artrópodes vetores de doenças e parasitas sirlei daffre depto parasitologia -icb-usp
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Artrópodes Vetores de Doençase Parasitas
Sirlei Daffre
Depto Parasitologia -ICB-USP
NATURE REVIEWS | MICROBIOLOGY VOLUME 3 | MARCH 2005 | 262
1.5 million
Mortalidade
NATURE REVIEWS | MICROBIOLOGY VOLUME 3 | MARCH 2005 | 262
Burden
MorbidadeNATURE REVIEWS | MICROBIOLOGY VOLUME 3 | MARCH 2005 | 262
Controle de vetores tem se mostrado eficiente para o controle de doenças
Exemplos: (Programa de controle por Inseticida)
erradicação da Malária nos países de clima temperado do Hemisfério Norteredução da Oncocercose em 11 países do oeste da África
Causas para o sucesso relativo do controle de doenças através dos Vetores:
1. Pouco incentivo à área de pesquisa em vetores (no passado)2. Efeitos dos agentes químicos causados ao meio ambiente (spray de DTT)3. Resistência aos agentes químicos4. Complexidade biológica das populações de vetores5. Problemas no uso dos “véus de cama” impregnados de piretróides
sintéticos: estratégia limitada, uso impróprio, resistência ao inseticida
Além dos problemas relativos à falta de vacinas efetivas e resistência dos parasitas aos medicamentos
Classe Insecta (os mais numerosos animais da
Terra)
• todos os artrópodes que apresentam o corpo dividido em cabeça, tórax e abdomen
• três pares de patas
• podem ou não apresentar asas
• muitos deles interagem com o homem
Muitos deles se alimentam de sangue:Ordem Hemiptera (barbeiros, percevejos)Ordem Diptera (moscas e mosquitos)Ordem Siphonaptera (pulgas)
- Fêmeas e machos se alimentam de sangue: pulgas,mosca do sono, mosca de estábulo
- Somente fêmeas se alimentam de sangue: mosquitos, flebotomímeos e borrachudos.
Ciclo de vida
Ametábolas
Formas jovens são semelhantes aos adultos.
Thysanura - traças
Ciclo de vida
Hemimetábola
Insetos que passam por metamorfose gradual (fases de ovo, ninfa e adulto, sendo que as ninfas diferem dos adultos pelo ambiente e alimentação)
Odonata - libélulas
Ciclo de vidaHolometábola
Insetos que apresen-tam metamorfose completa (fases de ovo, larva, pupa e adulto.
Diptera - moscas e mosquitos;Siphonaptera - pulgas
Insetos de importância médica•Diptera• ocupam diferentes
habitats; • holometábolos(larvas
aquáticas ou terrestres; inseto adulto alado)
• são vetores de vírus, protozoários e helmintos
Ordem Diptera
Interesse Médico-
Veterinário
Famílias
1. Culicidae2. Psychodidae3. Simuliidae4. Ceratopogonidae5. Tabanidae6. Muscidae7. Calliphoridae8. Sarcophagidae9. Oestridae10. Hippoboscidae
1
2
34
5
6
7
8 9
10
• Psychodidae: flebotomíneos • Simuliidae: borrachudos. Aproximadamente 1.000 espécies
no mundo • Culicidae: pernilongos. Aproximadamente 3.000 espécies no
mundo• Muscidae: moscas. Compreende as mutucas, as moscas
domésticas e a mosca tsé-tsé (mosca do sono)• Ceratopogonidae: mosquito pólvora• Tabanidae: moscas do gado e dos cavalos
Diptera
• hematofagia: fêmeas• estímulos: gás carbônico, odor do corpo,
calor, movimentos do ar• inoculação de potenciais patógenos
Diptera
Psychodidae: os flebotomíneos
Lutzomya: vetores de leishmanioses nas Américas
Phlebotomus: vetores de leishmanioses no Velho Mundo
Simuliidae : os borrachudos
• transmissão de oncocercose nas Américas e na África
• larvas aquáticas: água bem oxigenada
Culicidae: os pernilongos
• duas subfamílias de grande importância médica: Anophelinae e Culicinae
Fases de desenvolvimento da Família Culicidae
Anofelinos
desenvolvimento em diferen- tes tipos de coleções de água - salobra, doce
adulto: hábitos noturnos ou crepusculares
ciclo esporogônico completo de PlasmodiumVetores mais importantes da malária no Brasil: A. darlingi, A. aquasalis e A. cruzi
Culicíneos
• maior subfamília de mosquitos• Culex e Aedes• transmissão de importantes
endemias:• filariose linfática, febre amarela
urbana e silvestre, dengue e outras arboviroses
Culicíneos
• Aedes aegypti: urbano e doméstico
• altamente antropófilo• hábitos diurnos• principal transmissor da febre
amarela urbana e do dengue• desenvolvimento: água limpa
parada
Aedes albopictus
Pink
Red
Mosaic
RockfellerWhite
Scient. Amer., 218:112-120, 1978
Papo distendido por alimentação com água+açucar Intestino médio
distendido por alimentação subseqüente com sangue
Culicíneos• Culex
quinquefasciatus: mosquito doméstico
• altamente antropófilo• hábitos noturnos • transmissor da
filariose linfática• desenvolvimento:
água limpa ou poluída
Culex sp
Mosquitos e AIDS• o HIV é digerido pelo aparelho digestivo dos mosquitos• portanto, ele não se multiplica e não infecta as glândulas salivares• a possibilidade de se infectar
através de peças bucais contaminadas é 1:10 milhões
Mosquitos - controle
• inseticidas• predadores• telas em janelas e caixas de água• controle de objetos que possam formar
coleções de água• repelentes químicos e roupas compridas • mosquitos transgênicos
Vitellogenin promoter:
Carboxypeptidase promoter:
Transgenic malaria-resistant mosquitoes have a fitness advantagewhen feeding on Plasmodium-infected bloodProc Natl Acad Sci U S A, 2007, vol 104: 5580-5583Marrelli, M. T., Li, C., Rasgon, J. L., Jacobs-Lorena, M.
Fitness of anopheline mosquitoes expressing transgenes that inhibit Plasmodium developmentGenetics 2004, vol 166: 1337-1341Moreira, L. A., Wang, J., Collins, F. H., Jacobs-Lorena, M.
Parâmetros analisados: sobrevivência, fecundidade, fertilidade medida em mosquitos mantidos em “gaiolas”. Diferenças no fitness de mosquitos transformados com SM1 e fosfolipase. SM1 = não transg.; Foslip < não transg.
Transgenic anopheline mosquitoes impaired in transmission of a malaria parasiteNature 2002, vol 417: 452-455Ito, J., Ghosh, A., Moreira, L. A., Wimmer, E. A.,Jacobs-Lorena, M.
Linhagem estável de transgênico com SM1 (obtido por uma biblioteca de phago-display)
Muscidae : as moscas
• motucas ou mutucas: algumas espécies são hospedeiras intermediá- rias da filária Loa Loa
• mosca doméstica: vetor mecânico de bactérias e vírus
• moscas do berne e varejeiras
miíases– afecções produzidas pela presença
de larvas de moscas em tecidos de animais vertebrados;
– larvas biontófagas, capazes de invadir tecidos sadios (Dermatobia hominis = berne; Cochliomya hominivorax = mosca varejeira ou bicheiras). Pode ser a porta de entrada de tétano; – larvas necrobiontófagas, invasoras de lesões preexistentes (importantes em medicina forense)
Hemiptera :espécies hematófagas
1.Reduviidae - Triatominae (barbeiros)
2.Cimicidae - percevejos de cama
– hemimetábolos– todos os estágios e ambos os
sexos são hematófagos
Outros insetos de importância médica
Ordem Hemiptera
1
2
Interesse Médico-Veterinário
Famílias:
1. Reduviidae2. Cimicidae
Triatoma infestans Panstrongylus megistus Rhodnius prolixus
Triatoma dimidiata
Triatoma pallidipennis Triatoma sordida Triatoma brasiliensis
Triatomíneos mais importantes na transmissão da doença de Chagas
hemíptero fitófago
hemíptero hematófago(Barbeiro)
hemíptero predador
Triatomas
Triatomas (barbeiros)
• Triatoma infestans: principal vetor na América do Sul
• Clima temperado e seco
• Habitat doméstico ou peridomiciliar
• Cada repasto sangüíneo desencadeia a produção de ovos pela fêmea (fecundada ou não)
Triatomas (barbeiros)
Panstrongylus e Rhodnius: Habitat doméstico e silvestre
Dentro da Ordem Hemiptera, além dos triatomíneos, temos os percevejos:
•Fitófagos e hematófagos
•Hematógagos: 2 espécies vivem habitualmente no domicílio humano:Cimex lectularius (regiões temperadas e áreas de imigração européia)
5 mm
3 mm
Cimex hemipterus (regiões tropicais)
Conhecidos como percevejos de cama
Hábitos noturnos
Além do homem, picam outros mamíferos (rato,morcego, etc...)
Patogenia: Urticárias, crises asmáticase transmissor de doenças (?)
Outros insetos de importância médica, além dos dípteros e hemípteros:
Piolhos (Ordem Anaplura)Pulgas (Ordem Siphonapera)
Pulgas
Domicílio:• Pulga do homem (Pulex irritans)• Pulga de cães e gatos (Ctenocephalides canis e C. felis)• Pulga de ratos e camundongos (Xenopsylla, Nosopsyllus e Leptopsylla)
Peste (Bactéria Gram-negativa Yersinia pestis)Tifo murino (Rickettsia typhi)Helmintíases
Zona rural/Peridomicílio• Pulga do porco (Tunga penetrans) – “Pulga da areia” – “Bicho do pé”
TungíaseInfecções associadas : tétano, gangrena gasosa e outras
Piolhos
Pediculus capitis – cabeça das pessoasPediculus humanus – partes cobertas do corpoPediculus pubis – região pubiana e perineal
Dermatites : PediculoseDoenças transmitidas: Tifo, Febre das trincheiras (rickéttsias)
Febre das Trincheiras (Borrelia recurrentis)
Carrapatos e Ácaros
Subordem ixodida *(carrapatos)
(hematófagos obrigatórios)
Subordem opilioacaridaSubordem holothyrida
Subordem gamasida *
Ordem parasitiformes
Subordem prostigmata *Subordem astigmata *Subordem oribatida *
Ordem acariformes
Subclasse acari
Classe arachnida
Subfilo chelicerata
Filo arthropoda
- Os ácaros são encontrados em todos os lugares, podendo ser de vida livre ou parasitas.
- Os de vida livre podem se alimentar de detritos, tais como matéria orgânica em decomposição) ou são predadores. Os parasitas se alimentam tanto de animais como plantas, sendo muitos deles transmissores de agentes causadores de doenças.
- Cerca de 35000 espécies de ácaros já foram descritas.
Vista ventral de um ácaro
Ciclo de Vida dos ácaros
Ovo----> Larva---> Ninfa---> Adulto
•Morfologicamente os estágios de larva, ninfa eadulto se assemelham, exceto pela larva ter 3 pares de patase as ninfas e adultos, 4 pares.
•Sexos separados e dimórficos
•Variação dos estágios dependendo do grupo de ácaro
F am ília A rg as id ae"so ft" ca rrap a tos
F am ília Ixod id ae"h ard " ca rrap atos
S u b ord em Ixod id a
Argasídeos
- 5 gêneros e 170 espécies- não apresentam placa esclerotizada no lado dorsal; aspecto couráceo- alimentam-se rapidamente e portanto não ficam muito tempo no seu hospedeiro.Normalmente a fêmea apresenta vários ciclosde ovoposição com alimentações intercaladas - estão frequentemente associados compássaros e roedores- transmitem poucos agentes infecciosos,entre eles o vírus ASF (Febre suína africana)
Ixodídeos
- economicamente mais importante- apresentam um grande número de gêneros (13) e espécies (650)- apresentam placa esclerotizada no lado dorsal- se alimentam vagarosamente (dias) e tomam uma alimentação sanguinea por estágio de vida- formam um grupo com uma forte similaridade tanto estrutural como nos ciclosde vida. Todos apresentam estágios de ovo, larva, ninfa e adulto. A variação nos ciclos devida está relacionada com o número de hospedeiros (1 a 3).
Comparação entre carrapatos e outros artrópodes hematófagos
Característicasbiológicas
Carrapatos Outrosartrópodes
hematófagosDuração ciclo devida
longo,normalmenteanos
Relativamentecurto (semanasou mêses)
Volume desangue sugado
Grande (4-5ml/carrapato)
Pequeno (< 1ml)
Produção deovos
Grande (23000ovos/carrapato)
Pequeno(centenas)
Digestão daalimentaçãosanguínea
Principalmenteintracelular
Extracelular
Competênciavetorial
Transmitemprotozoários,fungos,bactérias,rickétsias, viruse nematóides
Nenhum outrogrupo deartrópodestransmite talvariedade depatógenos
Via de transmissão de patógenos pelos carrapatos
Vertebrado
Glândula salivar
Tubo digestivo
ovos
Hemocele
Carrapato
Glândulas coxais
Espécie de carrapato Patógeno Doença Distribuição VítimaRickétsia
Vários,especialmenteDermacentor spp
Rickettsia rickettsii Febre da MontonhaRochosa
América do Norte eSul homem
Bactéria
Argas spp. Borrelia anserina Espiroquetose aviáriaÁfrica, Austrália,Oriente Médio,América do Sul
pássaro
Ixodes scapularisIxodes pacificus Borrelia burgdorferi Doença de Lyme Estados Unidos homem
Ornithodoros spp. Borrelia recurrentis Febre recorrenteÁfrica, Ásia,Europa, Américado Norte e Sul
homem
Várias espécies Francisella tularensis tularemia mundial homem Protozoário
Boophilus spp Babesia spp Babesiose
América Central eSul, Europa, África,Ásia, Austrália,Sudoeste EstadosUnidos
gado
Rhipicephalusappendiculatus e outrasspps
Theileria parva Febre da Costa leste África gado
Principais patógenos transmitidos por carrapatos
Principais patógenos transmitidos por carrapatos
Espécies de carrapatos Vírus Doença Distribuição VítimaDermacentor andersoni e outrasspps vírus CTF Febre do carrapato do
coloradoEstados Unidos,Canadá homem
Hyalomma marginatum vírus CCHF Febre hemorrágica doCrimean-Congo
África, Ásia,Europa homem
Ixodes persulcatus e outrasspps vírus RSSE Encefalite da
primavera-verão russa Rússia homem
Ixodes ricinus vírus LI louping ill Europa ovellha
Ixodes ricinus e outras spps vírus TBE Encefalite decarrapato Europa, Rússia homem
Ornithodoros porcinus vírus ASF Febre africana suína África, Europa suíno
Doenças produzidas por carrapatos:
•Dermatite•Paralisia motora ascendente (casos humanos registrados Hemisfério norte)
Carrapatos e Ácaros
Subordem ixodida *(carrapatos)
(hematófagos obrigatórios)
Subordem opilioacaridaSubordem holothyrida
Subordem gamasida *
Ordem parasitiformes
Subordem prostigmata *Subordem astigmata *Subordem oribatida *
Ordem acariformes
Subclasse acari
Classe arachnida
Subfilo chelicerata
Filo arthropoda
Principais doenças produzidas por ácaros
DermatosesOrnithonyssus bacoti (roedores e homem)Dermanyssus gallinae (aves e homem)Pyemotis tritici (cereais e homem “Sarna dos cereais”)Sarcoptes scabiei (homem “Sarna ou escabiose”Tyrophagus putrescentiae (farinha e homem “Sarna dos especieiros)
Alergias respiratóriasÁcaros da família Pyroglyphidae. Ex. Dermatophagoides farinae (poeira doméstica)
Doenças transmitidas por ácaros
Encefalite tipo St. Louis (virus Erro) Ornithonyssus bacoti, Dermanyssus gallinae e mosquitos dos gêneros Culex, Aedes, Anopheles.Doença Tsutsugamushi (Ricktsesia tsusugamushi) Leptotrombidium sp.
Aspectos a ser considerados nos vetores:
- Alimentação sanguínea
- Ciclo do parasita no vetor
Desenvolvimento do Plasmodium no mosquito
Ghosh et al. (2003) Trends in Parasitology 19:94-101.
time bomb modelAnopheles stephensi
Gupta et al. PNAS, 2005, 102: 4010
Estratégias para armazenar o sangue1. Armazenado e digerido no mesmo compartimento: noinstestino médio (mosquitos, pulgas e piolho)
-absorção da água inicia durante a alimentação e as células epiteliais que envolvem o bolo alimentar secretam as enzimas (digestão completada em 2 dias)
2. Armazenado e digerido em compartimentos diferentes(Rhodnius,Stomoxys, Glossina)
-absorção da água no papo ou instestino médio anterior e digestão no intestino médio posterior
Cobertura do epitélio do intestino médio
Matriz peritrófica contendo quitina (= membrana peritrófica) Quitina (3 a 13%), proteínas, glicoproteínas e proteoglicanos
Funções:
-proteção ao epitélio intestinal = mucosa do intestino de mamíferos-barreira contra patógenos-compartimentalização da digestão
Lise dos eritrócitos
Vários mecanismos:
- pulgas (espinhos no proventrículo)
- mosquitos e outros dípteros (espinhos no cibário) + fatores hemolíticos: lipases, moléculas anfipáticas e proteases
HEME: O que fazer?
Peroxidação de lipídeos promovendo a danificação de células epiteliais
Membrana peritrófica, hemozoina e outros sistemas destoxificantes
(Extraído da Dissertação de Flávio Alves Lara apresentada ao Centro de Biociências e Biotecnologia da UENF).
Glândulas salivares A. darlingi
•Modificado de Moreira-Ferro; Marinotti & Bijovsky, 1999.
Glândulas salivares
Alimentação com sangue Alimentação com açúcares
Anti-agregante plaquetário:apirase
Vasodilatadores: sialoquinina, catecol-oxidase/peroxidase
Aumento da infectividade do parasita: Anti-TNF
Aglutininas
Anticoagulantes: anti-Fator Xa; anti-trombina Alfa-glicosidadeAlfa-amilase
LPS / 1,3-glicano
Fagocitose
Formaçãode nóduloCutícula
Cascata da coagulação
Coágulo
Infecçãobacteriana
Sistema imune de invertebrados
Cascata da pró-fenoloxidase
Melanização
Espécies reativasde O2 e N2
Peptídeos antimicrobianos
Plasmodium berghei ookinetes crossing the midgut epithelim
Christophides 2004 Immunol Review 198:127
TEP1 (Blandin, 2004 Cell 116:661)
Boophilus microplus
Acanthoscurria gomesiana
Desenvolvimento comercial de peptídeosantimicrobianos de origem animal
Modo de uso Peptídeo Companhia Aplicação EstágioTópico Pexiganan
(MSI-78)
Magainin
(Genaera)
Úlceras nos pés
de diabéticos
infectados
Finalizado,
Fase III;
não
aprovado
pelo FDA,
necessitan-
do estudos
adicionais
Tópico MBI-226 Micrologix Infecção em
Cateter
Fase III
Tópico MBI-226 Micrologix Acne Fase II
Oral IB-367 Intrabiotics Mucosite Fase III
Oral P-113 Demegen Gengivite Fase II
Sistêmico Hellomycin Entomed Antifúngico Preclínico
Sistêmico Lactoferricina
humana
AM Pharma Antibacteriano Preclínico
Sistêmico BPI Xoma Meningite
meningocócica
Fase III
Vetores na era genômica
Vetores na era genômica
Novas estratégias de controle de vetores baseadas em:
Genoma
Genômica Funcional dos Artrópodes (ESTs, microarrays RNA de interferência)
Insetos Transgênicos
Estudos populacionais de vetores no campo