Aplicações da biotecnologia no combate a dengue Tópicos em Biotecnologia Coordenadores: Juliana Aguiar e Victor Flores Tutores: Cristina Ferreira, Fabrício Moreira, Lara Pessanha, Roberta Ribeiro, Raphael Rodrigues, Giliane Souza

O que é Dengue? A dengue é uma doença causada por um vírus (Flavivírus) Um dos principais problemas de Saúde Pública em países tropicais e subtropicais 2.5 bilhões de pessoas vivem em áreas de risco 50 a 100 milhões de infecções por ano 550 mil internações (DH e DHF) - 20 mil óbitos (WHO, 2009)

Dengue no Rio de Janeiro em 2011 Fonte: Secretaria de Saúde do Estado do Rio de Janeiro * Dados computados até março de 2011

Características do vírus da dengue Integrante da família dos flavivírus é classificado como um arbovírus (transmitido por insetos e artrópodes) Divide-se em 4 sorotipos: Den-1, Den-2, Den-3 e Den-4. Todos estes podem causar tanto a forma clássica da doença quanto a dengue hemorrágica (FHD).

Características do vírus da dengue O Den-3 tipo mais virulento O tipo 1 é o mais explosivo: Causa grandes epidemias em curto prazo, alcançando milhares de pessoas. Se uma pessoa tem a doença pelo tipo 1, por exemplo, adquire imunidade para este tipo. No caso de uma infecção por outro tipo, o quadro clínico tende a ser mais grave, podendo se caracterizar por sangramentos intensos (Dengue hemorrágica).

Quais são os sintomas? Depois que a pessoa foi picada por um mosquito que estava com o vírus, ela não fica logo doente; existe um período de incubação de 3 a 15 dias. Só depois é que começa a sentir: Febre alta, dor de cabeça, dor atrás dos olhos, perda do paladar e apetite, manchas e erupções na pele semelhantes ao sarampo, náuseas e vômitos, tonturas, extremo cansaço, moleza e dor no corpo, muitas dores nos ossos e articulações.

Manifestações Clínicas Três principais consequências da infecção 1. Infecção inaparente ou c/ sinais leves 2. Dengue clássica (DF) 3. Febre hemorrágica (DHF) Os quatro tipos causam doença similar

Dengue Clássica Período de incubação: 2 – 14 dias (média 4 – 7) Curso clínico: 3 – 5 dias Febre: 1 – 7 dias Cefaleia (dor de cabeça), dores musculares e articulares Náuseas, mal-estar Erupção cutânea (Exantemas)

Febre Hemorrágica (DHF) Classificada em graus I a IV Inicia com sinais clássicos (2 – 7 dias) Eritemas na pele, manchas cianóticas (hematomas) Hemorragias na pele Sangramento gengival, nasal, gastrointestinal Trombocitopenia (plaquetas >100.000/mm3). Valores Normais - 150.000 a 400.000 por mm3 Valores Críticos - 50.000 mm3 (transfusão de plaquetas).

Como é transmitido? A dengue é transmitida pela picada de um mosquito, o Aedes aegypti. Quando o mosquito pica uma pessoa com dengue para sugar seu sangue, ele também fica contaminado com o vírus da dengue. Passa esse vírus para as pessoas sadias.

Como identificar o mosquito? É de cor escuro e com listras brancas. É um pouco menor que um pernilongo comum. Pica somente durante o dia Se desenvolve, principalmente, em água parada e limpa. caritel.wordpress.com caritel.wordpress.com caritel.wordpress.com

Por que o mosquito pica as pessoas? Quem pica é a FÊMEA: Ela necessita do sangue para maturar seus ovos Ela precisa de algum lugar onde exista água limpa acumulada, para por os ovos Estes lugares são chamados de criadouros

Ciclo de vida do mosquito Até se tornar adulto, o mosquito passa por quatro etapas de desenvolvimento. A fase do ovo até o mosquito virar adulto é de apenas 10 dias. O mosquito adulto vive até 45 dias.

Locais de atuação do Aedes aegypti PICADA Voa baixo, a 50 cm do chão, por isso pica mais as pernas e pés EM ÔNIBUS E CARROS Voa até 3 quarteirões de onde nasce, mas se pegar carona se desloca mais BEM ALTO Chega em locais mais altos quando entra em elevadores ESCONDIDO Gosta de sombra e costuma se esconder em móveis da casa HORA DA FOME Ataca mais durante o dia (ao amanhecer e ao anoitecer)

REMÉDIOS: NÃO SE AUTO-MEDIQUE PROCURE O ATENDIMENTO MÉDICO Como é o tratamento? O tratamento se direciona aos sintomas Repouso Ingestão de líquidos Alimentação normal Medicamento para reduzir a febre CUIDADO REMÉDIOS: NÃO SE AUTO-MEDIQUE PROCURE O ATENDIMENTO MÉDICO

Como prevenir a dengue? Para tomar medidas preventivas e impedir que a dengue chegue até a sua cidade ou município, a melhor atitude é combater os focos de acúmulo de água. A prevenção é a única forma de acabarmos com a dengue. Não tendo criadouros, não teremos mosquitos, nem dengue.

Dicas para combater o mosquito Encha de areia ate a borda os pratinhos de vaso de plantas Remova folha, galhos e tudo que possa impedir a água de correr nas calhas Lave semanalmente por dentro com escova e sabão recipientes utilizados para armazenamento de água Manter a caixa d’água sempre fechada com tampa adequada Coloque garrafas sempre de cabeça para baixo Coloque o lixo em sacos plásticos e mantenha a lixeira bem fechada e não jogue lixo em terrenos baldios Entregue pneus velhos a serviços de limpeza urbanas ou guarde-os secos e abrigados da chuva Se você possui plantas aquáticas, troque a água com frequência e lave o recipiente onde ela se encontra Não deixe água da chuva acumulada na laje

Combate a Dengue Aplicação de inseticidas (combate ao mosquito) Evitar reservatórios de água Sistema de vigilância efetiva Participação ativa da população (ex. dia D) Melhores condições de urbanização, habitação, abastecimento de água, educação. Fonte: Ministério da Saúde: Combate a dengue pelo Brasil

Combate a Dengue Combate tradicional Aplicação de Armadilhas Combate com uso da biotecnologia Vacinas Controle Biológico Fonte: Ministério da Saúde: Combate a dengue pelo Brasil

Aplicação de Armadilhas Combate a Dengue Aplicação de Armadilhas Desenvolvido pelo Professor Maulori Cabral (UFRJ) – MOSQUITÉCA As fêmeas do mosquito colocam seus ovos na parte interna na mosquitéca lixada. Como as larvas têm fome, elas nadam até o fundo do funil, atravessam o microtule e vão atrás da comida (arroz) que está no fundo do copo. Elas crescem e não conseguem voltar de volta pelo microtule. Ficam presas e morrem afogadas na parte entre o copo e o funil.

Como Preparar a armadilha? Pegue uma garrafa PET de 1,5 litros ou mais e Corte a parte superior para fazer uma espécie de funil; Lixe a parte interna do pedaço similar a um funil. Deixando a superfície interna bem áspera em toda a sua extensão; Utilizando o “anel” parte da tampa da própria garrafa, faça um fechamento com um pedacinho de tela dobrado Corte cerca de 10 cm da Pet, parte da base da garrafa; Coloque cinco grãos de arroz, ou de alpiste amassados, ou ainda ração parte inferior da garrafa Pet; Sele as duas partes com fita isolante; Está pronta a armadilha para a fêmea do mosquito transmissor da dengue Encha com água limpa até cerca de 3 cm da borda do funil. Complete a água à medida que a mesma for evaporando; Coloque a armadilha no quintal ou onde ficam os mosquitos. É necessário ser um local sombreado

Combate a Dengue usando a biotecnologia Vacinas Obtidos através de plantas transgênicas. (Alface e Feijão de Corda) É introduzido nas plantas os genes que produzem a proteína E do envelope dos quatro sorotipos do vírus da dengue. As plantas viram BIOFÁBRICAS, crescem e produzem mais proteína, depois são trituradas e as proteínas purificadas. Ainda encontra-se em fase de testes

Etapas da produção da vacinas 6- Uma planta é gerada a partir da cultura in vitro Passa a produzir a proteína E 9- As proteínas são purificadas e usadas como vacina 1- Vírus da dengue 5- A célula transformada é cultivada in vitro 7- A planta carregando o DNA do vírus se multiplica 2- Extração da parte do DNA que codifica a proteína E 4- O DNA é inserido em uma célula vegetal 3- O DNA do vírus é inserido em um DNA que vai para a planta 8- As folhas são maceradas DNA da planta DNA viral DNA da planta

Combate a Dengue usando a biotecnologia Produção de fármacos Aprovado e registrado pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), o medicamento contra a dengue. O produto auxilia no tratamento dos sintomas da dengue além de sua função na manutenção da integridade funcional do fígado e o aumento do número de plaquetas e a produção dos fatores de coagulação Desenvolvido pelo pesquisador da Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto (SP) e médico homeopata Professor Doutor Renan Marino. o medicamento teve todos os ensaios de segurança (toxicologia pré-clínica) realizados no Laboratório de Pesquisa em Fármacos da UFAp, sob a coordenação do Prof. Dr. José Carlos Tavares

Principais pesquisas em andamento Produção de Vacinas e Manipulação de Remédios UECE – Profa. Isabel Florindo Guedes Fiocruz – Profa. Claire Kubelka e Profa. Ada Maria de Barcelos Alves UFPB – Profa. Creusioni Figueiredo dos Santos UFMG – Profa. Danielle da Glória de Souza UFAp – Prof.José Carlos Tavares UFRJ – Prof. Jerson L. Silva

Combate a Dengue usando a biotecnologia Controle Biológico Combate a Dengue usando a biotecnologia Peixes em reservatórios de águas Mosquito Transgênico Uso de bioinseticidas

Uso de peixes em reservatórios É usado o peixe lebiste (barrigudinho) e a piaba Chega a comer ate 100-300 larvas por dia Ex. como medida preventiva, a prefeitura de Rio Preto usa peixes ornamentais dos tipos barrigudinho em grandes reservatórios – que não são usados para o consumo humano. Eles mantêm a água em movimento e ainda comem as larvas deixadas pelo mosquito.   Ferreira, L. 2011

Mosquito Transgênico Criado com o material genético das drosófilas (“moscas de frutas”) O inseto transgênico (“mosquito fake”) torna-se mais atraente sexualmente Fêmeas vão optar pelo “mosquito fake” na hora da cópula, que, graças ao seu material genético, só pode gerar filhotes machos.  Drosófila Mosquito fêmea da dengue 5- Mosquitos macho não sugam sangue 2 – DNA é inserido no mosquito da dengue “mosquito fake” 4- O “mosquito fake” ao cruzar com uma fêmea normal só permite a produção de machos 1- Extração da parte do DNA de Drosófila 3- O DNA inserido impede que o mosquito produza fêmeas

Principais pesquisas em andamento Combate ao mosquito Aedes aegypti UENF – Prof. Francisco José Alves Lemos e Profa. Marílvia Dansa de Alencar Petretski Unesp – Professora Hermione Bicudo UFRJ – Prof. Pedro Lagerblad e Prof. Alfredo Martins de Oliveira Filho Fiocruz – Professor Ricardo Lourenço de Oliveira UFF – Professor Cícero Brasileiro de Mello Neto

Bioinseticidas O bioinseticida é um produto natural, feito a partir de bactéria, fungo, protozoário ou vírus (microrganismos entomopatogênicos) que são capazes de causar algum tipo de dano a insetos específicos. Por suas características, os bioinseticidas são hoje os mais usados no combate a dengue!

Uso de Bt no combate a dengue no mundo Bacillus thuringiensis var. israelensis (Bti) Os primeiros países a utilizarem Bti: EUA e Alemanha para o controle de pernilongos, África para o controle de simulídeos vetores da Oncocercose Produtos Nacionais a base de Bti: Vectobac e Teknar. (Glare & O’Callaghan, 2000)

Formulações de Bti Vectobac AS Vectobac WDG Teknar HP-D Vectobac G A base solução aquosa Vectobac WDG A base de grânulos dispersáveis em água Teknar HP-D Aplicável em água e pulverizando em locais infestados de larvas Vectobac G A base de grânulos de sabugo de milho impregnados

Bioinseticidas X Inseticida químico Alternativa para o controle de vetores Não causam poluição ambiental Atuam somente sobre o inseto alvo Não há risco de intoxicação para insetos benéficos e animais vertebrados Custo mais alto; porém alta eficiência larvicida pode compensar Uso – combate dentro das casas (granulado colocado nos ralos). Atinge as larvas dos vetores Os inseticidas químicos usados há décadas para o controle de pragas Poluição ambiental Resistência fisiológica dos vetores Contaminação de alimentos Uso – combate em locais aberto – atinge grande número de vetores ao mesmo tempo Atinge os vetores adultos. (Schnepf et al., 1998; Tauil, 2002; Poopathi et al., 2002; Petry et al., 2004)

Bioinseticidas a base de Bt 90 % das formulações são a base de Bt Destinado ao controle de lagartas, pragas florestais e vetores representados por pernilongos e borrachudos Cerca de 13.000 toneladas de Bt são usadas ao redor do mundo, anualmente, para o controle Existem mais de 200 produtos a base de Bt no mundo

Bacillus thuringiensis (Bt) - características Bactéria de solo; Bastonetes Gram-positivos Anaeróbia facultativa Sintetiza um cristal proteico, adjacente ao esporo Ação tóxica contra insetos susceptíveis Fonte: National Environmental Research Institute (Schnepf et al., 1998; Lancey et al., 2001; Xiaoyan et al., 2005)

Bacillus thuringiensis (Bt) – ação bioinseticida A atividade inseticida de Bt está associada a toxinas proteicas As proteínas do cristal são denominadas de proteínas Cry ou δ- endotoxinas Ação tóxica específica contra larva de alguns insetos Não exercem qualquer atividade tóxica sobre animais,plantas e seres humanos Bactéria crescida forma vegetativa Bactéria na forma de esporo Esporo Cristal Cristal proteico (Schnepf et al., 1998)

Como atua o bioinseticida a base de Bti? Bacillus thuringiensis (Bt) Cristal proteico Ingestão Solubilização Ativação Larva do mosquito da dengue Intestino do larva Cristal ativo Formação de poro na membrana das células intestinais Disfunção intestinal Morte da larva Adaptado de Jurat-Fuentes Lab, 2008

Principais pesquisas em andamento Cultivo de Bacillus thuringiensis var. israelensis UENF – Profa. Marília Amorim Berbert de Molina Fiocruz – Prof. Ricardo Lourenço de Oliveira USP – Prof. Arnaldo Marcio UFPE – Profa. Christine Lamenha Luna Finkler UCS – Prof. Maurício Moura da Silveira UNESP – Prof. Vanildo Luiz Del Bianchi EMBRAPA – Profa. Rose Monnerat

Considerações Finais

Referências Bibliográficas CHIARAVALLOTI NETO, F. et al. Controle do dengue em uma área urbana do Brasil: avaliação do impacto do Programa Saúde da Família com relação ao programa tradicional de controle. Cad. Saúde Pública ,  Rio de Janeiro,  v. 22,  n. 5, p.987-997, 2006. COSTA, A.I.P. da; NATAL, D.. Distribuição espacial da dengue e determinantes socioeconômicos em localidade urbana no Sudeste do Brasil. Rev. Saúde Pública ,  São Paulo,  v. 32,  n. 3, p.232-236, 1998.  GONCALVES NETO, V.S. et al. Conhecimentos e atitudes da população sobre dengue no Município de São Luís, Maranhão, Brasil, 2004. Cad. Saúde Pública,  Rio de Janeiro,  v. 22,  n. 10, p.2191-2200, 2006.  HALSTEAD, S.P. Global epidemiology of dengue hemorrhagic fever. Southeast Asian J. Trop. Med. Public Health, vol.21, p.636-41, 1990. LIMA, V.L.C. de et al. Dengue: inquérito sorológico pós-epidêmico em zona urbana do Estado de São Paulo (Brasil). Rev. Saúde Pública,  São Paulo,  v. 33,  n. 6, p.566-574, 1999. MASSAD, E., BURATTINI, M.N., COUTINHO, F.A.B. et al. Dengue e risco da reintrodução da febre amarela urbana no Estado de São Paulo. Rev. Saúde Pública, vol. 37, no. 4, p.477-484, 2003. Ministério da Saúde. Portal da Saúde. Disponível em: www.saude.gov.br/. Acesso dia 29 de abril de 2011. OLIVEIRA, R.M. Dengue in Rio de Janeiro: rethinking popular participation in health. Cad. Saúde Pública, Rio de Janeiro, vol.14, n.2, p.69-78, 1998.