Nome do Projeto
Sistema de hematofagia artificial com biofilmes polimérico para criação e manutenção de Culex (Diptera: Culicidae) em laboratório
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/03/2021 - 30/11/2022
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Biológicas
Resumo
O gênero Culex agrupa a maior diversidade de espécies entre os culicídeos, destacando-se a espécie Culex quinquefasciatus pela sua importância em saúde pública. Bem adaptado ao ambiente urbano é vetor de parasitoses e arboviroses. Para encontrar hospedeiros e realizar a hematofagia estes insetos identificam produtos químicos presentes na respiração, suor e pele como dióxido de carbono, ácido láctico e amônia. Vários sistemas de alimentação artificial vem sendo desenvolvidos para manutenção de colônias de mosquitos em laboratório e diferem entre si, em relação à composição do alimento, a natureza da membrana e o método de regulação de temperatura. Este estudo tem como objetivo desenvolver um sistema de hematofagia articial com filmes sintéticos e semissinteticos com a adição de substâncias atrativas para estes insetos, como a amônia 1% e ácido láctico 5%. Para isso, serão utilizados 150 fêmeas divididas em 5 grupos (n=30), sendo o grupo A (aparato alimentar com filme de amido), B (aparato alimentar com filme de alginato), C (aparato alimentar com filme politetrafluoretileno), D (aparato alimentar com filme politetrafluoretileno e amônia 1% + ácido láctico 5%) e E (aparato alimentar com filme de alginato e amônia 1% + ácido láctico 5%). Neste estudo serão avaliados a taxa de ingurgitamento, oviposição, eclosão, pupação e emergência dos insetos. Os dados serão analisados pelo Teste de normalidade, análise de variância e Teste de Tukey ou Teste Kruskal-Wallis a 5 % de nível de significância. Espera-se que estes filmes possibilitem taxas de reprodução satisfatórias de C. Quinquefasciatus em laboratório.

Objetivo Geral

Desenvolver um sistema de hematofagia artificial com filmes sintéticos e semissinteticos para a manutenção e preservação de uma colônia de mosquitos da espécie Culex quinquefasciatus em laboratório.

Justificativa

Os mosquitos contam com pistas bioquímicas para encontrar recursos essenciais tais como hospedeiros, parceiros e locais adequados para colocar seus ovos (ZWIEBEL, et al.,2004). Usando suas estruturas olfativas altamente sensíveis, esses mosquitos podem selecionar hospedeiros mais atraentes identificando produtos químicos presentes na respiração, suor e pele (MUKABANA, et al., 2002). Exemplos destes produtos químicos atraentes incluem o dióxido de carbono (CO2), ácido L-láctico e a amônia, (QIU 2005, SMALLEGANGE et al., 2005) Muitos destes odores são facilmente sintetizados in vitro e, portanto, eles podem ser reformulados para produzir misturas que imitem a presença de hospedeiro para atrair mosquitos (LOGAN et al., 2007).
O interesse quanto ao desenvolvimento e comportamento destes insetos tem crescido cada vez mais entre os pesquisadores. A capacidade de produzir e manter insetos em condições adequadas e controladas é necessária para auxiliar nas pesquisas sobre o entendimento do comportamento, a fisiologia e as interações inter e intraespecíficas, controle ambiental e capacidade vetorial (PITTS, 2014; VANÍČKOVÁ et al., 2017; BENELLI, 2018). Tradicionalmente, animais incluindo os humanos são explorados como hospedeiros para fornecer sangue a estes insetos hematófagos em condições controladas (ECKERT, 1997). No entanto, o risco de transmissão acidental de doenças (BAILEY et al., 1978), problemas éticos relacionados ao bem-estar (DENG et al., 2012), bem como a necessidade de manutenção paralela de biotério para fornecimento de animais a serem empregados como fonte alimentar (KASAP et al., 2003), representam um limite estrito para essas pesquisas. Neste contexto, vários sistemas de alimentação artificial vem sendo desenvolvidos e diferem entre si, no que diz respeito à composição da alimento (sangue), e dietas artificiais (DIEHLMANN 1999), a natureza da membrana (tecido animal, Parafilm-M® e membranas de colágeno) (POTHIKASIKORN et al. 2010) e o método de regulação de temperatura (COSGROVE et al. 1994). No entanto, há grande variação na taxa de ingurgitamento e oviposição nas criações de Culex sp. em laboratório (LUO 2014). Assim, este estudo pretende desenvolver membranas artificiais atrativas, ideais ao repasto sanguíneo, fornecendo às criações de mosquitos em laboratório um aparato de hematofagia artificial prático, eficaz e de baixo custo, que dispense a utilização de cobaias.

Metodologia

Material e métodos
1. Local de estudo
Este estudo será desenvolvido no Laboratório de Protozoologia e Entomologia (LAPEn) e Laboratório de Biologia de Insetos no Departamento de Microbiologia e Parasitologia, Instituto de Biologia e Laboratório de Tecnologia e Desenvolvimento de Compósitos e Materiais Poliméricos (LaCoPol) da Universidade Federal de Pelotas (UFPel).

2. Coleta e manutenção de C. quinquefasciatus
Adultos de Culex quinquefasciatus serão obtidos a partir de larvas coletadas em criadouros na zona urbana de Pelotas. Estes espécimes serão levados ao laboratório em recipientes plásticos contendo a água dos criadouros para triagem e identificação das larvas com auxílio de chave dicotômica (FORATTINI 2002; CONSOLI & LOURENÇO-DE-OLIVEIRA 1998), as quais serão alocadas em bandejas plásticas, com água declorada, e alimentadas com ração de peixe (Alcon®, Goldfish) masserada e diluída. As pupas serão alocadas em beckers com água declorada e transferidas para gaiolas de criação (30x30x30cm) para a emergência dos adultos. Estes, serão mantidos em gaiolas revestidas com tela plástica e alimentados diariamente com hidromel (mel a 10%). Com temperatura e umidade controladas, 25 ºC ± 0,5 ºC e 70% ± 5%, respectivamente, empregando fotoperíodo de 12 horas diárias.

3. Desenvolvimento de filmes sintéticos e semissintéticos
Os filmes a base de gelatina e poli(vinil álcool) serão produzidos no Laboratório de Tecnologia e Desenvolvimento de Compósitos e Materiais Poliméricos (LaCoPol) da Universidade Federal de Pelotas (UFPel). A metodologia para o desenvolvimento dos filmes baseia-se no preparo de uma solução polimérica de gelatina, a qual será mantida sob agitação magnética à 50 ºC por 4 h, em contrapartida será preparada uma solução de poli (vinil álcool) a qual também será deixada sob agitação magnética durante um período de 4 h a 80 ºC, posteriormente essas soluções serão homogeneizadas e por fim adiciona-se o glicerol, que age como agente plastificante. Na composição desses filmes será incrementada, uma mistura de amônia (1%) e ácido lático (5%) como atraentes para os mosquitos.

4. Hematofagia artificial
Para a hematofagia artificial será utilizado a metodologia de Rutledge et. al, (1964) adaptado, que consiste em colocar 2 mL de alimento (sangue) no fundo externo de copo descartável de 50 ml. Este fundo será envolto pelos filmes sintéticos e semissintéticos e no seu interior será colocado água a uma temperatura entre 37 a 40 º C para manter a amostra sanguínea aquecida.

5. Ensaios
Para a realização da hematofagia artificial, serão utilizados 150 mosquitos fêmeas, para cada tratamento, com idades entre 4 a 7 dias, alocadas em gaiolas com abertura superior com acesso ao aparato alimentar. Serão realizados 5 tratamentos divididos nos seguintes grupos: A (aparato alimentar com filme de amido), B (aparato alimentar com filme de alginato), C (aparato alimentar com filme politetrafluoretileno), D (aparato alimentar com filme politetrafluoretileno e amônia 1% + ácido láctico 5%) e E (aparato alimentar com filme de alginato e amônia 1% + ácido láctico 5%). A alimentação terá a duração de duas horas e três dias após os tratamentos será posto um recipiente escuro com água declorada no interior de cada gaiola para que as fêmeas realizem a postura dos ovos. O experimento será realizado em triplicata.
A alimentação com solução açucarada será previamente suspendida 24 horas antes dos ensaios.

6. Avaliação dos parâmetros reprodutivos
O ingurgitamento será avaliado pelo número de mosquitos fêmeas com o abdome distendido e escuro após o repasto sanguíneo. A taxa de oviposição será avaliada contando o número de jangadas e dividindo-o pelo número de fêmeas ingurgitadas (Fig. 1), também será realizada a contagem de ovos por jangada com auxílio de estereomicroscópio. Estes ovos serão então transferidos para bandejas com água declorada para eclosão das larvas que serão alimentadas diariamente com ração de peixe (Alcon®, Goldfish) masserada. No terceiro dia as larvas serão quantificadas, para avaliar a taxa de eclosão. Após o desenvolvimento larval será estimada a taxa de pupação e por fim as pupas serão alocadas em beckers com água e transferidas para gaiolas para contagem da taxa de emergência dos adultos.

7. Análise dos resultados
Os dados obtidos neste estudo serão analisados pelo Teste de normalidade, análise de variância e Teste de Tukey ou Teste Kruskal-Wallis a 5 % de nível de significância, através do software estatístico R.

Indicadores, Metas e Resultados

A hematofagia em mosquitos fêmeas é uma atividade essencial para colonização e manutenção da espécie. Com a crescente conscientização sobre bem-estar animal e rigor na regulação do uso de animais para fins científicos, busca-se metodologias alternativas e eficazes para a criação massal de insetos hematófagos para futuras pesquisas relacinadas a biologia e controle que serão benéficas na saúde pública. Espera-se que os resultados obtidos neste estudo sejam satisfatórios e que as fêmeas façam o repasto sanguíneo eficaz nos filmes sintéticos e semissiténticos, além de contribuir para o entendimento dos hábitos hematofágicos e reprodutivos.

Metas
Manter uma colônia de C. quinquefasciatus em laboratório, através de sucessivas gerações alimentadas artificialmente.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ANDRE RICARDO FAJARDO1
ANGELITA MILECH
CAMILA BELMONTE OLIVEIRA2
CAROLINA DOS SANTOS BERMANN
CAROLINE QUINTANA BRAGA
ELVIA ELENA SILVEIRA VIANNA1
FILIPE OBELAR MARTINS
Jaqueline Ferreira de Souza
YAN WAHAST ISLABÃO

Fontes Financiadoras

Sigla / NomeValorAdministrador
CAPES / Coordenação de Aperfeiçoamento de Nível SuperiorR$ 700,00Coordenador

Plano de Aplicação de Despesas

DescriçãoValor
339030 - Material de ConsumoR$ 700,00

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