Combate à Dengue com Mosquitos

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Por que Cingapura está remendo milhões de mosquitos
At Rio de JaneiroAgência Nacional do Meio Ambiente, mais de um milhão de mosquitos zumbiram
dentro de caixas de plástico em uma sala de reprodução que cheira a açúcar fermentado. Os insetos
machos, que não mordem, se alimentam de sucos de plantas na natureza, mas aqui se alimentam de
água com açúcar. Enquanto isso, suas contrapartes femininas põem ovos em tiras semelhantes a papel
meio submersas em bandejas de água. A cada semana, os insetos dentro desta instalação produzem 24
milhões de ovos pretos minúsculos.
Os mosquitos da NEA são todos Aedes aegypti, uma espécie que pode transmitir vírus para os seres
humanos, incluindo a dengue – uma ameaça global crescente que, segundo algumas estimativas,
infecta de 100 a 400 milhões e mata cerca de 21.000 pessoas por ano. Esses insetos em cativeiro são
livres de doenças, no entanto, e estão sendo criados para impedir a propagação da doença viral.
Especificamente, os insetos no laboratório NEA foram infectados com uma bactéria chamada Wolbachia,
que eles passarão para a próxima geração de mosquitos.
A bactéria Wolbachia é onipresente na natureza: pode ser encontrada em até 60% das espécies de
insetos, de borboletas e vespas, para abelhas, libélulas e algumas espécies de mosquitos. No entanto,
estas bactérias não ocorrem naturalmente no Aedes aegypti. Quando os cientistas infectam o Aedes
aegypti com Wolbachia, os insetos não transmitem mais dengue para os seres humanos. Além disso,
em algumas circunstâncias, a bactéria pode interferir na capacidade de reprodução dos mosquitos. (Os
mecanismos precisos por trás dessas mudanças não são totalmente compreendidos.)
Protocolos baseados em Wolbachia para controle de insetos têm sido usados em países em todo o
mundo há mais de uma década e, em muitos casos, reduziram a incidência de doenças relacionadas ao
mosquito. Mas os cientistas ainda estão aprendendo as melhores maneiras de empregar esses métodos
em escala. Os insetos infectados Wolbachia são difíceis de produzir em massa, e os pesquisadores da
NEA responderam automatizando algumas das etapas que antes eram feitas à mão. Mesmo assim,
seria difícil cobrir “os bilhões de pessoas, que vivem nos 10.000 cidades em mais de 100 países, que
estão em risco de dengue”, disse Jérémie Gilles, diretora de desenvolvimento e fornecimento de
produção do Programa Mundial Mosquito, sem fins lucrativos, em uma resposta por e-mail à Undark.
O WMP e outras organizações de pesquisa usam uma abordagem alternativa baseada em Wolbachia –
que não requer um número tão grande de insetos criados em laboratório. Até agora, a abordagem tem
sido eficaz e econômica, embora seja necessário mais tempo para monitorar os resultados a longo
prazo, incluindo a possibilidade de que a dengue possa evoluir para evadir a bactéria.
https://undark.org/2022/09/14/why-the-capital-of-india-is-flush-with-mosquitoes/
https://undark.org/2021/04/12/gmo-mosquitoes-to-be-released-florida-keys/
https://www.cdc.gov/dengue/training/cme/ccm/page51440.html
https://www.nea.gov.sg/corporate-functions/resources/research/wolbachia-aedes-mosquito-suppression-strategy/wolbachia-is-safeWolbachia%25252525252525C2%25252525252525A0CANNOT%2525252525252520survive%2525252525252520in%2525252525252520the%2525252525252520environment%2525252525252520outside%2525252525252520insect%2525252525252520hosts
https://www.nature.com/articles/nature10356
https://www.worldmosquitoprogram.org/en/work/wolbachia-method?gclid=Cj0KCQiAlKmeBhCkARIsAHy7WVu5pZ4noPHlFIsKf8XTlJ65fDuHphMVGZ0rxnCYcnfnl4TfQCf0R2EaAjvxEALw_wcB
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Em Yishun, Cingapura, o pesquisador da NEA, Wong Wei Jian, libera o macho Wolbachia - portando
mosquitos em novembro de 2022. Em um esforço para impedir a propagação da dengue, a NEA iniciou
seu programa de lançamento em 2016. Eles agora se soltam até 5 milhões de mosquitos por semana.
Apesar dos desafios, as autoridades em Cingapura têm sido o jogo para tentar Wolbachia para combater
a dengue – um flagelo comum nesta cidade-estado densamente povoada que oferece um terreno fértil
perfeito para o Aedes aegypti, que favorece ambientes urbanos e climas quentes. A Agência Nacional do
Meio Ambiente de Cingapura combate o vírus há décadas: pulverizar inseticidas, aconselhar as pessoas
a evitar serem mordidas, fornecer instruções detalhadas para evitar que os mosquitos se reproduzam
dentro de sua casa e multar aqueles que não cumprem. No entanto, todos esses esforços são como
perseguir um trem descontrolado, dizem os especialistas, e é por isso que o governo se voltou para
Wolbachia.
Desde 2016, os cientistas da NEA têm libertado o Wolbachia – portador de mosquitos machos em
Cingapura. Embora o programa tenha começado pequeno, em 2019, a NEA estava liberando até 2
milhões de insetos por semana. Graças à automação, esse número aumentou para até 5 milhões por
semana em 2022. Até agora, nos locais de intervenção, isso levou a reduções dramáticas de populações
selvagens de Aedes aegypti – e muito menos dengue.
Once os insetoscolocaram seus ovos na sala de reprodução do mosquito, os pesquisadores da NEA
movem os milhões de pontos negros minúsculos pelo corredor para um incubatório – um lugar brilhante,
quente e úmido que cheira mal os peixes. Os ovos são colocados em bandejas pequenas e cheias de
água, esperando para eclodir em larvas.
Ao liberar mosquitos machos Wolbachia - infectados na comunidade, Cingapura está seguindo um
protocolo que visa suprimir a população de mosquitos nativos. Quando esses machos se acasalam com
fêmeas locais sem Wolbachia, as fêmeas põem ovos que não eclodem e, com o tempo, o número de
mosquitos diminui. Este método de supressão é complicado. Como acontece – e por razões que não são
https://www.nea.gov.sg/dengue-zika/prevent-aedes-mosquito-breeding
https://www.nea.gov.sg/dengue-zika/prevent-aedes-mosquito-breeding
https://www.nea.gov.sg/corporate-functions/resources/research/wolbachia-aedes-mosquito-suppression-strategy/wolbachia-aedes-mosquito-suppression-strategy-how-it-works
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bem compreendidas – os mosquitos podem se reproduzir com sucesso quando ambos os parceiros são
infectados com Wolbachia. Para evitar isso, os cientistas da NEA separam as fêmeas dos machos antes
que estes sejam liberados.
Mas primeiro, as larvas precisam ser contadas e transferidas para um rack com bandejas maiores, cada
uma com precisão de 26.000 larvas. O número exato é importante para manter as condições de criação
constantes e, inicialmente, a equipe da NEA contaria manualmente todas as larvas eclodidas. Foi
preciso um assistente de laboratório míope de duas horas para contar apenas 4.000 larvas, disse o
oficial de pesquisa sênior da NEA, Deng Lu. Agora, a contagem é automatizada: despeje milhões de
larvas em uma máquina e, em poucos minutos, contará os 26.000 necessários para encher uma
bandeja.
Uma vez em suas novas bandejas maiores, as larvas são mantidas a uma temperatura da água de 80
graus Fahrenheit e alimentadas com uma mistura personalizada de farinha de peixe, carboidratos e
gorduras (daí o cheiro). Na natureza, as pupas masculinas são geralmente menores do que as fêmeas,
mas a diferença não é grande e pode ser difícil distinguir os machos das fêmeas. Para resolver esse
problema e tornar a separação por sexo um pouco mais fácil, os cientistas da NEA aperfeiçoaram o
processo de criação de larvas. A dieta, a temperatura e a umidade devem ser mantidas perfeitamente
constantes, disse Deng, para garantir que as fêmeas e os machos acabem o mais diferente possível.
A cada semana, os mosquitos NEA colocam 24 milhões de ovos pretos minúsculos em tiras
semelhantes a papel, que são colocados em bandejas pequenas e cheias de água até que eclodem em
larvas. Na natureza, quando os machos infectados com Wolbachia acasalam com fêmeas livres de
Wolbachia, os ovos resultantes não eclodem.
https://www.nea.gov.sg/corporate-functions/resources/research/wolbachia-aedes-mosquito-suppression-strategy/wolbachia-aedes-mosquito-suppression-strategy-how-it-works
4/11Após a escotilha das larvas, elas são contadas e transferidas para bandejas maiores. A equipe da NEA
costumava contar as larvas à mão, mas agora a contagem é automatizada: despeje milhões de larvas
nesta máquina e, em poucos minutos, contará os 26.000 necessários para preencher uma bandeja.
Racks de larvas no laboratório NEA são mantidos em condições cuidadosas para garantir que machos e
fêmeas cresçam em pupas que são tão diferentes quanto possível. Os cientistas da NEA aperfeiçoaram
o processo, mantendo a dieta, temperatura e umidade perfeitamente constantes.
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Uma bandeja de pupas esperando para ser classificada por sexo. Se houver uma diferença grande o
suficiente nos tamanhos dos machos e fêmeas, eles podem ser separados com uma peneira.
Um membro da equipe da NEA verifica um lote de pupas com um sistema de computador baseado em
IA, que então produz uma curva de distribuição dos tamanhos de pupas.
Separar macho de pupas fêmeas também costumava ser feito à mão, um trabalho que era ao mesmo
tempo tedioso e propenso a erros. Agora, no entanto, os cientistas da NEA são ajudados por outra nova
tecnologia: o classificador de sexo pupa. Aqui, o processo começa com a digitalização de um lote de
pupas – basicamente, tirando fotos de cada indivíduo e coletando suas medidas. Um sistema de
computador baseado em IA desenhará um tipo de gráfico chamado curva de distribuição. Se tudo até
agora tiver sido feito corretamente, o gráfico na tela mostrará dois picos claramente separados: uma
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pequena curva ascendente indicando machos à esquerda e depois outra protuberância maior, indicando
fêmeas, à direita.
Os cientistas podem calcular o diferencial de tamanho masculino-fêmea em um determinado lote de
mosquito medindo a distância entre os dois picos. “Neste lote, a distância masculina e feminina é de
cerca de 200 mícrons”, disse Deng. “Então, na verdade, podemos fazer a separação feminina.” Com
base nessa distância de 200 mícrons, ele pegou uma peneira que só deixaria a pupa menor passar e a
inseriu no classificador, uma máquina branca em forma de mini-frigorífico. Depois que as pupas são
derramadas, as fêmeas permanecerão na peneira enquanto os machos passam para um recipiente por
baixo. Todo o processo leva cerca de 10 a 12 minutos.
Cingapura não é o único país que combate a dengue liberando mosquitos machos infectados com
Wolbachia. Uma instalação administrada pela Verily Life Sciences – anteriormente Google Life Sciences
– que criado mosquitos para liberação em um teste em Fresno, Califórnia, pode produzir cerca de 3
milhões de homens por semana, também com a ajuda de IA e automação. A maior fábrica de mosquitos
do mundo em Guangzhou, na China, pode produzir até 10 vezes mais.
AUtomação e AIpode ter permitido que alguns laboratórios produzissem enormes lotes de mosquitos,
mas essas ferramentas não são baratas. (A NEA não divulgaria seu orçamento.) Esta é uma das razões
pelas quais muitos esforços usam umWolbachia (Tradução)Método baseado, conhecido como
substituição da população, que não requer classificação sexual e pode trabalhar com menos mosquitos
criados em fábrica.Este método visa substituir populações nativas por uma que é incapaz de transmitir a
dengue.
Os cientistas começam infectando mosquitos machos e fêmeas com Wolbachia. Por razões que até
agora não são claras para os cientistas, a bactéria prejudica a capacidade das mulheres de transmitir
certos vírus, incluindo a dengue. Um estudo não randomizado realizado na cidade de Yogyakarta, na
Indonésia, mostrou que dois anos após o início de um protocolo de substituição populacional, a
incidência de dengue na área de intervenção caiu 73% em comparação com uma área de controle. Um
estudo semelhante realizado no Brasil mostrou uma redução de 69% na incidência de dengue e uma
redução de 56% nos casos de outro vírus chamado chikungunya.
Embora os mosquitos machos não mordam – e, portanto, não podem espalhar a dengue – ainda é
importante infectá-los com Wolbachia e liberá-los junto com as fêmeas infectadas. Quando os machos
de Wolbachia acasalam com fêmeas selvagens livres de infecção, os ovos não eclodem e, com o tempo,
há menos fêmeas livres de infecção para competir com suas contrapartes produzidas em laboratório. Ao
mesmo tempo, quando as fêmeas de Wolbachia acasalam com machos selvagens e criados em
laboratório, os ovos eclodirão e a prole carregará Wolbachia. A esperança é que, em última análise, a
população nativa de mosquitos Aedes aegypti seja composta de indivíduos infectados com a bactéria.
Isso torna a abordagem mais simples do que a de Cingapura, porque não há necessidade de
classificação sexual.
O que também potencialmente torna o método de substituição mais fácil de empregar é que ele é
projetado para ser auto-sustentável.
https://www.statnews.com/2015/12/07/verily-google-life-sciences-name/
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1471492221001641
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7403856/
https://journals.plos.org/plosntds/article?id=10.1371/journal.pntd.0009556
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Além disso, a substituição da população requer consideravelmente menos mosquitos cultivados em
laboratório. “O objetivo é fazer com que a Wolbachia se espalhe para essa população, em vez de
suprimi-la, e assim o número de mosquitos que precisam ser liberados é uma ordem de magnitude
menor do que com um programa de supressão apenas para homens”, disse Steven Sinkins, professor
de microbiologia e medicina tropical da Universidade de Glasgow.
No estudo da cidade de Yogyakarta, apenas 1,7 milhão de mosquitos foram liberados durante um
período de 7 meses – em comparação com os 5 milhões de Cingapura por semana. Isso torna o método
mais acessível. “Onde o orçamento é restrito, o orçamento de saúde, definitivamente estaríamos
recomendando a abordagem de substituição por causa da menor escala de lançamentos necessários”,
disse Sinkins.
O que também potencialmente torna o método de substituição mais fácil de empregar é que ele é
projetado para ser auto-sustentável. “Se você fez isso corretamente, será um período discreto de
lançamentos e então você pode parar. A Wolbachia estará em alta frequência estável e permanecerá lá
e bloqueará a transmissão da dengue a longo prazo”, disse Sinkins. Na Austrália, onde as liberações de
Wolbachia -mosquito para combater a dengue foram realizadas em 2011, o primeiro projeto de
substituição no mundo, a bactéria ainda estava estável na população do Aedes aegypti nove anos
depois.
A simplicidade e a acessibilidade do método de substituição é uma das razões pelas quais ele foi
escolhido pelo Programa Mundial de Mosquitos, que lançou programas Wolbachia em 12 países, do
Brasil e México ao Vietnã e à Austrália. “O objetivo é simplificar nosso processo de produção o máximo
possível”, escreveu Gilles em um e-mail. “Tentamos minimizar a automação em todo o nosso programa.”
Por que Singapura escolheu o método de supressão? Uma razão, de acordo com Ng Lee Ching, diretor
do Instituto de Saúde Ambiental da NEA, é a questão das mordidas. Para substituir uma população de
mosquitos, os pesquisadores precisam liberar essas fêmeas irritantes. “Nosso pessoal não é usado –
não se sente confortável com picadas de mosquito, então acho que a aceitação pública para a
abordagem de substituição não seria tão alta”, disse ela. Depois de décadas de vários programas de
controle de mosquitos na ilha, simplesmente não há muitos mosquitos voando ao redor de Cingapura. E
por razões que serão óbvias para qualquer um que já tenha sido enxameada, os moradores locais não
estão interessados em trazer os insetos de volta.
https://www.gla.ac.uk/schools/infectionimmunity/staff/stevensinkins/
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No laboratório da NEA, os visitantes podem colocar a mão dentro de uma caixa de mosquitos machos,
que não mordem. Embora os programas de substituição tenham demonstrado reduzir a dengue,
Cingapura escolheu a supressão e os custos mais altos associados a ela, porque continua mordendo
mosquitos fêmeas à distância.
ONuma manhã de novembro,MatthewVerkaik chegou à cidade de Yishun, em Cingapura, para libertar
cerca de 4.400 homens criados em laboratório.Aedes aegypti (eg.)- A . (í a , , , , , ínte , . Yishun
costumava ser um ponto de dengue, cheio de mosquitos. Agora, após seis anos de lançamentos, o
localAedes aegypti (eg.)A população caiu até 98%, e os casos de dengue caíram 88%. “O antes e o
depois é muito surpreendente”, disse Verkaik, pesquisador sênior da Agência Nacional do Meio
Ambiente. “Você não presta atenção até ficar tipo, ‘Ok, espere. Não há mosquitos. O que está
acontecendo?”
Ele pegou uma cesta contendo 22 latas pretas, cada uma cheia de cerca de 200 machos infectados com
Wolbachia, e caminhou até o primeiro local de lançamento localizado na parte de trás de um bloco de
apartamentos de 12 andares. O lugar não era aleatório - Verkaik escolhe esses pontos com cuidado. Em
geral, ele libertou cerca de seis mosquitos por habitante, e fez isso em intervalos pares ao lado dos
edifícios, tanto no piso térreo quanto nos mais altos também.
Perto dos calhas de lixo do edifício, Verkaik pegou uma lata, abriu a tampa e deu-lhe um shake. Os
insetos surgiram como uma nuvem de pequenas formas pretas. Alguns recipientes abertos depois e os
mosquitos estavam por toda parte: zumbindo, sentados nas paredes. Em geral, os moradores pareciam
não se importar, pois o programa tem forte apoio da comunidade. Em um estudo de 2021, 92% das
famílias relataram preocupações com liberações em seus bairros.
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Matthew Verkaik, oficial sênior de pesquisa da NEA, divulga o homem criado em laboratório Aedes
aegypti na cidade de Yishun em novembro. Desde que a NEA começou seu programa de liberação aqui,
a população de mosquitos caiu até 98%, e os casos de dengue caíram 88%.
As canisters, cada uma cheia de cerca de 200 Wolbachia - machos infectados, são presfeitas no
laboratório NEA.
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Durante a liberação do mosquito em um bloco de apartamentos de 12 andores, Verkaik disse que
libertou cerca de seis mosquitos por habitante.
Wong Wei Jian liberta mosquitos em um andar mais alto do bloco de apartamentos em Yishun. Em
Cingapura, há um forte apoio da comunidade para o programa de lançamento da NEA.
De acordo com Sinkins, os projetos de substituição também tendem a ser bem-vindos pelo público, não
obstante o morder as mulheres. “Eu acho que principalmente porque temos como alvo áreas que têm
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altas taxas de transmissão da dengue”, disse ele. “A aceitação da comunidade tem sido muito boa
porque nada mais realmente tem funcionado.”
Reduzir as picadas de mosquito, no entanto, não é a única razão pela qual Cingapura escolheu o
método de supressão sobre a substituição da população. O outro é o risco potencial de evolução viral,
disse Ng. Assim como a Covid-19, a dengue é causada por um vírus de RNA que pode evoluir de forma
relativamente rápida. As áreas de substituição ainda têm muitos mosquitos, e há sempre o risco de
infecções esporádicas por dengue que ocorrem em um pequeno número de insetos. Tais infecções
inovadoras podem fornecer oportunidades para que os vírus da dengue evoluam e se adaptem à
bactéria.
A evolução do vírus é algo que diz respeito a alguns especialistas. “É um risco”, disse Kat Edenborough,
pesquisadora de microbiologia da Universidade Monash, na Austrália, a instituição proprietária do
Programa Mundial Mosquito. “É algo que vamos pesquisar ativamente.” Ela observou, no entanto, que,
ao contrário do SARS-CoV-2, que pode evoluir à medida que se espalha de pessoa para pessoa, a
dengue precisa de duas espécies para servir como hospedeiros: o mosquito e o humano. Isso, de
acordo com Edenborough, deve retardar a evolução viral. Um estudo recente em que os pesquisadores
passaram o vírus da dengue 10 vezes através de Wolbachia - células infectadas de Aedes aegypti não
mostraram sinais de adaptação do vírus.
Embora os programas de Wolbachia tenham ganhado impulso nos últimos anos, ainda há muito terreno
para cobrir. Os cientistas querem entender como exatamente a Wolbachia funciona dentro dos
mosquitos, como ela evolui e se empurra os vírus para reagir. E os pesquisadores querem descobrir se a
Wolbachia pode ajudar a combater outras doenças, como a malária. (Há algumas indicações de que isso
pode.) A Organização Mundial da Saúde estabeleceu uma meta para reduzir a incidência de dengue até
2030 em 60% em comparação com os números de 2016. “Para chegar a esse ponto”, disse
Edenborough, “precisamos apenas usar tudo o que pudermos”.
UPDATE: Uma versão anterior deste artigo afirmou incorretamente que os mosquitos machos da
Agência Nacional do Meio Ambiente de Cingapura estão infectados com Wolbachia depois de serem
classificados pelos mosquitos fêmeas. Na verdade, os machos estão infectados com as bactérias antes
dessa classificação. A história foi corrigida.
Marta Zaraska é uma jornalista científica polaco-canadense. Seu trabalho já apareceu no Washington
Post, Scientific American, New Scientist, The Atlantic e Discover, entre outros.
Caroline Chia é uma premiada fotógrafa comercial e editorial com sede em Cingapura.
https://research.monash.edu/en/persons/kat-edenborough