8th Cuban Congress on Microbiology and Parasitology, 5th National Congress on Tropical Medicine and 5th International Symposium on HIV/aids infection in Cuba

Title

EL IMPACTO DE LA RESISTENCIA KDR EN EL CONTROL DE MOSQUITOS CON ÉNFASIS EN Aedes aegypti

Authors

Flores Adriana E , Ponce Gustavo , Lopez Beatriz , Alvarez Leslie C , Gutiérrez Selene M , Villanueva Olga K , Rodríguez Iram P

Abstract


Los piretroides son los insecticidas más utilizados para el control de mosquitos adultos. Dos mecanismos han sido implicados como responsable de la resistencia a los piretroides: la sobreexpresión de enzimas de desintoxicación y la insensibilidad en el sitio blanco. La resistencia kdr (knockdown resistance) o resistencia al derribo, se refiere a uno de los dos principales tipos de resistencia a piretroides y DDT, la cual se evidencia porque los insectos no pierden la coordinación inmediatamente después de la exposición al insecticida. Se debe a la presencia de mutaciones puntuales  en el  gen que codifica para el canal de sodio,  donde el aminoácido resultante ocasiona una reducción en la unión al insecticida sin pérdida de la función primaria del sitio blanco. En 1975 en Tailandia, se registró la resistencia de tipo kdr por primera vez en Aedes aegypti (L.), tras el fracaso de una campaña de control con bioresmetrina. Los estudios genéticos de una cepa seleccionada a partir de esta población demostraron la presencia de un factor de resistencia única a los piretroides (Rpy) presentes en el cromosoma III, que mostró dominancia incompleta (Soderlund y Bloomquist 1990). A nivel mundial se han determinado numerosas mutaciones confiriendo resistencia a piretroides en Ae. aegypti (S989P; I1,011M; I1,011V; V1,016I; V1,016G; F1,534C; and D1,794Y) (Vontas et al. 2012, Rinkevich et al. 2013), e incluso tres de estas (I1,011M; I1,011V; y F1,534C) también se han detectado en Ae. albopictus (Kasai et al. 2011, McAllister et al. 2012, Vontas et al. 2012, Rinkevich et al. 2013).  A pesar de que varias mutaciones en el gen del canal de sodio se han asociado con fenotipos resistentes a piretroides y DDT; hay controversias sobre el papel que estos desempeñan en la  resistencia.  Brooke (2008) observó que la resistencia podría ser multigénica y que las mutaciones en el gen del canal de sodio por sí solas no podían explicar completamente el fenotipo resistente. Particularmente, la mutación F1534C que se había correlacionado con la resistencia piretroides tipo I pero no a tipo II (Harris et al. 2010, Hu et al. 2011 y Yanola et al. 2011). Contrariamente a estos informes, Álvarez et al (2014) demostró la participación de esta mutación en la resistencia a la deltametrina en una cepa proviniente de Venezuela seleccionada por 15 generaciones con este insecticida. Estudios recientes sugieren que las mutaciones kdr tienen un alto costo biológico en Ae. aegypti en la ausencia de los piretroides y que la reversión de las frecuencias de los alelos kdr podría ocurrir si se elimina la presión con el insecticida (Chang et al. 2012, Martins et al. 2012, Brito et al. 2013). Tal vez este sea el mayor obstáculo para la implementación de un sistemas de manejo sostenible de la resistencia a piretroides,  que las frecuencias alélicas altas de una mutación en particular a piretroides puedan revertirse cuando la presión con piretroides sea reducida o eliminada y que pueda rotarse con otros insecticidas para mantener este mecanismo de resistencia bajo y que no signifique un obstáculo en el control eficaz de las poblaciones de Ae. aegypti.

 


References


Alvarez LC, G. Ponce, K. Saavedra-Rodriguez, B. Lopez and A. E. Flores. 2014. Frequency of V1016I and F1534C mutations in the voltage-gated sodium channel gene in Aedes aegypti in Venezuela. Pest Management Science DOI: 10.1002/ps.3846.

Brito LP, Linss JGB, Lima-Camara TN, Belinato TA, Peixoto AA, Lima JBP, Valle D and Martins AJ. 2013. Assessing the effects of Aedes aegypti kdr mutations on pyrethroid resistance and its fitness cost. PLoS One 8: e60878.

Brooke B. 2008. Kdr: can a single mutation produce an entire insecticide resistance phenotype? Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene 102: 524-525

Chang C, Huang XY, Chang PC, Wu HH, and Dai SM. 2012. Inheritance and stability of sodium channel mutations associated with permethrin knockdown resistance in Aedes aegypti. Pesticide Biochemistry and Physiology 104(2): 136-142.

Harris, A. F., S. Rajatileka, and H. Ranson. 2010. Pyrethroid resistance in Aedes aegypti from Grand Cayman. American Journal of Tropical Medicine and Hygiene 83: 277-284.

Hu Z, Du Y, Nomura Y and Dong K. 2011. A sodium channel mutation identified in Aedes aegypti selectively reduces cockroach sodium channel sensitivity to type I, but not type II pyrethroids. Insect Biochem Mol Biol 41(1): 9–13.

Kasai, S., L. C. Ng, S. G. Lam-Phua, C. S. Tang, K. Itokawa, O. Komagata, M. Kobayashi, and T. Tomita. 2011. First detection of a putative knockdown resistance gene in major mosquito vector, Aedes albopictus. Japanese Journal of Infectious Diseases 64: 217-221.

Martins AJ, Ribeiro CDM, Bellinato DF, Peixoto AA, Valle D and Lima JBP. 2012. Effect of insecticide resistance on development, longevity and reproduction of field or laboratory selected Aedes aegypti populations. PLoS One 7: e31889.

McAllister, J. C., M. S. Godsey, and M. L. Scott. 2012. Pyrethroid resistance in Aedes aegypti and Aedes albopictus from Port-au-Prince, Haiti. Journal of Vector Ecology 37: 325-332.

Rinkevich, F. D., Y. Z. Du, and K. Dong. 2013. Diversity and convergence of sodium channel mutations involved in resistance to pyrethroids. Pesticide Biochemistry and Physiology 106: 93-100.

Soderlund D, Bloomquist, 1990. Molecular Mechanism of Insecticide Resistance. Molecular mechanisms of insecticide resistance. Pesticide Resistance in Arthropods  (Roush RT, Tabashnik BE., eds) 58-98. Chapman & Hall, New York. 

Vontas, J., E. Kioulos, N. Pavlidi, E. Morou, A. della Torre, and H. Ranson. 2012. Insecticide resistance in the major dengue vectors Aedes albopictus and Aedes aegypti. Pesticide Biochemistry and Physiology 104: 126-131.

Yanola J, Somboon P, Walton C, Nachaiwieng W, Somwang W and Prapanthadara L. 2011. High-throughput assays for detection of the F1534C mutation in the voltage-gated sodium channel gene in permethrin-resistant Aedes aegypti and the distribution of this mutation throughout Thailand. Trop Med and  Int Health 16 (4): 501–509.