanas ligadas a grandes
centros comerciais. Nota-se também que, na maioria das vezes, esses grandes centros
urbanos são os principais responsáveis pela dispersão do mosquito para municípios
menores desfavorecidos de assistência a saúde e saneamento básico
(MS
, 2002)
.
Em 2002, a FUNASA elaborou o Plano Nacional de Controle do Dengue (PNCD),
cuja meta era reduzir a menos de 1% a infestação predial do mosquito em todos os
municípios brasileiros. No entanto, em 2005 a Secretaria de Vigilância Sanitária (SVS)
realizou o Levantamento Rápido de Índice e de Infestação de Ae. aegypti (LIRAa) em
155 municípios como forma de intensificar as ações de prevenção do dengue. Os
resultados deste levantamento demonstraram que 54 municípios encontravam-se com
índices de infestação predial (IIP) satisfatório (<1%), 77 com IIP em situação de alerta
(1 a 3,9%), 24 municípios com IIP em risco de surto do dengue (> 3,9%) (MS, 2006).
Estes dados revelam que as ações de controle do Ae. aegypti não alcançaram suas
metas pretendidas, o que reforça a possibilidade de que o vetor da dengue continua se
dispersando pelo Brasil.
1.5
O dengue no
Mundo e no
Brasil
Segundo a Organização Mundial de Saúde (WHO), o dengue é a doença viral
mais comum entre os seres humanos e que, portanto, trata-se de um dos principais
problemas de saúde pública mundial (
WHO, 2006
).
A origem desta doença ainda é ponto de discussão entre muitos pesquisadores.
A história mais convincente é de que os vírus tenham originado na Ásia, uma vez que
estes vírus mantêm um ciclo bem estabelecido em primatas não humanos (Rudinick,
1978). Com a expansão colonial para a Ásia, o Ae. aegypti saiu da África
acompanhando os seres humanos para esta região e ali estabeleceu-se um ciclo eficaz
do dengue envolvendo seres humanos e o mosquito (Smith, 1956
apud
Sardagna,
2003). Os primeiros relatos na literatura de uma doença compatível com o dengue
foram registrados em 1779 em Jacarta no Cairo, sendo que, no ano seguinte, Benjamim
7
Rush faz a primeira descrição clínica desta enfermidade na Filadélfia, Estados Unidos
(
Pontes & Ruffino
-
Netto, 1994
).
Após esse período, a II Guerra Mundial teve grande importância na dispersão do
Ae. aegypti, pois os combatentes do sudeste da Ásia levavam consigo para o Japão e
Ilhas do Pacífico os vírus dengue. Se não bastasse isto, as cidades também cresciam
em ordem exponencial devido às migrações de pessoas que fugiam da Grande Guerra
ou àqueles que migravam de regiões rurais para os grandes centros urbanos,
contribuindo para a precariedade das condições de vida e aparecimento de várias
doenças (Halstead, 1992).
Na década de 50, ocorreu o primeiro caso de Febre Hemorrágica do Dengue
(FHD) em Manila, nas Filipinas. A partir daí, essa doença tornou-se uma das principais
causas de morbi-mortalidade no sudeste da Ásia e Ilhas do Pacífico Sul (Gubler, 1998;
Pontes & Ruffino-Netto, 1994). Nas décadas de 80 e 90, o dengue se dispersou pelo
mundo e, atualmente, está presente em vários países tropicais.
Os primeiros relatos de surtos de dengue no Brasil iniciaram no século XIX.
Mariano (1916) descreveu uma possível epidemia que ocorreu no Rio de Janeiro em
1846. Ainda n
aquel
e século existem relatos de surtos de dengue que ocorreram na
região sul do país (Reis, 1896
;
Mariano, 1
916
). Entre os anos de 1922 e 1923, no Rio
de Janeiro, foi registrada uma grande epidemia possibilitando estudos acurados sobre
as manifestações clínicas dos casos de dengue (Pedro, 1923).
Na região Norte, os
primeiro
s casos de dengue
registrado
s clínica e
laboratorialmente
foram
em Boa Vista em 1982, causados pelos sorotipos DEN-1 e
DEN
-4 (Osanai et al., 1983). Acredita-se que os sorotipos tenham entrado em Roraima
vindos da Guiana e da Venezuela, países que haviam sofrido epidemias de dengue
anteriormente (Vasconcelos
et al
., 1999). Este
su
rto foi controlado por meio de medidas
locais de eliminação do mosquito. Em seguida ocorreu uma epidemia no Rio de Janeiro
em 1986 e, a
partir daí, o
vírus
se espalhou para
vários Estados (Nogueira
et
al
.,
2002).
Na região Nordeste, os primeiros casos foram registrados no Ceará em agosto de 1986
(Cunha
et al., 1998). Em 1990, uma grande epidemia de dengue ocorreu na região
metropolitana do Rio de Janeiro, sendo que as dificuldades na implementação de um
programa de controle do vetor resultaram numa rápida difusão do vírus e,
8
conseqüentemente, na ocorrência de várias epidemias em muitos outros Estados
(Figueiredo, 2003; Nogueira et al
.,
2002).
Os primeiros casos autóctones do vírus dengue na região Norte foram
registrados no Pará, em 1995, nos municípios de Redenção e Rondon (Figueiredo
et
al
., 2004; Rosa et al., 2000). No Estado do Amazonas, os primeiros registros do vetor
ocorreram em 1996, em Manaus, por meio da Fundação de Medicina Tropical/Instituto
de Medicina Tropical do Amazonas (FMT/IMT-AM), desencadeando em 1998 e 2001
duas grandes epidemias de dengue em Manaus
(Figueiredo
et al., 2004). Em 1998
foram isolados os sorotipos DEN-1 e DEN-2 (Figueiredo et al., 2002). Em 2002, foi
isolado pela primeira vez em Manaus o sorotipo DEN-3, proveniente de dois p
acientes
(Araújo
et al
.
2003). No ano seguinte, Pinheiro et al
.
(2005) coletaram amostras de
Ae.
aegypti
em vários bairros da cidade de Manaus e detectaram uma alta taxa de infecção
pelo DEN
-
3.
Segundo dados do Ministério da Saúde, atualmente no Brasil enc
ontram
-
se
circulando três sorotipos do dengue (DEN-1, DEN-2 e DEN-3), sendo que os estados
de Santa Catarina e Rio Grande do Sul são os únicos que se mantêm com registro de
nenhum sorotipo circulando (MS, 2006) como mostra a figura 3. Estes dados fazem
parte de dois levantamentos rápidos da situação epidemiológica do dengue, realizados
entre março e outubro de 2006. Segundo esse levantamento, foram registrados, de
janeiro a setembro de 2006, 530 casos de febre hemorrágica do dengue e a ocorrência
de 61 óbit
os.
1.6
Características
e
pidemiológicas
,
transmissão
e
sintomas
do dengue
A transmissão do dengue começa quando o mosquito Ae. aegypti pica uma
pessoa que já esteja infectada com o vírus. No interior do inseto, o vírus irá se
multiplicar no intestino e depois passa
rá
para outros órgãos, tais como ovários e tecido
nervoso e, por último alcança as glândulas salivares, onde através da picada cairá na
corrente sanguínea de outro indivíduo humano. O período de incubação do vírus no
mosquito varia de 8 a 14 dias, e a partir daí o inseto torna-se infectado para o resto da
vida
(
Fiocruz, 2005
;
Service, 2000).
9
Por outro lado, o ser humano que for picado pelo mosquito infectado, os vírus do
dengue passam para a corrente sanguínea e começam a se multiplicar em célu
las
musculares estriadas, lisas ou em linfonodos locais (Figueiredo, 1999). Depois da
multiplicação, eles se espalham por todo o organismo, podendo circular livres no
plasma ou no interior de monócitos. Após o período de incubação de 4 a 7 dias, surgem
os
sintomas gerais do dengue caracterizados por febre e mal-
estar
(MS, 2005). O vírus
pode circular no sangue periférico durante todo o período febril que varia de 2 a 10 dias.
Durante esse período de viremia, se outro mosquito picar a pessoa doente, este se
tornará infectado, iniciando assim outro ciclo (Gubler, 1998).
Fonte: SES/FUNASA e SVS, modificado
Figura 3
. Sorotipos circulantes do vírus dengue nos estados brasileiros, 2001
-
2002 e
2006.
1.7
DNA mitocondrial como marcador molecular
O DNA mitocondrial (DNAmt) dos animais é constituído de uma mo
lécula
circular, de fita dupla, onde são descritos 37 genes dos quais 2 codificam RNAs
ribossômicos, 13 codificam polipeptídeos relacionados com a fosforilação oxidativa e
22 codificam a formação dos RNAs transportadores (Matioli, 2001). Seu tamanho é de
aproximadamente
16.000 pares de bases, porém muito importante para o metabolismo
celular (Lang
et
al., 1999; Boore, 1999). Em invertebrados, o DNAmt é muito parecido
com o dos vertebrados, estando as diferenças principalmente relacionadas com o
rearranjo dos genes na fita circular (Snustad & Simmons, 2001).
10
O DNAmt é uma molécula haplóide que é adquirida por herança materna que
não apresenta recombinação gênica. Não possui íntrons ou pseudogenes, raramente
apre
senta
seqüências duplicadas e geralmente possui menos de 10 pares de bases
separando seus genes (Attardi, 1985; Gray, 1989). Possui uma taxa de evolução dez
vezes maior que o DNA nuclear (Beaty & Marquardt, 1996), fato este que pode ser
explicado por uma baixa eficiência do sistema de reparo nas mitocôndrias, visto que as
enzimas envolvidas neste processo são codificadas por genes nucleares e dependem
de serem transportadas até as mitocôndrias (Matioli, 2001). Devido a estas
características, o genoma mitocondrial tem sido extensivamente usado como marcador
molecular em estudos de genética de populações, tais como fluxo gênico, tamanho
efetivo da população e história evolutiva (Avise, 1994; Spanos et al
., 2000).
1.8
Estudos Genéticos
Nos últimos anos, um elevado número de estudos envolvendo genética de
populações tem sido realizado com Ae. aegypti
.
Os primeiros estudos realizados para
avaliar a variabilidade genética nestes mosquitos foram baseados em técnicas de
eletroforese em gel de amido e poliacrilamida. Townson (1969) foi um dos pioneiros,
pois realizou estudos isoenzimáticos em mosquitos de Liverpool. O uso de marcadores
isoenzimáticos também foi importante na caracterização e diferenciação genética entre
as duas subespécies: Ae. aegypti formosus e Ae. aegypti aegypti, conforme descrito
acima
(Powell & Tabachnick, 1980; Scott & McClelland, 1975; Tabachnick & Powell,
1978; Wallis et al
., 1983; Wallis & Tabachnick ,1990).
Apesar da grande quantidade de marcadores existentes atualmente, os
marcadores isoenzimáticos ainda são utilizados para inferir variabilidade genética de
populações de mosquitos, entre eles o Ae. aegypti.
Paupy
et al. (
2000
), encontraram
cinco locos polimórficos
para
isoenzimas em 28 amostras de
Ae.
aegypti
procedentes
das Ilhas Tahiti e Moorea, na Polinésia Francesa. Esse estudo revelou que as
populações das duas ilhas encontram-se estruturadas geneticamente e que tal
estrut
uração está ligada diretamente à densidade populacional humana e à
s
características ecológicas da espécie.
11
Em Mana
us, Fraga
et al. (
2003)
realizaram um estudo isoenzimático em
populações de Ae. aegypti de quatro bairros da cidade. Dos 18 locos analisados, sete
mostraram
-se polimórficos, sendo que a análise molecular revelou maior variabilidade
dentro das populações. Outro estudo isoenzimático foi realizado por Yébakima et al
.
(
200
4) em Martinique, no Caribe, cujo objetivo foi quantificar a variação genética entre
as populações de Ae. aegypti, bem como estimar a taxa de infecção
experimental
ao
vírus dengue. Os resultados revelaram que as populações desses mosquitos
encontram
-se bem diferenciadas geneticamente, principalmente entre os grupos
geográficos, com os valores de F
ST
variando entre 0,189 (na região Central) e 0,346
(região do Atlântico Norte). As taxas de infecção do vírus dengue variaram de 42,8% a
98,6%.
Outro estudo usou isoenzimas para quantificar a variação genética de 23
populações de
Ae.
aegypti
de 13 Estados brasileiros, bem como a susceptibilidade aos
vírus dengue e da febre amarela (Lourenço-
de
-
Oliveira
et al., 2004). Neste estudo as
populações mostraram-se bastante diferenciadas com alta susceptibilidade aos dois
vírus
.
Outro importante estudo envolvendo técnicas isoenzimáticas, em populações
naturais de Ae. aegypti, foi realizado por Paupy et al. (
2005
) em quatro cidades do
Camboja. A análise de 47 amostras revelou um baixo valor de F
ST
(0,024), porém com
significativa diferenciação (
P<10
-6
). Quando a análise considerou as cidades
separadamente, observou-se importante diferenciação tanto interpopulacional quanto
intrapopulacional, no entanto sem revelar associação significante entre as distâncias
geográfica e genética.
Ao contrário dos marcadores isoenzimáticos, os marcadores baseados em
seqüências de DNA são largamente utilizados em estudos de genética de populações
de eucariontes, pois permitem a visualização direta das variações ocorridas nas
seqüências de nucleotídeos. Esta técnica foi aperfeiçoada graças ao surgimento da
Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) (Mullis & Faloona, 1987), que possibilitou
a
amplificação
in vitro de ácidos nucléicos, resolvendo os problemas relacionados à
quantidade de DNA a ser utilizada nas reações de laboratório.
Em populações de Ae. aegypti vários estudos foram realizados utilizando-
se
seqüências de DNA como forma de avaliar a variabilidade genética destes mosquitos,
entre eles, destacam-se trabalhos que utilizaram o Polimorfismo de Comprimento de
12
Fragmentos de Restrição (RFLP)
(Yan
et
al., 1998) e Polimorfismo de Comprimento de
Fragmentos Amplificados (AFLP) (Merrill et
al.,
2005). Além disso, destacam-
se
também os trabalhos que utilizaram a técnica economicamente viável do Polimorfismo
de DNA Amplificado ao Acaso (RAPD)
(Apostol
et al
., 1996; Gorrochotegui
-
Escalante
et
al
., 2000; Ocampo & Wesson, 2004; Paduan et al., 2006; Santos et al., 2003; Sousa
et
al
.,
2001). Entre os estudos que utilizaram RAPD em populações de Ae. aegypti
,
especial destaque é dado a um extensivo estudo realizado por Ayres et al. (
2003
) que
avaliou a diversidade genética de populações de Ae. aegypti de cinco Estados
brasileiros. Os 47 locos analisados revelaram elevado polimorfismo e diferenciação
genética
entre as
populações
deste vetor no Brasil.
Outros estudos têm sido realizados com microssatélites em populações de
Ae.
aegypti
. Ravel et al. (2002) que utilizaram três locos de microssatélites em populações
deste vetor no oeste da África. Nesse estudo foram encontradas fortes evidências de
diferenciação genética microgeográfica entre populações de Bouaké. Na Ásia, Huber
et
al
. (2002) empregaram seis locos de microssatélites para estimar a variação genética
dessa espécie na cidade de Ho Chi Minh, no Vietinã. As análises revelaram pouca
diferenciação genética entre as populações da região central devido aos processos de
cruzamentos aleatórios. Por outro lado, alta diferenciação ocorreu nas regiões do
entorno da cidade que, segundo os autores, deve-se ao processo de deriva genética ali
ocorrido. Outro estudo envolvendo microssatélites foi realizado por Costa-
Ribeiro
et al
.
(2006) no Rio de Janeiro, onde foi constatada alta diferenciação genética nas
populações do centro e da periferia da cidade.
Análises de segmentos mitocondriais também foram utilizadas em populações de
Ae. aegypti
.
A região Controle (também conhecida como região A + T ou região
D-
lo
op
)
do DNA
mitocondrial (DNA
mt
) foi analisada em seis populações da Argentina revelando
diferenciação genética, porém sem
associa
ção entre as distâncias geográfica e
genética
(Rondan
-
Dueñas et al
.,
2002).
Na Austrália,
Beebe
(et al., 2005) utilizaram o gene COI do DNAmt em 46
amostras de Ae. aegypti do norte e de algumas ilhas próximas. Foram encontrados 8
haplótipos
e
uma discreta variação genética entre as populações analisadas.
13
Dentre os genes mitocondriais utilizados em estudos de genética de populaçõe
s
de
Ae. aegypti, o segmento do gene NADH desidrogenase, subunidade 4 (ND4) do
DNAmt
tem demonstrado ser uma excelente ferramenta de diferenciação genética.
Gorrochotegui
-
Escalante
et al. (
2002
) conduziram um estudo de genética de
populações no México utilizando RAPD e o segmento do gene ND4 como marcadores
.
Foram encontrados 25 haplótipos e isolamento geográfico, quando as distâncias eram
maiores que 250 Km. Na Tailândia, um estudo com dezenove populações, utilizando o
mesmo marcador (ND4),
foram encontrad
os sete haplótipos e uma diversidade genética
menor do que a encontrado nas populações do México
(Bosio
et al., 2005). Na América
do Sul,
Costa
-
da
-
Silva
et al. (2005) também utilizaram o gene ND4 para estimar a
variabilidade genética do Ae. aegypti
de
três cidades do Perú (Lima, Piura e Iquitos).
Foram encontrados três haplótipos, sendo que a população de Piura foi a que se
mostrou mais estruturada geneticamente quando comparada com Iquitos e Lima
.
Recentemente, um estudo conduzido por Herrera et al. (2006) em populações
deste mosquito na Venezuela utilizou o gene ND4 e encontr
ou
sete haplótipos,
revelando significante diferenciação entre as populações e fortes evidencias para
isolamento genético por distância.
Além disso, outros trabalhos foram conduzidos utilizando o DNA mitocondrial em
diferentes
espécie
s do gênero
Aedes
. Fonseca
et
al. (2001) estudaram a estrutura
genética de populações de Aedes (Finlaya) japonicus do Japão e Estados Unidos
,
usando
o gene ND4 como marcador. No Japão ficou evidenciado um limitado fluxo
gênico e
ntre
as populações, sendo que para os Estados Unidos houve significantes
diferenças genéticas entre as amostras, sugerindo múltiplas introduções do mosquito
.
Birungi e Munstermann (2002) analisaram a estrutura genética de
Ae
. albopict
us
de
amostras do Brasil e Estados Unidos, usando o segmento do gene ND5 do DNAmt, e
demonstraram que houve mecanismos distintos de dispersão d
esse
mosquito entre os
dois países. Recentemente
,
Szalanski
et al. (
2006)
analisaram o gene ND5 em
populações de
Ae
.
vexans
dos Estados Unidos e encontraram 40 haplótipos. Esse
estudo também revelou elevada variabilidade e pouca estruturação genética.
Todos os estudos
acima
citados
demonstr
am
que a maioria das populações Ae.
aegypti
estão geneticamente estruturadas em diferentes regiões do mundo. Boa parte
14
desses estudos
buscou
avalia
r a estrutura genética como uma exigência essencial à
compreensão da dinâmica populacional,
porém
outros
buscaram associar muito de
seus resultados a outros fatores, tais como a competência vetorial, resistência à
inseticidas e
a
adaptação ecológica.
Atualmente
pouco se conhece a respeito da dinâmica populacional
do
Ae.
aegypti
na Amazônia brasileira. Por esta razão, esse trabalho pretende estudar a
estrutura genética de populações naturais deste mosquito na Amazônia, objetivando
obter subsídios para a implementação de
novas
estratégias de controle deste
importante vetor de doenças.
15
2.
Objetivos
Geral:
Analisar a variabilidade genética de
dez
amostras de Ae. aegypti da Amazônia
brasileira, objetivando o conhecimento da estrutura genética de populações, da
extensão do fluxo gênico e dos possíveis eventos de colonização dessa espécie na
região e, desta forma, contribuir para o desenvolvimento de metodologias mais eficaz
es
para o controle desse vetor de doenças.
Específicos:
1.
Estimar
e comparar o grau de variabilidade genética intra-populacional da
s
amostras;
2.
Estimar e comparar o grau de variabilidade inter-
popula
cional
,
a
extensão de
fluxo gênico e
a
divergência genéti
ca
entre
as amostras;
3.
Inferir se há isolamento entre as distâncias genética e geográfica
nas populações
estudadas;
4.
Propor hipóteses
sobre
a possível origem da
s
populações de Ae. aegypti na
Amazônia brasileira, a partir da comparação com os haplótipos enc
ontrados
nesse estudo e outros haplótipos obtidos em populações de Ae. aegypti da
s
Américas Central e do Sul
.
16
3. Material e Métodos
3.1 Local de Coleta
e Preparação dos Espécimes
Os
locais de coletas do
Ae
. aegypti compreenderam as cidades de Belém
(PA),
Santarém (PA), Boa Vista (RR), Pacaraima (RR), Rio Branco (AC), Coari (AM) e
Manaus (AM), conforme mostrado na
Figura
4. Para a análise microgeográfica foram
coletados indivíduos pertencentes
a
quatro bairros da cidade de Manaus: Coroado,
Praça 14 de Janeiro, Compensa e Tancredo Neves
(Figura.
5
).
As informações sobre
os locais de coleta e número amostral encontram
-
se na
Tabela 1.
As amostras foram obtidas nos estágios de larvas e pupa com auxílio de um
conta
-gotas, em criadouros artificiais (recipientes), próximos às residências. Em
seguida, o material foi transportado para o Laboratório de Genética e Evolução de
Mosquitos, na Coordenação de Pesquisas em Entomologia (CPEN), do Instituto
Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA). Chegando lá, as amostr
as
foram
transferidas
para cubas
com
água e
as larvas
fo
ram alimentadas com farinha de peixe e
germe de trigo, para completar o desenvolvimento até o 4º estádio (Scarpassa & Tadei,
1990). As pupa
s
fo
ram separadas em copos plásticos, devidamente etiquetados
,
fechados com tela para a emergência dos adultos. Os espécimes
foram
identificados,
utilizando
-se a chave de identificação taxonômica de Forattini (2002) e, posteriormente,
acondicionados em tubos
eppendorfs
etiquetados e congelados em freezer 80º C.
17
Figura
4
. Locais de coleta de
Aedes aegypti
.
18
Figura 5. Mapa da cidade de Manaus destacando os bairros onde foram realizadas as
coletas de Aedes aegypti. 1- Praça 14 de Janeiro, 2- Coroado, 3- Compensa
e 4-
Tancredo Neves.
19
Tabela 1. Locais de coletas com seus respectivos Estados, coordenadas geográficas e
tamanho amostral.
* Bairros da cidade de Manaus, conforme mostra a Figura 5.
Estado
s
Localidade
/ Bairro
Localização
Tamanho
Amostral
Pará
Belém
1º 25 S e 48º 27 W
11
Pará
Santarém 2º 26 S e 54º 43 W
14
Roraima
Boa Vista
2º 48 N e 60º 42 W
12
Roraima
Pacaraima
4º 25 N e 61º 08 W
12
Acre
Rio Branco
9º 58 S e 67º 49 W
12
Amazonas
Coari
4º 05 S e 63º 08 W
12
Amazonas
Amazonas
Amazonas
Amazonas
Coroado*
Praça 14 de Janeiro*
Compensa*
Tancredo Neves*
3º 05 25 S e 59º 58 51 W
3º 07 19 S e 60º 00 52 W
3º 06 33 S e 60º 03 03 W
3º 03 23 S e 59º 56 45 W
19
11
10
10
20
3.2
Extração do DNA
Na extração do DNA total
foi
utilizado o protocolo desenvolvido por Collins et al.
(1987),
com algumas modificações. Os mosquitos adultos, pupas e larvas de
4º
estádio
fo
r
am
macerados individualmente em tubos
eppendorfs
de 1,5 ml com tampão de lise:
0,08 M NaCl, 0,16 M de Sucrose, 0,06 M de EDTA, 0,5% SDS e 0,1 M de Tris-Cl. A
solução mais importante neste tampão trata-se do detergente iônico SDS (Dodecil
Sulfato de Sódio) que tem por função solubilizar lipídeos e desfazer complexos
macromoleculares. Em seguida, as amostras foram levadas ao banho-maria numa
temperatura de 65 ºC por 30 minutos. Após este período de incubação, era
acrescentado Acetato de Potássio (KAc) a 8 M, para a precipitação das proteínas.
A seguir, as amostras foram incubadas a uma temperatura de 4 ºC por 30
minutos
, centrifugadas e o sobrenadante foi transferido para um novo tubo. Em
seguida, o DNA foi precipitado com Etanol 95%. O DNA ficou repousando de um dia
para o outro (
overnight
) no freezer a
20 ºC. No dia seguinte, os tubos foram
centrifugados e o precipitado foi lavado em Etanol 75%, seguido de nova centrifugação.
Após
o descarte do sobrenadante, o
pellet
foi posto para secar em temperatura
ambiente e solubilizado
em tampão 1XTE
e mantidos em freezer
80
ºC.
3.3
Amplificação do DNA
A amplificação do gene ND4 foi realizada pelo método da PCR, que permitiu a
obtenção de cópias exponenciais do gene ND4.
As reações foram
preparadas
utilizando
as seguintes concentrações finais das soluções: 1X da solução estoque do tampão 10X
(Tris
-
KCl 200mM, pH 8,4)
, 0,4 mM
de dNTP (10mM), 2,0 mM de MgCl
2
(50 mM), 0,5 uM
de cada
primer
(
Forward
e
Reverse
), 1 U (
units
) de Taq
polymerase
e água estéril para
completar o volume final de 25 µL de reação para cada tubo de microcentrífuga de 0,2
mL.
Os
iniciadores (
primers
)
utiliza
dos
na amplificação do segmento do gene ND4
foram
publicados
por Gorrochotegui-
Escalante
et al. (2000) e consistem das seguintes
seqüências:
Forward: (5
GTD YAT TTA TGA TTR CCT AA
3 )
Reverse: (5
CTT CGD CTT CCW ADW CGT TC
3 )
21
O termociclador (
Ep
pendorf
Mastercycler 5333) utilizado para amplificar as
amostras
foi
programado com o seguinte perfil de amplificação: uma temperatura inicial
de 95º C
durante
3 minutos, 10 ciclos a 92º C
durante
30 segundos, 48º C
durante
1
minuto e 72º C
durante
40 segundos, seguido de 40 ciclos a 92º C
durante
30
segundos, 52º C
durante
35 segundos e 72º C por 40 segundos e finalizando numa
temperatura de extensão de 72º C
durante 5 minutos
(Bosio et al
.,
2005).
Para verificar a eficiência
da
ampli
ficação, os produto
s de PCR foram checados em géis
de agarose a 1%. Foram colocados nos géis um marcador com peso molecular
conhecido, para posterior comparação e estimativa
do tamanho
do DNA em análise.
Os
géis foram corados com brometo de etídio por 20 minutos e, em seguida, lavados e
visualizados por meio de um transluminador de luz UV Eagle Eye
II
para
fotodocumenta
ção
e análise (
Fig
ura 6)
.
3.4
Purificação do Produto Amplificado
Os produtos de PCR que produziram bandas intensas e nítidas
foram
separados
para purificação utilizando o kit GFX da GE Healthcare, conforme instruções do
fabricante
. A purificação foi realizada para eliminar resíduos de baixo peso molecular,
tais como sais,
iniciadores
e dNTPs.
Figura 6. Gel de Eletroforese com 1% de agarose, corado com brometo de etídio
mostrando os fragmentos do gene ND4 de 10 indivíduos de
Ae. aegypti
com
tamanho próximo a 400 pares de base (pb). M = marcador
Ladder
de peso
molecular conhecido da Invitrogen.
22
3.
5 Reação de Seqüenciamento
As amostras de DNA
foram
seqüenciadas no Laboratório Temático de Biologia
Molecular do INPA, utilizando
-
se para isto o kit de seqüenciamento
DYEnamic
TM
ET dye
terminator kit (MegaBACE
TM
). Nestas reações
foram
utilizados 5 µL de DNA, 1 µL de
iniciadores de seqü
enciamento
, 2 µL de ET e 2 µL de água Milliq, perfazendo um total
de 10 µL de reação. Para cada amostra
foram
preparadas duas reações:
Reverse
e
Forward
.
Em seguida, as amostras foram
agit
adas e a placa contendo o DNA
foi
transportada para o t
ermociclador
. Após a amplifcação,
foi
realizada a p
recipit
ação. Em
seguida, a placa era submetida à eletro-injeção no seqüenciador automático
MegaBACE 1000 analysis System
, seguindo
-se o
protoc
o
lo padrão do fabricante.
3.6.
Alinhamento das Seqüências
Uma vez obtidas as seqüências, as mesmas
foram
alinhadas utilizando-se os
programas BioEdit, vers
ão
7.0.5.2, (Hall, 1999) e Chromas, versão 3.0. Todos os
indivíduos
foram
seqüenciados em ambas as direções. Após o alinhamento manual das
seqüências obtidas com ambos os
primers
(
Forward
e
Reverse
),
foi
re
alizada a
justaposição (
overlap
) das seqüências
de
cada amostra para obtenção de uma única
seqüência representativa do gene ND4, denominada de
Contig
.
3.7 Análises Estatísticas
3.7.1 Análise
dos haplótipos
A genealogia entre os haplótipos foi inferida p
or meio da construção de uma rede
de haplótipos, que foi elaborada com o auxílio do programa TCS versão 1.21 (Clement
et al., 2000). Este programa estima a relação entre haplótipos com base no método de
parcimônia, agrupando-os a partir das mutações obtidas em suas seqüências. Tal
genealogia é baseada no cálculo da freqüência destes haplótipos nas populações
amostradas, usando u
m algoritmo descrito por Temple
ton
et al
. (1992). Portanto, a rede
de haplótipos gerada é uma reconstrução evolutiva da história genealógica da variação
genética encontrada nas amostras de DNA que experimentaram pouca ou nenhuma
recombinação (Temple
ton, 2001).
23
3.7.2 Análise do Polimorfismo molecular
O estudo da diversidade genética em populações naturais têm sido de grande
interesse
para geneticistas de populações e evolucionistas. Diversidade haplotípica (h
)
é a probabilidade de duas seqüências, escolhidas aleatoriamente de uma população,
serem diferentes dentro da população.
O número de nucleotídeos diferentes por sítio entre seqüências escolhidas
aleatoriamente define outro parâmetro de diversidade molecular, a diversidade
nucleotídica ( ). No presente estudo, estas duas medidas de diversidade genética
foram
estimadas pelo
programa Arlequin, versão 3.1 (Excoffier et al., 2006) e pelo
programa DnaSP
, versão 4.10
(Rozas et al
., 2003).
3.7.3 Testes de neutralidade
Para a teoria neutra de m
utações,
a
maioria
das substituições de bases que se
tornam fixadas em uma população é neutra com respeito ao sucesso reprodutivo
(fitness
) (Kimura, 1968).
Atualmente, muitos testes são utilizados em genética de populações para aferir a
neutralidade seletiva em populações naturais. Porém, para o presente trabalho foram
utilizados dois testes:
D
de Tajima (Tajima, 1989) e
Fs
de Fu (Fu, 1997).
O teste D de Tajima utiliza a variação genética dentro das populações no nível
de DNA. Esta variação é calculada a partir da relação entre o número de sítios
segregantes e o número médio de diferenças nucleotídicas estimado pela comparação
par-a-par. O teste
Fs
de Fu também utiliza polimorfismo de DNA, porém este teste leva
em consideração o fator temporal das mutações que geram sítios polimórficos,
classificando
-as como antigas ou recentes. Este modelo é aplicável principalmente
quando há excesso de mutações jovens (mutações que ocorreram recentemente, com
baixa freqüência e que geram excesso de alelos raros). Por esta razão, o teste
Fs
de
Fu julga-se ser mais promissor pela possibilidade de detectar crescimento populacional
e
genetic hichhiking ( efeito carona ). Para calcular dos testes de neutralidade foram
utilizados ferramentas disponíveis no programa DnaSP, versão 4.10
(Rozas
et al
.,
2003).
24
3.7.
4
Análise de
v
ariância
m
olecular (AMOVA) e
estrutura genética
Para verificar a existência de população diferenciada e avaliar o grau de
significância da variabilidade genética inter e intrapopulacional, foi utilizada a análise de
variância molecular através do programa Arlequin, versão 3.1, (Excoffier et al., 2006
).
Este modelo estatístico (AMOVA) baseia-se nas análises de diferentes níveis
hierárquicos
: primeiro é obtido com a permutação entre os grupos (F
CT
), o segundo
entre populações dentro dos grupos (F
SC
) e o terceiro dentro das populações (F
ST
).
Assim, os indivíduos são reunidos em grupos previamente definidos com base em
critérios não genéticos, como geográficos, ecológicos, ambientais, etc. No caso deste
trabalho
, utilizou
-
se distribuição
geográfica para a montagem dos grupos hierárquicos
.
Para verificar se as populações estudadas encontram-se diferenciadas
(estruturadas) foi utilizado o índice de fixação (F
ST
) de Wright (1921). O índice F
ST
é
freqüentemente relacionado ao número de migrantes por geração (
Nm
),
através da
fórmula
F
ST
= 1/ 4
Nm
+1 para dados diplóides e para marcadores haplóides F
ST
=
1/2
Nm
+1.
O
Nm
fornece informações sobre o fluxo gênico entre as populações. O
índice de fixação F
ST
e a estimativa de fluxo gênico (
Nm
) foram também obtidos pelo
programa
Arlequin, versão 3.1, por meio de 1023 permutações paramétricas dos
haplótipos entre as populações.
3.7.5 Isolamento por distância
O isolamento genético por distância foi testado mediante metodologia
desenvolvida por Mantel (1967), que é uma metodologia estatística geral que testa a
significância da correlação entre uma matriz de distância genética e uma matriz de
distância geográfica (em Km). Na matriz de distância genética foram utilizados os
valores
da comparação par-a-par de F
ST
. A hipótese de isolamento por distância foi
testada com auxílio do programa IBDWS, versão 3.03 (Jensen et al., 2005). A distância
geográfica foi estimada através de GPS e por ferramentas disponíveis no programa
Google Earth,
versão 4.0 (2006).
25
3.7.
6
Análise por meio de d
endrogramas
Foram construídos dois dendrogramas baseados em ferramentas disponíveis no
programa
Mega, versão 3.1 (Kumar et al., 2004). O primeiro foi um dendrograma de
haplótipos baseado no método de Neigh
bor
-Joining, seguindo o modelo de distância
genética de Tamura-Nei, com o emprego de 1000 replicatas. Foram incluídos como
grupos externos (
outgroup
) as seqüências haplotípicas do gene ND4 de
Aedes
albop
i
ctus
(GenBank # EF153761) e Anopheles m
arajoara
(GenBank # AY846347). O
segundo dendrograma construído foi baseado nos valores par-a-par de F
ST
das 10
amostras de Ae. aegypti, com o emprego do método de
Neighbor
-
Joining
. Para este
segundo dendrograma foram utilizados os valores de F
ST
calculados pelo progra
ma
Arlequin
, versão 3.1
.
26
4. Resultados
4.1 Distribuição e freqüência dos haplótipos
Cento e vinte e três indivíduos (123) foram analisados, resultando em 123
seqüências do gene ND4, com 380 pares de bases (pb) cada, de dez populações de
Ae.
aegypti
. O bairro do Coroado, em Manaus, e a cidade de Santarém foram as
populações com maior número de indivíduos seqüenciados, 19 e 14, respectivamente.
A composição média de nucleotídeos foi de 9,67% para Citosina; 41,74% para
Timina; 27,92% para Adenina e 20,67% para Guanina. Dos 380 pb, 16 sítios
foram
variáveis, sendo 15 informativos para parcimônia.
A tabela 2 mostra os 13 haplótipos encontrados nas 10 populações analisadas.
O haplótipo H1 foi o mais freqüente, representando 47,15% do total de haplótipos
observados. O H6 foi o segundo haplótipo mais freqüente com 32,52%, sendo
detectado na maioria das populações, com exceção de Boa Vista e Pacaraima. O
haplótipo H11 foi observado em 12 indivíduos de três bairros de Manaus e da cidade de
Boa
Vista. Os demais haplótipos, com exceção do H10, foram únicos (
singletons
). A
freqüência relativa total dos 13 haplótipos nas 10 populações de Ae. aegypti e a
freqüência relativa dos haplótipos em cada população estão representadas
graficamente nas figuras 7 e 8, respectivamente. A tabela 3 mostra as posições
variáveis observadas nos 13 haplótipos identificados.
Com base no método da parcimônia, foi gerada uma rede de haplótipos,
conforme mostra a Figura 9. O tamanho das elipses é proporcional ao número d
e
indivíduos encontrados em cada haplótipo. Os círculos menores, que ligam os
haplótipos identificados, correspondem aos haplótipos não amostrados (
missing
haplotypes
) e classificados como intermediários. O haplótipo H1, representado por um
retângulo, é pr
ovavelmente o haplótipo ancestral entre os indivíduos estudados.
As seqüências dos 13 haplótipos do gene ND4 encontradas neste trabalho foram
alinhadas com
as
seqüências de haplótipos
depositadas no
GenBank
, provenientes de
estudos feitos no México (Gorroc
hotegui
-
Escalante
et al., 2002) e no Peru (Costa-
da
-
27
Silva
et al., 2005) (México:
GenBank
# AF334841-AF334865; Peru:
GenBank
#
DQ177153
- DQ177155). Os haplótipos 3, 5 e 6 do México foram idênticos,
respectivamente, aos haplótipos H5, H3 e H11 encontrados no presente estudo. No
Peru, os haplótipos 1 (da cidade de Lima) e o haplótipo 3 (da cidade de Piura) foram
idênticos, respectivamente, aos haplótipos H5 e H1 encontrados na Amazônia
brasileira
. A Figura A dos anexos apresenta uma rede de haplótipos gerada com todos
os haplótipos observados, incluindo os do presente estudo, México e Peru.
Os estudos feitos na Tailândia (Bosio et al. 2005) e na Venezuela (Herrera et al.
,
2006) não tiveram suas seqüências de haplótipos depositadas no
GenBank
, portanto,
não foi possível uma comparação com os haplótipos encontrados neste estudo. Por
outro lado, foram encontradas no
GenBank
seqüências de haplótipos do gene ND4
provenientes de três estudos realizados em populações de Ae. aegypti do Brasil e da
América do Sul, porém não publicados na literatura. Estas seqüências foram então
alinhadas com as seqüências d
os
haplótipos do presente estudo, onde foi constatado
que estes
trabalhos apresentaram no mínimo
três
dos seguintes haplótipos encontrados
na Amazônia
brasileira
: H1,
H3, H5, H6, H11.
28
Tabela 2
.
Distribuição haplotípica da freqüência absoluta
das 10 populações de
Aedes
aegypti
.
Cor = Coroado; Pra = Praça 14 de Janeiro; Com = Compensa; TaN = Tancredo Neves;
Coa = Coari; Stm = Santarém; Blm = Belém; BoV = Boa Vista; Pac = Pacaraima; RBr =
Rio Branco.
Populações de
Aedes aegypti
Haplótipos
Cor
Pra
Com
TaN
Coa
Stm
Blm
BoV
Pac
RBr
Total
H1
7 3 7 8
11 10 12
58
H2
1
1
H3
1
1
H4
1
1
H5
1
1
H6
7 5 2 5 3 2 4
12
40
H7
1
1
H8
1
1
H9
1
1
H10
4
4
H11
3 2 5 2
12
H12
1
1
H13
1
1
Total
19 11 10
10
12 14 11 12 12 12
123
29
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
H1 H2
H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9
H10 H11 H12 H13
F
igura
7
.
Freqüência relativa dos 13 haplótipos encontrados nas 10 populações de
Aedes aegypti da Amazônia.
30
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
H1 H2 H3 H4 H5 H6
H7
H8 H9
H10 H11 H12 H13
Cor
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9
H10 H11 H12 H13
Stm
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
H1 H2 H3 H4 H5 H6
H7
H8 H9
H10 H11 H12 H13
Pra
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9
H10 H11 H12 H13
Blm
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
H1 H2 H3 H4 H5 H6
H7
H8 H9
H10 H11 H12 H13
Com
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9
H10 H11 H12 H13
BoV
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
H1 H2 H3 H4 H5 H6
H7
H8 H9
H10 H11 H12 H13
TaN
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9
H10 H11 H12 H13
Pac
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
H1 H2 H3 H4 H5 H6
H7
H8 H9
H10 H11 H12 H13
Coa
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
H1
H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9
H10 H11 H12 H13
RBr
Figura
8
.
F
reqüência
relativa
dos haplótipos em cada população
analisadas de
Aedes
aegypti
analisada.
31
Figura
9
.
Rede de haplótipos observada para as amostras de
Aedes aegypti
.
32
Tabela 3.
Sítio
s variáveis observados nos 13 haplótipos do gene ND4 do DNA
mitocondrial de Aedes aegypti
.
N indica o número de indivíduos que
compartilham cada haplótipo.
Haplótipos
N
0 0 0 0 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 3
3 3 3 8 2 4 5 6 0 3 5 8 8 9 9 2
1 4 7 8 7 8 7 6 5 2 0 3 6 2 8 8
H1
T C T T A C T A T G T A A T A T
58
H2
. . . . . . . . . . . .
T
. . . 1
H3
.
T
. . . . . . . . . .
T
. .
C
1
H4
C T C C
. . . . . . . . . . . . 1
H5
.
T
. . . . . . .
A
. .
T
. .
C
1
H6
.
T
. .
G
. . . . . . .
T
. .
C
40
H7
.
T C C
.
T
. . . .
C G
. . . . 1
H8
.
T C C
.
T C
.
C
.
C G
. . . . 1
H9
.
T C C
.
T C G C
.
C G
. . . . 1
H10
.
T C C
.
T C G C
.
C G
. .
G
. 4
H11
C T C C
.
T C
.
C
.
C G
.
C
. .
12
H12
. .
C C
.
T C
.
C
.
C
.
.
C
. . 1
H13
C T C C T C
. .
C G C
1
Posições das mudanças nucleotídicas
33
4.2 Diversidade genética e testes de neutralidade
Os valores de
diversidade genética e os valores dos testes de neutralidade foram
estimados para cada população de Ae. aegypti (Tabela 4). Os maiores valores de
diversidades haplotípica e nucleotídica foram observados nas populações da cidade de
Belém e dos bairros Coroado e Praça 14 de Janeiro, em Manaus. A população do
bairro
Tancredo Neves, em Manaus, apresentou o maior valor somente para a
diversidade nucleotídica. As populações de Pacaraima e Rio Branco não mostraram
variação nucleotídica.
Os testes de neutralidade, D de Tajima e
Fs
de Fu, não foram significativos para
todas as amostras (P > 0,05), indicando que o polimorfismo genético está de acordo
com o modelo neutro de mutações.
4.3. Análise da variância molecular (AMOVA) e estimativas de fluxo gênico
A anális
e da variância molecular (AMOVA) foi utilizada para detectar a variação
genética dentro e entre as populações, sendo considerada inicialmente todas as
populações não agrupadas. Os resultados revelaram que a maioria da variação
genética (72,69%) ocorreu dentro das populações (F
ST
= 0,273; P < 10
-5
), conforme
mostra a Tabela 5. Na segunda análise da AMOVA, as populações foram reunidas em
grupos de acordo com os Estados: Grupo do Amazonas: Bairros de Manaus (AM)
(Coroado, Praça 14 de Janeiro, Compensa e Tancredo Neves) e a cidade de Coari;
Grupo do Pará: Santarém e Belém; Grupo de Roraima: Boa Vista e Pacaraima; Grupo
do Acre: Rio Branco. Semelhante ao obtido na Tabela
5
, os resultados mostraram que a
maioria da variação ocorreu dentro das populações (70,66%; F
ST
= 0,293, P < 10
-5
)
(Tabela.
6
).
Entre as populações dentro dos grupos a porcentagem de variação foi
também significante (18,87%; F
ST
= 0,210,
P
< 10
-5
).
34
Tabela
4
.
Diversidade genética e testes de neutralidade em populações de
Aedes
aegypti
.
NH
= Nº de haplótipos para cada população;
NV
=
Nº
de sítios variáveis; K =
Nº
médio
de diferenças nucleotídicas; h = diversidade
haplotípica;
= diversidade nucleotídica.
NC
= não calculado. Nível de significância para os testes de neu
tralidade
P
> 0,05.
Cor = Coroado; Pra = Praça 14 de Janeiro; Com = Compensa; TaN = Tancredo Neves;
Coa = Coari; Stm = Santarém; Blm = Belém; BoV = Boa Vista; Pac = Pacaraima; RBr =
Rio Branco.
Pop.
NH
N V
K
h
Teste
D
de
Tajima
Teste
Fs
de Fu
Cor
5
13
5,192
0,737
0,062
0,0136
0,0022
1,456 3,996
Pra
4
13
5,891
0,745
0,098
0,0155
0,0030
1,432 3,923
Com
3 5
1,955
0,511
0,164
0,0051
0,0015
0,427 1,926
TaN
2
12
6,666
0,556
0,075
0,0175
0,0023
2,581 9,078
Coa
3 4
1,712
0,530
0,136
0,0045
0,0013
1,029 1,900
Stm
3 9
1,868
0,385
0,149
0,0049
0,0021
-1,304
2,386
Blm
5
12
6,472
0,782
0,093
0,0170
0,0020
2,518 2,672
Bov
2
10
3,030
0,303
0,147
0,0079
0,0038
-0,349
5,937
Pac
1 0
0,000
0,000
0,000
0,0000
0,0000
NC NC
RBr
1 0
0,000
0,000
0,000
0,0000
0,0000
NC NC
Total
13 16
4,399
0,666
0,029
0,0115
0,0010
1,309 1,418
35
Tabela
5.
Análise de variância molecular (AMOVA)
de todas as populações não agrupadas de
Aedes aegypti
.
GL = graus de liberdade; C V = componentes de variação; P
= significância.
Tabela
6.
Análise de variância molecular (AMOVA) considerando os grupos de populações de
Aedes aegypti
.
GL = graus de liberdade; C V = componentes de variação; P = significância.
Tipo Variação
G L
C V
Variação (%)
Índice de Fixação
P
F
ST
= 0,273
< 10
-5
Entre as populações
9
Dentro das populações
113
1,6423
72,69
0,6169
27,31
Total
122
2,259
100
Tipo Variação
G L
C V
Variação (%)
Índice de Fixação
P
Entre os grupos
3
0,2433
10,47
F
CT
= 0,104
0,01
Entre as populações dentro dos grupos
6
0,4384
18,87
F
SC
= 0,210
< 10
-5
Dentro das populações
113
1,6423
70,66
F
ST
= 0,293
< 10
-5
Total
122
2,324
100
36
A diferenciação genética, representada pelos valores par-a-par de F
ST
e os
valores de
Nm
(número de migrantes por geração), referentes às 10 populações de
Ae.
aegypti
são mostrados na Tabela 7. Após a correção de Bonferroni (Rice, 1989),
valores significantes de F
ST
(P < 0,001) foram verificados para a maioria das
comparações que envolveram a cidade de Rio Branco, com valores correspondentes de
Nm
variando de 0,0
-
1,0, indicando
baixo fluxo gênico. Os valores de
F
ST
também foram
altos para seis comparações envolvendo a cidade Pacaraima, com valores significantes
para três dessas comparações. Entre os quatro bairros da cidade de Manaus,
nenhuma comparação foi significante. Entretanto, a comparação entre os bairros
Tancredo Neves e Compensa apresentou um valor elevado de F
ST
(0,370), porém não
significante.
A hipótese de isolamento por distância foi testada e constatou-se um valor
significativo para o coeficiente de correlação do teste de Mantel (r = 0,5815; P = 0,006),
revelando que existe correlação entre a distância genética (F
ST
) e distância geográfica
(
Km
) em populações de Ae. aegypti
.
Entretanto, retirando as populações de Pacaraima
e Rio Branco, o valor de correlação
entre
as distâncias genética e geográfica não foi
significativo (r = 0,2880;
P = 0,097)
(Figura 10 A e B).
Foi construído um dendrograma baseado no método de agrupamento de
vizinhos (
Neighbor
-
Joining
) para demonstrar a relação genética existente entre os 13
hapl
ótipos encontrados. Para tanto, regiões homólogas do gene ND4 de Ae. albopictus
e
An. marajoara foram utilizadas como grupos externos (
outgroups
) (Figura 11). Este
dendrograma mostrou dois agrupamentos, sendo que o
grupo
I incluiu seis haplótipos,
entre el
es, os dois mais comuns (H1 e H6) e quatro haplótipos únicos; o
grupo
II
,
reuniu
sete haplótipos, entre eles, o terceiro haplótipo mais freqüente (H11), o haplótipo H10
exclusivo de Belém (4 indivíduos) e cinco haplótipos únicos
.
O outro dendrograma envolveu as 10 populações de Ae. aegypti, sendo usados
os valores de F
ST
e o método de
Neighbor
-
Joining
(Figura 12). Este dendrograma
também apresentou dois agrupamentos, sendo que o
grupo
I
foi constituído de
populações que apresentaram o haplótipo H1, e o grupo
II
, as populações que
mostraram ausência do haplótipo H1.
37
Tabela
7. Valores de F
ST
par-a-par (acima da diagonal) e número efetivo de migrantes (
Nm
) (abaixo da diagonal) em
populações de
Aedes aegypti
.
* Indica o nível de significâ
ncia P
< 0,001, após correção de Bonferroni. Inf = infinito. Cor = Coroado; Pra = Praça 14 de
Janeiro; Com = Compensa; TaN = Tancredo Neves; Coa = Coari; Stm = Santarém; Blm = Belém; BoV = Boa Vista; Pac =
Pacaraima; RBr = Rio Branco.
Cor
Pra
Com
TaN
Coa
Stm Blm
BoV
Pac
RBr
Cor
-0,061
0,055
0,085
0,073
0,084
0,147
0,066
0,228
0,330*
Pra
inf
0,120
0,000
0,146
0,166
0,087
0,127
0,353*
0,325
Com
8,5
3,7
0,366
-0,089
-0,037
0,373
0,094
0,214
0,699*
TaN
5,4
inf
0,9
0,398
0,403
0,037
0,302
0,554*
0,476
Coa
6,4
2,9
inf
0,8
-0,009
0,405
0,111
0,210
0,706*
Stm
5,5
2,5
inf
0,7
inf
0,402*
0,014
0,051
0,732*
Blm
2,9
5,3
0,8
13,1
0,7
0,7
0,323
0,545*
0,506
BoV
7,0
3,4
4,8
1,2
4,0
35,1
1,0
0,010
0,716
Pac
1,7
0,9
1,8
0,4
1,9
9,3
0,4
5,0
1,000*
RBr
1,0 1,0 0,2 0,6 0,2 0,2 0,5
0,2
0,0
38
Figura
10
.
Resultado da regressão de Mantel entre as populações de Ae. aegypti
baseado nos valores par-a-par de F
ST
.
A: Gráfico de regressão com todas
as 10 populações; B: Gráfico de regressão sem as populações de
Pacaraima e Rio Branco.
39
Figura 11.
Dend
rograma observado entre os 13 haplótipos de Aedes aegypti
.
Utilizou
-
se o método de Neighbor-Joining, seguindo o modelo de distância genética
de Tamura-
Nei.
Os valores de bootstrap encontram
-
se nos ramos.
40
Figura 12.
Dendrograma
basea
do nos valores par
-a-
par de
F
ST
das d
ez
amostras de
Aedes aegypti
. Método: Neighbor
-
Joining.
41
5.
Discussão
5.1 Freqüência e distribuição dos haplótipos
Dentre os estudos publicados até o momento na América do Sul com o gene
ND4 em populações de
Ae.
aegypti
, o presente estudo foi o que encontrou o maior
número de haplótipos (13). Desses haplótipos, 9 foram considerados únicos
(
singletons
), distribuídos entre cinco das dez populações analisadas. As populações de
Pacaraima e Rio Branco não revelaram polimorfismo genético, sendo monomórficas
para os haplótipos H1 e H6, respectivamente.
O haplótipo H1, apesar de ser o mais freqüente (47,15%), não foi encontrado em
todas as populações analisadas. Este háplotipo foi ausente nas cidades de Belém, Rio
Branco e no bairro do Tancredo Neves, em Manaus. Por outro lado, as cidades com
maior freqüência para o H1 foram Pacaraima (100%) e Boa Vista (83%), sugerindo que,
provavelmente, este haplótipo originou ou foi introduzido no Estado de Roraima e, a
partir daí, se espalhou para outras localidades da Amazônia brasileira. Esse haplótipo
foi encontrado também em Piura, no Peru, por Costa-
da
-
Silva
et al. (2005), sendo
denominado de H3 (Figura A dos anexos). Se o H1 foi introduzido na Amazônia
brasileira,
provavelmente esse haplótipo seja procedente da Venezuela. No entanto, os
sete haplótipos encontrados por Herrera et al. (2006), oriundos de 24 localidades da
Venezuela,
ainda não foram depositados no
GenBank
, tornando difícil uma conclusão a
respeito da origem do H1.
O haplótipo H6 foi o segundo mais freqüente (32,52%) entre as populações
analisadas, sendo ausente apenas nas populações de Pacaraima e Boa Vista. Este
haplótipo foi encontrado também em três estudos de populações de Ae. aegypti do
Brasil e nas América do Sul, cujos dados ainda não foram publicados, mas com
seqüências depositadas no
GenBank
. Após comparações, ficou constatado que o H6
do presente estudo está presente nesses três trabalhos que ainda não foram
publicados na literatura. Desse modo, suspeita-se fortemente que o H6 seja
amplamente disperso no Brasil, incluindo a Amazônia. No entanto, esse haplótipo não
foi encontrado nas populações do México (Gorrochotegui-Escalante et al. 2002) e do
42
Peru (Costa-
da
-Silva et al. 2005), conforme mostra a Figura A dos anexos,
impossibilitando propor uma hipótese sobre a sua origem
.
O haplótipo H11, o terceiro mais freqüente, foi encontrado na cidade de Boa
Vista e nos bairros do Coroado, Praça 14 de Janeiro e Tancredo Neves, em Manaus.
Esse haplótipo foi encontrado em populações do México, sendo denominado de H6 por
Gorrochotegui
-
Escalante
et al. (2002), bem como também foi encontrado nos três
estudos, com dados não publicados, citados acima. Desse modo, é possível que o
haplótipo H11 tenha sido intr
oduzido no Brasil vindo da América Central, sendo que sua
introdução pode ter ocorrido pela Amazônia, provavelmente pelo Estado de Roraima
.
Entretanto, essa hipótese pode ser reforçada ampliando os estudos nos países das
Américas do Sul e Central.
5.2 Variabilidade genética das populações
Os valores
médios
de diversidade genética encontrados no presente estudo
foram relativamente
altos
(h = 0,676;
= 0,0113), quando comparado com outras
espécies de mosquitos, como em Anopheles trinkae (h = 0,
599
;
= 0,0
076
) (Conn
et
al
., 1997), Anopheles albimanus (
= 0,0
045
-
0,0051
) (De Mérida et al., 1999) e
Anopheles nuneztovari (h = 0,
564
;
= 0,0
06
3)
(Scarpassa et al. 2000). Dos estudos
publicados com
Ae. aegypti
que usaram o gene ND4, apenas a diversidade nucleotí
dica
foi calculada. Costa
-
da
-
Silva
et al
. (2005) estudando três populações do Peru e
Bosio
et
al.
(
2005
), analisando 19 populações da Tailandia, estimaram um valor idêntico de ,
porém inferior ao do presente estudo (
= 0,0079). Por outro lado, v
alores
maiores
de
diversidade nucleotídica foram encontrados em populações do México (Gorrrochotegui-
Escalante
et al., 2000) (
= 0,0143
)
e em populações da Venezuela (Herrera et al
.,
2006) (
= 0,0187
).
Comparando cada população do presente estudo, a cidade de Belém foi a que
apresentou a maior diversidade genética, seguida dos bairros Coroado, Praça 14 de
Janeiro e Tancredo Neves, em Manaus. Esta elevada diversidade observada em Belém
pode ser explicada devido se tratar de uma cidade na Amazônia com grande densi
dade
demográfica, possuindo um enorme fluxo de pessoas devido ao fácil acesso via fluvial,
pelo Rio Amazonas e, via marítima, pelo Oceano Atlântico e com o restante do país, por
43
meio de rodovias. Do mesmo modo, a alta diversidade genética observada em Mana
us
pode ser explicada devido à grande densidade demográfica. Além de ser uma cidade
turística, Manaus possui um grande porto fluvial e um dos maiores pólos industriais do
país, o que fazem aumentar o fluxo de pessoas e mercadorias nesta região, facilitando
,
portanto, a dispersão das populações de Ae. aegypti. As características dessas duas
cidades podem estar favorecendo o aumento do fluxo gênico entre as populações de
Ae. aegypti, tendo implicações no aumento do tamanho efetivo de população, apesar
das constantes aplicações de inseticidas utilizados no combate ao vetor. Além disso, a
presença de haplótipos altamente divergentes dentro das localidades dos bairros do
Coroado, Tancredo Neves, Praça 14 de Janeiro, em Manaus, e da cidade de Belém,
conforme mostram os valores de K da tabela 4, pode estar contribuindo para elevar o
valor médio da diversidade nucleotídica.
Contrariamente, os valores baixos de diversidade genética obtidos para as
populações de Santarém e Boa Vista, sugerem um declínio populacional
, indicando que
estas populações de Ae. aegypti podem ter sofrido um
bottleneck
( efeito gargalo de
garrafa ) recente.
Os resultados do teste de neutralidade, D de Tajima (Tajima, 1989) não foram
significantes (P > 0,05) para todas as populações, sugerindo que o polimorfismo
detectado está de acordo com o modelo neutro. O teste
Fs
de Fu (Fu, 1997), que é o
mais promissor na detecção de crescimento populacional, também não revelou valores
significativos, indicando que as populações de Ae. aegypti dessas localidades não se
encontram em expansão, apesar da presença de haplótipos únicos (raros). No Peru,
Costa
-
da
-
Silva
et
al
. (2005) também não encontraram valores significativos para o teste
D
de Tajima.
5.3 Análise da variância molecular (AMOVA) e estimativas
de fluxo gênico
Os resultados da primeira análise de variância molecular (AMOVA), em que
todas as populações fizeram parte de um único grupo (Tabela 5), indicam que a maioria
da variação ocorreu dentro das populações (72,69 %). Esta variação está relacion
ada,
pr
incipalmente, ao alto número médio de diferenças nucleotídicas (K) encontradas nas
populações de Ae. aegypti de Belém e dos bairros do Coroado, da Praça 14 de Janeiro
44
e do Tancredo Neves, em Manaus. Por outro lado, a variação entre as populações foi
de 27,31%, com valores significantes (F
ST
= 0,273; P = < 10
-5
). Esta significante
variação está relacionada à alta diferenciação genética encontrada nas comparações
que envolveram as populações de Pacaraima e Rio Branco, pois a maioria dos valores
obtidos
na comparação par-a-par de F
ST
,
que envolveram estas populações, foram
significantes, revelando estruturação genética.
Semelhante
à primeira análise, a segunda AMOVA (Tabela 6) mostrou que a
maior porcentagem da variação genética ocorreu dentro das popul
ações (70,66%;
F
ST
=
0,293; P
< 10
-5
). Entre as populações dentro dos grupos, a variação foi de 18,87%,
F
SC
= 0,210; P < 10
-5
e foi decorrente, principalmente, da diferenciação genética observada
entre as populações de Belém e Santarém (Grupo do Pará), que apresentaram um
valor significativo
na comparação par
-a-
par de
F
ST
.
Os resultados dessas análises sugerem que as populações de Ae. aegypti da
Amazônia estão geneticamente mais estruturadas quando comparadas àquelas da
Venezuela
(11,58% de variação nas populações dentro dos grupos; F
SC
= 0,130; P
<
10
-5
) (Herrera et al., 2006), sugerindo que as populações da Amazônia brasileira
apresentam um fluxo gênico mais restrito. No entanto, as três populações do Peru
(Costa
-
da
-
Silva
et al., 2005)
mostraram
-se fortemente estruturadas com somente
10,07% de variação dentro das populações e 89,93% entre as populações dentro dos
grupos.
A correlação entre a distância genética e distância geográfica foi significante
quando todas as populações foram incluídas. No entanto, quando foram excluídas as
populações mais divergentes, Rio Branco e Pacaraima, não houve correlação
significante entre distâncias genética e geográfica, indicando que o fluxo gênico
independe da distância geográfica.
As estimativas de fluxo gênico reveladas pelos valores de
Nm
(número de
migrantes por geração) estão diretamente relacionadas à presença dos haplótipos H1 e
H6, os mais freqüentes neste estudo. Um grande exemplo disso envolveu as
populações de Santarém e Boa Vista que, apesar da grande distância geográfica,
apresentaram um intenso fluxo gênico entre si (
Nm
= 35,12), relacionado
principalmente
à alta freqüência do H1 nas duas populações. Já o intenso fluxo gênico
45
(
Nm
= 13,16) entre as populações de Belém e do bairro do Tancredo Neves, em
Mana
us, esteve diretamente relacionado
à
presença do H6.
A grande estruturação genética encontrada em Rio Branco (
Nm
= 0,0-
1,0)
corrobora
a hipótese de isolamento geográfico em relação
às
demais populações
analisadas devido, principalmente, às péssimas condições da rodovia BR-364, no
trecho que liga o Estado do Acre ao Estado de Rondônia, e da rodovia BR-319 que liga
o Estado de Rondônia com o Estado do Amazonas. Este isolamento resultou no
reduzido ou ausente fluxo gênico observado entre esta cidade e as demais populações
analisadas.
Além disso, a ausência de variabilidade pode ter contribuído ainda mais
para a diferenciação genética dessa população em relação às demais analisadas.
No entanto, a estruturação genética encontrada na população de Ae. aegypti de
Pacaraima não está associada ao isolamento geográfico, visto que a rodovia BR-
174
oferece boas condições de acesso à esta cidade. Além disso, Pacaraima situa-
se
exatamente na fronteira entre o Estado de Roraima e a Venezuela e apresenta um
grande fluxo de pessoas. Além disso, essa cidade é parada obrigatória para turistas e
outras pessoas que cruzam a fronteira e seguem para a Venezuela (vice-versa). Por
esta razão, esperava-se que a população de Ae. aegypti de Pacaraima apresentasse
um alto nível de polimorfismo genético, o que na realidade não foi observado. No
entanto, tal situação só pode ser consistente com duas hipóteses: 1) a população de
Ae. aegypti de Pacaraima poderia ter se mantido com poucos indivíduos devido a
aplicação constante de inseticidas gerando repetidos eventos de
bottlenecks
; ou 2) a
população de Ae. aegypti de Pacaraima teria sido fundada por poucos indivíduos e se
mantido com um baixo tamanho efetivo de população. As duas situações resultam na
redução da variabilidade genétic
a por der
iva genética
(Hartl & Clark, 1997).
Os valores de fluxo gênico do presente estudo foram maiores quando
comparados
com
outros
estudos
realizados em populações de Ae. aegypti no Brasil.
Ayres
et al. (2003), estudando populações de Ae. aegypti
de
cinco estados brasileiros,
com o emprego de RAPD, encontraram altos níveis de diferenciação genética e
re
duzido
fluxo gênico, tanto no nível macro geográfico (
Nm
= 0,54) como no nível micro
geográfico (
Nm
= 0,69). Paduan et al. (2006) também utilizaram RAPD em popula
ções
de
Ae. aegypti de seis estados brasileiros e encontraram altos níveis de diferenciação
46
genética e restrito fluxo gênico (
Nm
= 0,65), mesmo em populações procedentes do
mesmo Estado. Esses resultados, somados aos do presente estudo, indicam que as
popu
lações de Ae. aegypti do Brasil apresentam níveis relativamente altos de
variabilidade e diferenciação genética entre as populações. Essa estruturação pode
estar associada à dispersão passiva, eventos de colonização e re-colonização e ao uso
continuo de in
seticidas no controle do vetor
Ae. aegypti
.
A análise do dendrograma dos haplótipos encontrados na população de
Ae.
aegypti
da Amazônia brasileira mostrou dois agrupamentos (Figura 11). O haplótipo H7,
procedente da população de Santarém, apesar de pertencer ao grupo
,
está separado
do grupo
por dois passos mutacionais. Isto faz com este haplótipo assuma uma
posição intermediária entre esses dois
clusters
. Provavelmente, o grupo
seja o mais
antigo por possuir os haplótipos mais freqüentes (H1 e H6) e também por ter mostrado
a maior consistência nos valores de
bootstrap
.
A maioria dos estudos que utilizaram o gene ND4 em populações de Ae. aegypti
também tiveram seus dendrogramas de haplótipos divi
di
do em dois
clusters
(Bosio
et
al
., 2005; Gorrochote
gui
-
Escalante
et al., 2000; Herrera et al.; 2006). Este padrão
encontrado no presente estudo pode ser consistente com a presença de diferentes
linhagens de A
e. aegypti.
O dendrograma de populações de Ae. aegypti também mostrou dois
agrupamentos
(Figur
a 12). Esta divisão em dois grupos está diretamente relacionada a
presença dos haplótipos H1 e H6. O maior agrupamento foi formado pelo grupo
que
agrupou todas as populações que apresentaram o H1. As populações de Manaus
(Praça 14 de Janeiro, Coroado e Compensa), apesar de apresentar os ramos não bem
definidos, foram as que mostraram menor diferenciação genética, ou seja, maior fluxo
gênico entre si. Além de serem as populações que mostraram a maior freqüência do H1
(Figura 7). Por outro lado, Pacaraima
apresentou a maior distância genética em relação
as outras localidades do
grupo
, justamente por possuir a maior freqüência do H1
(100%) e também por ser a população mais estruturada geneticamente. O grupo
ficou
formado pelas populações que tiveram ausência do H1 e maior freqüência do H6. No
grupo
, Rio Branco está separado de Belém e Tancredo Neves justamente por ser a
população mais estruturada e por apresentar a maior freqüência do H6 (100%).
47
Os resultados desses dois dendrogramas, somados com a elevada diversidade
genética verificada, sugerem que podem ter ocorrido pelo menos duas introduções
desse mosquito na Amazônia brasileira: uma por Boa Vista, vindo do México e/ou da
Venezuela; e a outra por Belém, vindo de outras regiões do país ou pelo Oceano
Atlântico.
Os haplótipos únicos (
singletons
) representaram a maioria (9) entre os 13
haplótipos encontrados neste trabalho. Certamente esses haplótipos
singletons
originaram de mutações ocorridas nos haplótipos mais comuns. Essas mutações
podem ter acontecido em períodos de alto crescimento populacional, após vários
eventos de
bo
ttlenecks
que ocorreram por esforços no controle do vetor (aplicação de
inseticidas). Um fato interessante é que os haplótipos únicos ocorreram somente nas
cidades localizadas às margens dos rios Amazonas e Negro, demonstrando que a
principal rota de dispersão do mosquito
Ae.
aegypti
na Amazônia é realizada por via
fluvial.
Nossos dados evidenciaram que, as migrações humanas, via fluvial e terrestre,
podem estar favorecendo a dispersão do vetor do dengue, Ae. aegypti, na Amazônia
brasileira.
Os resultados apresentados neste trabalho podem ter alguma implicação no
controle do dengue. Em áreas urbanas, o uso contínuo de inseticidas pode resultar em
populações
bottleneck
e/ou populações fundadas com poucos indivíduos, via re-
colonização, os quais podem causar mudanças genéticas nas populações de
Ae.
aegypti
, ocasionando diferenças na capacidade vetora. Estudos demonstram uma
correlação entre estrutura genética de populações e a capacidade vetora em
Ae.
aegypti
(Beerntsen,
et
al
., 2000;
Faiulloux
et al., 2002
;
Lourenço
-
de
-
Oliveira
et al.
,
2004
). Portanto, conhecer a estrutura genética das populações de Ae. aegypti em cada
região da Amazônia poderá ser o primeiro passo para estudar as possíveis relações
com a capacidade de transmissão do dengue por esses mosquitos, auxiliando no
melhor entendimento da dinâmica de transmissão do dengue.
48
6.
Conclusões
Com base nas análises realizadas com o gene ND4 nas 10 populações de
Ae.
aegypti
da Amazônia, conclui
-
se que:
1.
Foi encontrado um número elevado (13) de haplótipos quando comparado com
outros estudos que também usaram o gene ND4 em populações de Ae. aegypti
.
Os haplótipos H1 e H6 foram os mais freqüentes e foram os que mais
contribuíram para
a
diferenciação genética entre as populações estudadas.
2.
Os valores médios de diversidade genética foram relativamente altos. Os
maiores valores de diversidade genética foram observados nas populações com
maior densidade demográfica: Belém e Manaus. Foi discutido que as
características dessas cidades favorecem a dispersão desse mosquito,
resultando em um aumento do fluxo gênico entre as populações de
Ae. aegypti
.
3.
Valores baixos de diversidade genética para as populações de Santarém e Boa
Vista, indicam a ocorrência de um ou mais
bottlenecks
( efeito gargalo de
garrafa ) rece
ntes.
4.
Os testes de neutralidade, D de Tajima e
Fs
de Fu, sugerem que as populações
de Ae. aegypti da Amazônia brasileira não encontram-se em expansão e o
polimorfismo encontrado está em equilíbrio genético, de acordo com o modelo
neutro.
5.
A maioria das comparações entre as 10 populações de Ae. aegypti mostraram
valores não significantes para F
ST
, indicando que existe um relativo fluxo gênico
entre elas.
49
6.
As populações de Pacaraima e Rio Branco foram as mais estruturadas
geneticamente quando comparadas com a demais.
7.
Os resultados do dendrograma de haplótipo sugerem que podem existir na
Amazônia brasileira duas linhagens de haplótipos para o gene ND4.
8.
Os resultados dos dois dendrogramas, somados aos valores de diversidade
genética desse estudo e a comparação com outros haplótipos encontrados em
estudos realizados no Brasil, América do Sul e América Central, indicam que
podem ter ocorrido, pelo menos, duas introduções do Ae. aegypti na Amazônia
brasileira
: uma por Boa Vista, vindo do México e/ou da Venezuela; e
a
outra por
Belém, vindo do restante do país ou pelo Oceano Atlântico.
50
5.
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59
Anexos
60
Figura A
Rede de haplótipos do gene ND4
de
Aedes aegypti agrupando os
haplótipos
encontrados no presente trabalho (amarelo), no México
(verde) e no Peru (azul).
61
Figura
B
Gráfico mostrando a proporção das mutações ao longo das seqüências
nucleotídicas de
Aedes aegypti
.
62
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
A T C G
Bases nitrogenadas
%
Figura B
Composição da freqüência nucleotídica das 123 seqüências do gene ND4
de
Aedes aegypti
.
63
Tabela B
Matriz de distância reta utilizada n
as análises do teste de Mantel.
Populações de
Aedes aegypti
Cor
Pra
Com
Ta
N
Coa
Stm
Blm
BoV
Pac
RBr
Cor
Pra
5,
10
Com
8,3 4,
28
TaN
5,4
10
,5
13
,
01
Coa
368
,
14
363
,
54
360
,
12
373
,
02
Stm
589
,
11
593
,
23
597
,
06
584
,
81
953
,
52
Blm
1287
,
77
1292
,
59
1296
,
79
1284
,
18
1654
,
15
701
,
97
BoV
65
6,
11
659
,
63
658
,
21
653
,
59
811
,
58
879
,
82
1435
,
48
Pac
840
,
53
843
,
41
841
,
42
837
,
42
967
,
37
1040
,
45
1550
,
03
185
,
11
RBr
1152
,
86
1147
,
76
1145
,
71
1158
,
26
827
,
43
1669
,
67
2339
,
01
1617
,
94
1756
,
48
Cor = Coroado; Pra = Praça 14 de Janeiro; Com = Compensa; TaN
= Tancredo Neves;
Coa = Coari; Stm = Santarém; Blm = Belém; BoV = Boa Vista; Pac = Pacaraima; RBr = Rio Branco.
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