Transcript Artrópodes Vetores de Doenças e Parasitas Sirlei Daffre Depto Parasitologia -ICB-USP

Artrópodes Vetores de Doenças
e Parasitas
Sirlei Daffre
Depto Parasitologia -ICB-USP
1.5 million
NATURE REVIEWS | MICROBIOLOGY VOLUME 3 | MARCH 2005 | 262
NATURE REVIEWS | MICROBIOLOGY VOLUME 3 | MARCH 2005 | 262
Mortalidade
NATURE REVIEWS | MICROBIOLOGY VOLUME 3 | MARCH 2005 | 262
Morbidade
Burden
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 Norte
redução da Oncocercose em 11 países do oeste da África
Causas para o sucesso relativo do controle de doenças através
dos Vetores:
1.
2.
3.
4.
5.
Pouco incentivo à área de pesquisa em vetores (no passado)
Efeitos dos agentes químicos causados ao meio ambiente (spray de DTT)
Resistência aos agentes químicos
Complexidade biológica das populações de vetores
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 vida
Holometábola
Insetos que apresentam 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
Interesse
MédicoVeterinário
Famílias
8
9
7
6
10
1
3
4
2
5
Ordem Diptera
1. Culicidae
2. Psychodidae
3. Simuliidae
4. Ceratopogonidae
5. Tabanidae
6. Muscidae
7. Calliphoridae
8. Sarcophagidae
9. Oestridae
10. Hippoboscidae
Diptera
• 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
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 diferentes tipos de coleções de
água - salobra, doce
adulto: hábitos noturnos ou
crepusculares
ciclo esporogônico completo
de Plasmodium
Vetores 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
Mosaic
Rockfeller
White
Red
Pink
Papo distendido
por alimentação
com água+açucar
Intestino médio distendido
por alimentação
subseqüente com sangue
Scient. Amer., 218:112-120, 1978
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 anopheline mosquitoes impaired in transmission of a
malaria parasite
Nature 2002, vol 417: 452-455
Ito, 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)
Fitness of anopheline mosquitoes expressing transgenes that
inhibit Plasmodium development
Genetics 2004, vol 166: 1337-1341
Moreira, 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 malaria-resistant mosquitoes have a fitness advantage
when feeding on Plasmodium-infected blood
Proc Natl Acad Sci U S A, 2007, vol 104: 5580-5583
Marrelli, M. T., Li, C., Rasgon, J. L., Jacobs-Lorena, M.
Muscidae : as moscas
• motucas ou mutucas:
algumas espécies são
hospedeiras intermediárias 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)
Outros insetos de importância médica
Hemiptera :espécies hematófagas
1.Reduviidae - Triatominae (barbeiros)
2.Cimicidae - percevejos de cama
– hemimetábolos
– todos os estágios e ambos os sexos
são hematófagos
Interesse Médico-Veterinário
1
2
Famílias:
1. Reduviidae
2. Cimicidae
Ordem Hemiptera
Triatomíneos mais importantes na transmissão
da doença de Chagas
Triatoma infestans
Panstrongylus megistus
Rhodnius prolixus
Triatoma dimidiata
Triatoma pallidipennis
brasiliensis
Triatoma sordida
Triatoma
Triatomas
 hemíptero hematófago
(Barbeiro)
hemíptero predador 
 hemíptero fitófago
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)
Cimex hemipterus (regiões tropicais)
Conhecidos como percevejos de cama
3 mm
Hábitos noturnos
Além do homem, picam outros mamíferos (rato,
morcego, etc...)
5 mm
Patogenia: Urticárias, crises asmáticas
e transmissor de doenças (?)
Outros insetos de importância médica, além dos dípteros e hemípteros:
Pulgas (Ordem Siphonapera)
Piolhos (Ordem Anaplura)
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”
Tungíase
Infecções associadas : tétano, gangrena gasosa e outras
Piolhos
Pediculus capitis – cabeça das pessoas
Pediculus humanus – partes cobertas do corpo
Pediculus pubis – região pubiana e perineal
Dermatites : Pediculose
Doenças transmitidas: Tifo, Febre das trincheiras (rickéttsias)
Febre das Trincheiras (Borrelia recurrentis)
Carrapatos e Ácaros
Filo arthropoda
Subfilo chelicerata
Classe arachnida
Subclasse acari
Ordem parasitiformes
Subordem ixodida *
(carrapatos)
(hematófagos obrigatórios)
Subordem opilioacarida
Subordem holothyrida
Subordem gamasida *
Ordem acariformes
Subordem prostigmata *
Subordem astigmata *
Subordem oribatida *
- 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 e
adulto se assemelham, exceto pela larva ter 3 pares de patas
e as ninfas e adultos, 4 pares.
•Sexos separados e dimórficos
•Variação dos estágios dependendo do grupo de ácaro
Subordem Ixodida
Família Argasidae
"soft" carrapatos
Família Ixodidae
"hard" carrapatos
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 ciclos
de ovoposição com alimentações intercaladas
- estão frequentemente associados com
pássaros 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 ciclos
de vida. Todos apresentam estágios de ovo,
larva, ninfa e adulto. A variação nos ciclos de
vida está relacionada com o número de
hospedeiros (1 a 3).
Comparação entre carrapatos e
outros artrópodes hematófagos
Características
biológicas
Carrapatos
Duração ciclo de longo,
vida
normalmente
anos
Volume de
Grande (4-5
sangue sugado ml/carrapato)
Produção de
Grande (23000
ovos
ovos/carrapato)
Digestão da
Principalmente
alimentação
intracelular
sanguínea
Competência
Transmitem
vetorial
protozoários,
fungos,
bactérias,
rickétsias, virus
e nematóides
Outros
artrópodes
hematófagos
Relativamente
curto (semanas
ou mêses)
Pequeno (< 1ml)
Pequeno
(centenas)
Extracelular
Nenhum outro
grupo de
artrópodes
transmite tal
variedade de
patógenos
Via de transmissão de patógenos
pelos carrapatos
Vertebrado
Carrapato
Tubo digestivo
Glândula salivar
Hemocele
Glândulas coxais
ovos
Principais patógenos transmitidos por carrapatos
Espécie de carrapato Patógeno
Rickétsia
Vários,
Rickettsia rickettsii
especialmente
Dermacentor spp
Bactéria
Doença
Distribuição
Febre da Montonha
Rochosa
América do Norte e
homem
Sul
Argas spp.
Borrelia anserina
África, Austrália,
Espiroquetose aviária Oriente Médio,
América do Sul
Ixodes scapularis
Ixodes pacificus
Borrelia burgdorferi
Doença de Lyme
Ornithodoros spp.
Borrelia recurrentis
Várias espécies
Francisella tularensis tularemia
Protozoário
Boophilus spp
Babesia spp
Rhipicephalus
appendiculatus e outras Theileria parva
spps
Febre recorrente
Estados Unidos
África, Ásia,
Europa, América
do Norte e Sul
mundial
Vítima
pássaro
homem
homem
homem
Babesiose
América Central e
Sul, Europa, África,
Ásia, Austrália,
gado
Sudoeste Estados
Unidos
Febre da Costa leste
África
gado
Principais patógenos transmitidos por carrapatos
Espécies de carrapatos
Vírus
Dermacentor andersoni e outras
vírus CTF
spps
Hyalomma marginatum
Ixodes persulcatus e outras
spps
Ixodes ricinus
vírus CCHF
vírus RSSE
vírus LI
Ixodes ricinus e outras spps
vírus TBE
Ornithodoros porcinus
vírus ASF
Doença
Febre do carrapato do
colorado
Febre hemorrágica do
Crimean-Congo
Encefalite da
primavera-verão russa
louping ill
Encefalite de
carrapato
Febre africana suína
Distribuição
Estados Unidos,
Canadá
África, Ásia,
Europa
Vítima
Rússia
homem
Europa
ovellha
Europa, Rússia
homem
África, Europa
suíno
homem
homem
Doenças produzidas por carrapatos:
•Dermatite
•Paralisia motora ascendente (casos humanos registrados Hemisfério norte)
Carrapatos e Ácaros
Filo arthropoda
Subfilo chelicerata
Classe arachnida
Subclasse acari
Ordem parasitiformes
Subordem ixodida *
(carrapatos)
(hematófagos obrigatórios)
Subordem opilioacarida
Subordem holothyrida
Subordem gamasida *
Ordem acariformes
Subordem prostigmata *
Subordem astigmata *
Subordem oribatida *
Principais doenças produzidas por ácaros
Dermatoses
Ornithonyssus 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 respiratórias
Ácaros 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.
Gupta et al. PNAS, 2005, 102: 4010
time bomb model
Anopheles stephensi
Estratégias para armazenar o sangue
1. Armazenado e digerido no mesmo compartimento: no
instestino 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
Anticoagulantes: anti-Fator Xa; anti-trombina
Anti-agregante plaquetário:
apirase
Vasodilatadores:
sialoquinina, catecol-oxidase/peroxidase
Aumento da infectividade do parasita: Anti-TNF
Aglutininas
Alimentação com açúcares
Alfa-glicosidade
Alfa-amilase
Sistema imune de invertebrados
LPS / b 1,3-glicano
Cascata da coagulação
Coágulo
Cascata da pró-fenoloxidase
Fagocitose
Infecção
bacteriana
Peptídeos
antimicrobianos
Cutícula
Espécies reativas
de O2 e N2
Formação
de nódulo
Melanização
Plasmodium berghei ookinetes crossing the midgut epithelim
Christophides 2004
Immunol Review 198:127
TEP1
(Blandin, 2004 Cell 116:661)
Acanthoscurria gomesiana
Boophilus microplus
Desenvolvimento comercial de peptídeos
antimicrobianos de origem animal
Modo de uso
Tópico
Peptídeo
Companhia
Aplicação
Estágio
Pexiganan
Magainin
Úlceras nos pés
Finalizado,
(MSI-78)
(Genaera)
de diabéticos
Fase III;
infectados
não
aprovado
pelo FDA,
necessitando estudos
adicionais
Tópico
MBI-226
Micrologix
Infecção em
Fase III
Cateter
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
AM Pharma
Antibacteriano
Preclínico
Xoma
Meningite
Fase III
humana
Sistêmico
BPI
meningocócica
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