Bacterioma de aedes spp en Amazonas: criaderos artificiales, inmaduros, adultos y su relación con variables ambientales

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Resumen

Aedes aegypti y Aedes albopictus son los principales vectores de arbovirus a nivel mundial, responsables de 14.5 millones de casos anuales de dengue, Zika, chikunguña y fiebre amarilla. En la última década, factores biológicos y abióticos como las comunidades bacterianas y la temperatura han favorecido su adaptación a nuevos entornos, alterando su competencia vectorial y ampliando los ciclos de transmisión en zonas endémicas y no endémicas. Además, la resistencia a insecticidas, las limitaciones de las estrategias actuales de control vectorial, y la adaptación de los mosquitos a nuevos ambientes, resulta necesario investigar estrategias alternativas de control de vectores. Este estudio analiza factores bióticos y abióticos con potencial para ser integrados en el control vectorial. En el Capítulo 1, se caracterizó la microbiota de cuerpos de agua, larvas, pupas y adultos de Ae. aegypti, y se correlacionó con variables fisicoquímicas del agua. En el Capítulo 2, se evaluó la preferencia térmica de machos y hembras de Ae. aegypti y Ae. albopictus, y se analizó la diversidad bacteriana según la temperatura preferida. Las variables fisicoquímicas y las muestras de agua, larvas y pupas se recolectaron en criaderos artificiales en Leticia, Amazonas. Los mosquitos para el ensayo térmico se obtuvieron mediante ovitrampas y se criaron hasta adultos. Luego, se expusieron 50 individuos por especie y sexo en seis réplicas dentro de un gradiente térmico (19–36 °C) durante una hora. Para ambos capítulos, se extrajo ADN de cuerpo completo y se secuenció la región V3-V4 del gen ARNr 16S para analizar las comunidades bacterianas. En el capítulo 1, los criaderos más comunes fueron baldes, materas y neumáticos, con perfiles fisicoquímicos similares, aunque con diferencias significativas en temperatura y salinidad (ANOVA, p < 0.03). Los géneros bacterianos dominantes incluyeron Ottowia (82.00%), Xanthobacter (70.59%) y Rhodocyclaceae (92.78%) en el agua de los criaderos; Aquabacterium (61.07%), Dechloromonas (82.85%) y Flectobacillus (58.94%) en etapas inmaduras. Estos géneros se han encontrado en ambientes acuáticos y en huéspedes larvarios, pueden ayudar a los mosquitos a sobrevivir en sitios de reproducción artificiales donde la contaminación está muy extendida, debido a que son capaces de reducir los contaminantes del agua. En adultos, Asaia (2.88%), Cedecea (45.80%), Elizabethkingia (77.78%) y Klebsiella (8.90%) fueron los géneros más abundantes en Ae. aegypti y Elizabethkingia (36.34%), Pseudomonas (95.08%) y Wolbachia (12.73%) en Ae. albopictus. Con respecto a los ensayos de preferencia de temperatura, las hembras y los machos de Ae. aegypti prefirieron temperaturas medias de 25,27 ± 1,00 °C y 25,32 ± 2,06 °C, respectivamente, al igual que las hembras de Ae. albopictus, que presentaron un promedio de 25,70 ± 0,91 °C. En contraste, los machos de Ae. albopictus mostraron una temperatura media más alta en comparación con los otros grupos, 27,95 ± 0,70, sin una diferencia estadística (Kruskal-Wallis chi-cuadrado, P>0,05). Además, el análisis de distribución del perfil interno mostró diferencias dentro del gradiente térmico después del análisis post hoc de Tukey. Las hembras de Ae. aegypti y Ae. albopictus prefirieron temperaturas entre 23–28 °C, mientras que los machos de Ae. albopictus se encontraron a temperaturas más altas, entre 25–28 °C, y Ae. Machos de Ae. aegypti a 21–28 °C (ANOVA, p<0,001). La abundancia de Elizabethkingia, Pseudomonas, Cedecea, Klebsiella, Asaia y Wolbachia varió según el sexo y la temperatura en ambas especies, lo que sugiere que la estructura de las comunidades bacterianas se vio influenciada por la especie, el sexo y la temperatura. En conclusión, nuestros resultados demuestran la notable capacidad de Ae. aegypti para desarrollarse en diversas condiciones fisicoquímicas, lo que destaca el papel de la variabilidad de la temperatura y la salinidad, así como de las comunidades bacterianas, en la configuración de la idoneidad del hábitat. También se encontraron diferencias específicas por sexo en la preferencia térmica tanto en Ae. aegypti como en Ae. albopictus; las hembras seleccionaron temperaturas entre 23–28 °C, lo que sugiere una posible estrategia termorreguladora vinculada a la longevidad. Además, bacterias clave, como Asaia, Cedecea, Elizabethkingia y Wolbachia, mostraron patrones asociados a la temperatura, lo que indica que la preferencia térmica podría influir en la composición de la microbiota y, en consecuencia, en la capacidad vectorial. En conjunto, estos hallazgos subrayan la importancia de integrar las condiciones ambientales y microbiológicas locales en el diseño de estrategias de control más efectivas. (Texto tomado de la fuente)

Abstract

Aedes aegypti and Aedes albopictus are the main vectors of arboviruses worldwide, responsible for more than 14.5 million of annual cases of dengue, Zika, chikungunya, and yellow fever. In the last decade, biological and abiotic factors such as bacterial communities and temperature have favored their adaptation to new environments, altering their vector competence and expanding transmission cycles in endemic and non-endemic areas. Furthermore, insecticide resistance, the limitations of current vector control strategies, and the adaptation of mosquitoes to new environments make it necessary to investigate alternative vector control strategies. This study analyzes biotic and abiotic factors with potential for integration into vector control. In Chapter 1, the microbiota of water bodies, larvae, pupae, and adults of Ae. aegypti, were characterized and correlated with physicochemical variables of the water. In Chapter 2, the temperature preferences of male and female Ae. aegypti and Ae. albopictus mosquitoes were evaluated, and bacterial diversity was analyzed according to preferred temperature. Physicochemical variables and water, larval, and pupal samples were collected from artificial breeding sites in Leticia, Amazonas. Mosquitoes for the thermal assay were obtained using ovitraps and reared to adults. Fifty individuals per species and sex were then exposed in six replicates within a thermal gradient (19–36°C) for one hour. For both chapters, whole-body DNA was extracted, and the V3-V4 region of the 16S rRNA gene was sequenced to analyze bacterial communities. In chapter 1, the most common breeding sites were buckets, plant pots, and tires, with similar physicochemical profiles, although with significant differences in temperature and salinity (ANOVA, p < 0.03). The dominant bacterial genera included Ottowia (82.00%), Xanthobacter (70.59%), and Rhodocyclaceae (92.78%) in the breeding water; Aquabacterium (61.07%), Dechloromonas (82.85%), and Flectobacillus (58.94%) in immature stages. These genera have been found in aquatic environments and in larval hosts, can aid mosquitoes in surviving in artificial breeding sites where pollution is widespread, due to capable of reducing water pollutants. In adults, Asaia (2.88%), Cedecea (45.80%), Elizabethkingia (77.78%), and Klebsiella (8.90%) were the most abundant genera in Ae. aegypti and Elizabethkingia (36.34%), Pseudomonas (95.08%), and Wolbachia (12.73%) in Ae. albopictus. Regarding temperature preference essays, Ae. aegypti females and males preferred mean temperatures of 25.27±1.00°C and 25.32±2.06°C, respectively, like females of Ae. albopictus, which presented an average of 25.70 ± 0.91 °C. In contrast, Ae. albopictus males showed a higher average temperature compared to the other groups, 27.95 ± 0.70, without a statistical difference (Kruskal-Wallis chi-squared, P>0.05). Moreover, the internal profile distribution analysis showed differences inside the thermal gradient after Tukey post hoc analysis Ae. aegypti and Ae. albopictus females preferred temperatures between 23–28°C, while Ae. albopictus males were found at higher temperatures, between 25–28°C, and Ae. aegypti males at 21–28°C (ANOVA, p<0.001). The abundance of Elizabethkingia, Pseudomonas, Cedecea, Klebsiella, Asaia, and Wolbachia varied by sex and temperature in both species, suggesting that the structure of bacterial communities was influenced by species, sex, and temperature. In conclusion, our results demonstrate the remarkable ability of Ae. aegypti to develop under diverse physicochemical conditions, highlighting the role of temperature and salinity variability and bacterial communities in shaping habitat suitability. We also found sex-specific differences in thermal preference in both Ae. aegypti and Ae. albopictus, with females selecting temperatures between 23–28°C, suggesting a potential thermoregulatory strategy linked to longevity. Additionally, key bacteria, including Asaia, Cedecea, Elizabethkingia, and Wolbachia, showed temperature-associated patterns, indicating that thermal preference may influence microbiota composition and, consequently, vector capacity. Together, these findings underscore the importance of integrating local environmental and microbiological conditions in the design of more effective control strategies.

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