Aplicações da biotecnologia no combate a dengue Tópicos em Biotecnologia

1. 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

2. 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)

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

4. 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).

5. 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).

6. 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.

7. 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

8. 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)

9. 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).

10. 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.

11. 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

12. 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

13. 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.

14. 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)

15. 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

16. 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.

17. 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

18. 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

19. 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

20. 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.

21. Como Preparar a armadilha? 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 Pegue uma garrafa PET de 1,5 litros ou mais e Corte a parte superior para fazer uma espécie de funil; Corte cerca de 10 cm da Pet, parte da base da garrafa; Está pronta a armadilha para a fêmea do mosquito transmissor da dengue Coloque cinco grãos de arroz, ou de alpiste amassados, ou ainda ração parte inferior da garrafa Pet; Sele as duas partes com fita isolante; 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

22. 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

23. 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 viral DNA da planta DNA da planta

24. 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

25. 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

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

27. 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

28. 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.  Mosquito fêmea da dengue Drosófila 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

29. 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

30. 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!

31. 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)

32. Formulações de Bti Vectobac AS 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

33. Bioinseticidas X Inseticida químico • 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. • 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 (Schnepf et al., 1998; Tauil, 2002; Poopathi et al., 2002; Petry et al., 2004)

34. 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

35. 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)

36. 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 Cristal proteico Esporo Cristal Bactéria crescida forma vegetativa Bactéria na forma de esporo (Schnepf et al., 1998)

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

38. 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

39. Considerações Finais

40. 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.