Genética e genômica populacional de Triatoma brasiliensis (Hemiptera, Reduviidae) em uma área de alta pressão de infestação domiciliar no Nordeste do Brasil
Maria Carolina Viana Alves
TESE
Português
T/UNICAMP AL87g
[Population genetics and genomic of Triatoma brasiliensis (Hemiptera, Reduviidae) in an area of high pressure of domiciliary infestation in Northeastern Brazil]
Campinas, SP : [s.n.], 2024.
1 recurso online (227 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Carlos Eduardo de Almeida
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Instituto de Biologia
Resumo: Compreender a dinâmica populacional dos vetores é crucial para o controle eficaz das doenças que transmitem. No semiárido nordestino brasileiro, o triatomíneo Triatoma brasiliensis Neiva, 1911 persiste como o vetor mais significativo da doença de Chagas, apresentando frequentemente...
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Resumo: Compreender a dinâmica populacional dos vetores é crucial para o controle eficaz das doenças que transmitem. No semiárido nordestino brasileiro, o triatomíneo Triatoma brasiliensis Neiva, 1911 persiste como o vetor mais significativo da doença de Chagas, apresentando frequentemente infestação domiciliar persistente. Recentes análises de microssatélites e do gene mitocondrial Citocromo b (MT-CYB) detectaram fluxo gênico entre populações de T. brasiliensis de ambientes silvestres e domiciliares no estado do Rio Grande do Norte (RN), levantando preocupações relevantes de saúde pública. No município de Currais Novos (RN), uma alta prevalência de reinfestações peridomiciliares por T. brasiliensis juntamente com taxas elevadas de infecção por Trypanosoma cruzi foram observados, tornando este cenário preocupante, pois populações silvestres representam foco de reinfestação de difícil acesso. Portanto, avaliamos a distribuição da variação genética via sequenciamento convencional do gene MT-CYB (n = 109) e via sequenciamento de alta performance de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs, n = 86) para avaliar o fluxo gênico entre populações distintas distribuídas em pontos geográficos e ambientes variados, principalmente silvestres e peridomiciliares. As amostras disponíveis para análise foram previamente coletadas em comunidades rurais de Currais Novos, num raio de 16 km, e incluiu 14 pontos de amostragem: dois intradomiciliares, oito peridomiciliares e quatro silvestres. Além disso, também incluímos uma população externa localizada a 220 km de distância da área de estudo. Através da análise de variância molecular (AMOVA) do gene MT-CYB, identificamos quatro grupos populacionais distintos com significância estatística (FCT= 0.42; p<0.05). Com o método empregado para obter informações de SNP baseado na genotipagem via sequenciamento (GBS) ddRAD-seq, que permite uma análise genômica ampla para inferir a variação genética, identificamos um total de 3.013 SNPs, com 11 loci putativamente sob seleção. A variação baseada em 3.002 loci neutros evidenciou falta de estruturação genética baseada em baixos valores de FST (p>0.05), indicando panmixia local. No entanto, três amostras da população externa foram atribuídas a um cluster contrastante com aquelas supostamente sob panmixia local (>98%), validando o marcador genômico recém aplicado para estudos sobre a genética populacional em níveis mais precisos de resolução para T. brasiliensis. A presença de estruturação populacional em alguns dos pontos amostrados, conforme sugerido pelo marcador mitocondrial, nos leva a supor que as infestações foram, provavelmente, iniciadas por pequenas populações de fêmeas, cujo evento demográfico representa risco de reinfestações rápidas. O padrão panmítico local revelado pelo marcador GBS representa um desafio para as medidas de controle de vetores, uma vez que os focos de reinfestação podem estar distribuídos por uma ampla área geográfica e ecológica. Em nosso conjunto de dados, os resultados demonstraram que os sinais genéticos de ambos os marcadores foram complementares. Portanto, é essencial considerar a natureza e o padrão de herança de cada marcador ao inferir o padrão de reinfestações
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Abstract: Understanding the population dynamics of vectors is crucial for the effective control of diseases transmitted by them. In the semi-arid northeastern region of Brazil, the triatomine insect Triatoma brasiliensis Neiva, 1911 persists as the most significant vector of Chagas disease, often...
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Abstract: Understanding the population dynamics of vectors is crucial for the effective control of diseases transmitted by them. In the semi-arid northeastern region of Brazil, the triatomine insect Triatoma brasiliensis Neiva, 1911 persists as the most significant vector of Chagas disease, often presenting with persistent household infestation. Recent analyses of microsatellites and the mitochondrial gene Cytochrome b (MT-CYB) detected gene flow between T. brasiliensis populations from sylvatic and domiciliary environments in the state of Rio Grande do Norte (RN), raising relevant public health concerns. In the municipality of Currais Novos (RN), a high prevalence of peridomiciliary reinfestations by T. brasiliensis together with high rates of infection by Trypanosoma cruzi were observed, making this a worrying scenario as sylvatic populations represent a focus of reinfestation difficult to access. Therefore, we assessed the distribution of genetic variation via Sanger sequencing of the MT-CYB gene (n = 109) and high-throughput sequencing of single-nucleotide polymorphisms (SNPs, n = 86) to assess gene flow between distinct populations distributed in geographic areas and varied environments, mainly sylvatic and peridomiciliary. The samples available for analysis were previously collected from the rural communities of Currais Novos, within a radius of 16 km, and included 14 sampling points: two domiciliary, eight peridomiciliary, and four sylvatic. Furthermore, we included an external population located 220 km from the study area. Through AMOVA analysis of MT-CYB gene variation, we identified four distinct population groups with statistical significance (FCT= 0.42; p<0.05). Using the method employed to obtain SNP information based on ddRAD-seq genotyping-by-sequencing (GBS), which allows genome-wide analysis to infer genetic variation, we identified a total of 3,013 SNPs, with 11 loci putatively under selection. The variation based on 3,002 neutral loci showed a lack of genetic structure based on low FST values (p>0.05), indicating local panmixis. However, three samples from the external population were assigned to a cluster contrasting with those supposedly under local panmixia (>98%), validating the genomic marker recently applied for studies on population genetics at more precise levels of resolution for T. brasiliensis. The presence of population structure in some of the sampled points, as suggested by the mitochondrial marker, leads us to assume that the infestations were probably initiated by small populations of females, whose demographic event represents a risk of rapid reinfestations. The local panmictic pattern revealed by the GBS marker represents a challenge for vector control measures because reinfestation foci can be distributed over a wide geographic and ecological area. In our dataset, the results demonstrated that the genetic signals of both markers were complementary. Therefore, it is essential to consider the nature and pattern of inheritance of each marker when inferring the pattern of reinfestations
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Aberto
Almeida, Carlos Eduardo
Orientador
Solferini, Vera Nisaka, 1957-
Avaliador
Miguel, Danilo Ciccone, 1984-
Avaliador
Oliveira, Jader de
Avaliador
Alevi, Kaio Cesar Chaboli
Avaliador
Genética e genômica populacional de Triatoma brasiliensis (Hemiptera, Reduviidae) em uma área de alta pressão de infestação domiciliar no Nordeste do Brasil
Maria Carolina Viana Alves
Genética e genômica populacional de Triatoma brasiliensis (Hemiptera, Reduviidae) em uma área de alta pressão de infestação domiciliar no Nordeste do Brasil
Maria Carolina Viana Alves