Mosquitos infectados com bactérias: como a genética atua na luta contra dengue, Zika e chikungunya

Recentemente, países acometidos por arboviroses causadas por vírus transmitidos pelo mosquito Aedes aegypti, como dengue, Zika e chikungunya, ganharam mais uma ferramenta para reduzir a incidência destas doenças: a bactéria Wolbachia.

Este microrganismo intracelular é transmitido da mãe para a prole e infecta naturalmente cerca de 70% das espécies de insetos, incluindo cupins, borboletas e moscas. Porém, nunca havia sido encontrado em Aedes aegypti.

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Após a transinfecção de Wolbachia a partir de moscas da fruta em Aedes aegypti, os cientistas perceberam que este mosquito tinha capacidade reduzida em transmitir dengue, Zika e chikungunya.

Desde então, machos e fêmeas de Aedes aegypti com Wolbachia têm sido soltos em áreas endêmicas para essas arboviroses. Com isso, busca-se substituir populações naturais do inseto, altamente competentes à transmissão viral, por outras com a bactéria, resistentes aos vírus.

Experiências mundiais com Wolbachia

Países tropicais como Austrália, Colômbia, Indonésia e Vietnã já contam com Aedes aegypti com Wolbachia em ambientes urbanos de algumas de suas cidades.

No Brasil, o país historicamente com o maior número de casos de dengue no mundo, as solturas de iniciaram em 2014 no Rio de Janeiro e em Niterói (RJ). E depois, ocorreram em Campo Grande (MS), Petrolina (PE), Belo Horizonte (MG), Foz do Iguaçu (PR), Joinville (SC), entre outras cidades.

Além disso, Brasília (DF), Luziânia (GO) e Blumenau (SC), por exemplo, estão em fase de implementação por meio da empresa Wolbito do Brasil.

A empresa foi criada a partir de uma parceria entre o Instituto de Biologia Molecular do Paraná (IBMP), vinculado à Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz), e a iniciativa internacional World Mosquito Program (WMP).

O sucesso da estratégia em locais como Austrália, Colômbia e Indonésia é notável. Houve uma queda de até 96% na incidência de dengue.

Na cidade do Rio de Janeiro, os resultados foram mais modestos com uma redução de 38% nos casos de dengue e 10% de chikungunya, fato atribuído a uma baixa presença de Wolbachia nos mosquitos coletados em campo (32%, em média).

Desafios climáticos, população selvagem e inseticidas

Estes dados indicam que a capacidade da bactéria de se espalhar e reduzir a transmissão de arbovírus pode depender de fatores locais.

São importantes: os aspectos como características climáticas, o tamanho da população de Aedes aegypti selvagem (ou seja, sem a bactéria), o uso paralelo de outras estratégias de controle vetorial (como aplicação de inseticidas) e, principalmente, da compatibilidade genética dos mosquitos soltos com a população nativa de mosquitos, adaptada ao contexto local.

Vale lembrar que, para o espalhamento da bactéria em campo, as fêmeas soltas precisam sobreviver tempo bastante para se reproduzir, e assim transmitir Wolbachia para a prole ao longo das gerações.

Neste cenário, a construção de biofábricas para produção em massa de Aedes aegypti com Wolbachia para o uso em solturas por todo o Brasil pode ser desafiador.

As primeiras solturas em um bairro no Rio de Janeiro nos ensinaram uma importante lição: a prevalência de Wolbachia após o término das solturas caiu bruscamente de 65% para 10%, pois os mosquitos criados em laboratório e depois liberados eram susceptíveis a piretroides, principal composto dos inseticidas domésticos.

Assim, o estabelecimento da bactéria em níveis próximos a 100% só ocorreu quando fêmeas de Aedes aegypti com Wolbachia foram cruzadas com machos locais. Esta estratégia produziu uma linhagem geneticamente similar aos mosquitos nativos, capazes de sobreviver a certas doses de piretroides.

Cinco grupos genéticos de Aedes aegypti

A partir de estudos anteriores, já sabemos que no Brasil existem pelo menos cinco grandes grupos genéticos de Aedes aegypti,. Esses grupos possuem variações no seu DNA que possivelmente os tornam bem adaptados a cada ambiente.

Outro passo importante antes da expansão das solturas é verificar como cada população de Aedes aegypti responde ao receber a infecção por Wolbachia. Estes dados devem ser considerados no planejamento das solturas.

Alguns estudos mostram que populações do mosquito naturalmente variam na sua capacidade de transmissão de arbovírus. Logo, o grau de resistência à infecção viral conferido pela bactéria também pode variar.

Além disso, Wolbachia pode gerar custos na biologia do mosquito, prejudicando sua sobrevivência, fecundidade e fertilidade.

No Rio de Janeiro, por exemplo, após o término das solturas de Wolbachia, a adoção de um novo larvicida no controle vetorial levou ao colapso populacional de Aedes aegypti.

Contudo, apenas a população selvagem (sem Wolbachia) se recuperou após alguns meses com a chegada das chuvas, graças à prolongada resistência dos ovos desta espécie na parede de criadouros secos.

Deste modo, a homogeneização genética de Aedes aegypti por meio da soltura de uma linhagem única de mosquitos com Wolbachia por todo o país poderia disseminar algumas características genéticas indesejáveis. Entre elas, maior resistência a inseticidas, maior permissividade a arbovírus ou atratividade ao ser humano.

E claro, como visto no Rio de Janeiro, a incompatibilidade genética entre as linhagens nativas e os mosquitos com Wolbachia pode dificultar o estabelecimento da bactéria, levando a perdas econômicas diretas e/ou ao atraso na redução da incidência das arboviroses.

Diante desses resultados, sugerimos considerar e preservar a diversidade genética de populações de Aedes aegypti durante as solturas de mosquitos com Wolbachia.

Isso certamente aumentará as chances de sucesso dessa promissora estratégia em mitigar um dos maiores problemas de saúde pública do Brasil, onde milhares de pessoas são acometidas pelas arboviroses anualmente.

O estudo descrito neste artigo contou com o apoio das agências de fomento Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa no Estado do Rio de Janeiro (Faperj), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG).

Mariana Rocha David atualmente recebe financiamento da Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz) e da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ).

Gabriela de Azambuja Garcia recebe financiamento da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa no Rio de Janeiro (FAPERJ)

Marcio Galvão Pavan recebe financiamento da Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz) e Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa no Rio de Janeiro (FAPERJ).

Rafael Maciel de Freitas recebe financiamento da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa no Rio de Janeiro - FAPERJ, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq, Deutsch Forschungsgemeinschaft - DFG.