La adquisición y distribución de nutrientes integra la búsqueda de alimento de los insectos y los rasgos del ciclo de vida. Para compensar las deficiencias de nutrientes específicos en diferentes etapas de la vida, los insectos pueden obtener estos nutrientes a través de alimentación suplementaria, por ejemplo, alimentándose de secreciones de vertebrados en un proceso conocido como charcos. El mosquito Anopheles arabiani parece estar desnutrido y, por lo tanto, requiere nutrientes tanto para el metabolismo como para la reproducción. El objetivo de este estudio fue evaluar si la agitación de An. arabiensis en la orina de vaca para la adquisición de nutrientes mejora las características del ciclo de vida.
Asegúrese de que sea seguro. Arabiensis se sintió atraído por el olor de la orina de vaca fresca, de 24, 72 y 168 horas de antigüedad, y las hembras que buscaban hospedador y se alimentaban de sangre (48 horas después de la comida de sangre) se midieron en un olfatómetro de tubo en Y, y las hembras preñadas fueron evaluadas para la prueba de desove. Luego, se utilizó un análisis químico y electrofisiológico combinado para identificar compuestos bioactivos en la orina de vaca en las cuatro clases de edad. Se evaluaron mezclas sintéticas de compuestos bioactivos en ensayos de campo y de tubo en Y. Para investigar la orina de vaca y su principal compuesto que contiene nitrógeno, la urea, como posibles dietas suplementarias para los vectores de la malaria, se midieron los parámetros de alimentación y las características del ciclo de vida. Se evaluó la proporción de mosquitos hembra y la cantidad de orina de vaca y urea absorbida. Después de la alimentación, se evaluó la supervivencia, el vuelo atado y la reproducción de las hembras.
Buscan la sangre y el alimento de su huésped. En estudios de laboratorio y de campo, los árabes se sintieron atraídos por el olor natural y sintético de la orina de vaca fresca y añejada. Las hembras preñadas eran indiferentes a las respuestas de la orina de vaca en los sitios de desove. Las hembras que buscan huéspedes y chupan sangre absorben activamente la orina de vaca y la urea y asignan estos recursos de acuerdo con las compensaciones de la historia de vida como una función del estado fisiológico para el vuelo, la supervivencia o la reproducción.
Adquisición y distribución de orina de vaca por Anopheles arabinis para mejorar las características de la historia de vida. La alimentación suplementaria con orina de vaca afecta la capacidad del vector directamente al aumentar la supervivencia diaria y la densidad del vector, e indirectamente al alterar la actividad de vuelo y, por lo tanto, debería considerarse en modelos futuros.
La adquisición y distribución de nutrientes integra la búsqueda de alimento de los insectos y las características del ciclo de vida [1,2,3]. Los insectos pueden seleccionar y adquirir alimentos y realizar una alimentación compensatoria según la disponibilidad de alimentos y los requisitos de nutrientes [1, 3]. La distribución de nutrientes depende del proceso del ciclo de vida y puede dar lugar a diferentes requisitos de calidad y cantidad de la dieta en las diferentes etapas de la vida de los insectos [1, 2]. Para compensar las deficiencias de nutrientes específicos, los insectos pueden obtener estos nutrientes a través de la alimentación suplementaria, como el barro, diversos excrementos y secreciones de vertebrados y carroña, un proceso conocido como charcos [2]. Aunque se describe principalmente una variedad de especies de mariposas y polillas, los abrevaderos también se encuentran en otros órdenes de insectos, y la atracción y la alimentación de este tipo de recursos pueden tener efectos significativos en la salud y otros rasgos del ciclo de vida [2, 4, 5, 6], 7]. El mosquito de la malaria Anopheles gambiae sensu lato (sl) emerge como un adulto "desnutrido" [8], por lo que el riego puede jugar un papel importante. un papel importante en sus características de historia de vida, pero este comportamiento hasta ahora ha sido descuidado. El uso de la agitación como un medio para aumentar la ingesta de nutrientes en este importante vehículo merece atención ya que puede tener importantes consecuencias epidemiológicas.
La ingesta de nitrógeno en las hembras adultas del mosquito Anopheles es limitada debido a las bajas reservas calóricas que poseen desde la etapa larvaria y al uso ineficiente de la sangre [9]. Las hembras de Ann. gambiae sl generalmente compensan esto suplementando su alimentación con sangre [10, 11], lo que pone a más personas en riesgo de contraer la enfermedad y a los mosquitos en mayor riesgo de depredación. Alternativamente, los mosquitos pueden usar la alimentación suplementaria de excrementos de vertebrados para adquirir compuestos nitrogenados que mejoran la adaptación y la maniobrabilidad de vuelo, como lo demuestran otros insectos [2]. En este sentido, es interesante la fuerte y distintiva atracción de una de las especies hermanas dentro de An. El complejo de especies de sl de Gambia, Anopheles arabinis, por la orina de vaca fresca y añejada [12,13,14]. Anopheles arabinis es oportunista en sus preferencias de hospedador y se sabe que se asocia con el ganado y se alimenta de él. La orina de vaca es un recurso rico en compuestos nitrogenados, y la urea representa el 50-95% del nitrógeno total en la orina fresca orina [15, 16]. A medida que la orina de vaca envejece, los microorganismos utilizan estos recursos para reducir la complejidad de los compuestos nitrogenados en 24 horas [15]. Con el rápido aumento del amoníaco, asociado con una disminución del nitrógeno orgánico, los microorganismos alcalófilos (muchos de los cuales producen compuestos tóxicos para los mosquitos) prosperan [15], que pueden ser La hembra de Ann. arabiensis se siente atraída preferentemente por la orina de 24 horas o menos [13, 14].
En este estudio, se buscaron mosquitos hospedadores y alimentados con sangre. Durante su primer ciclo de gonadotropina, se evaluó la adquisición de compuestos nitrogenados, incluida la urea, por mezcla de orina en el mosquito arabiensis, incluyendo la urea. A continuación, se realizaron una serie de experimentos para evaluar cómo los mosquitos hembra asignan este potencial recurso nutritivo para mejorar la supervivencia, la reproducción y la búsqueda de alimento. Finalmente, se evaluó el olor de la orina de vaca fresca y añejada para determinar si estos proporcionaban pistas confiables para el hospedador y el mosquito alimentado con sangre. En su búsqueda de este potencial recurso nutricional, el mosquito arabiensis descubrió correlaciones químicas detrás del atractivo diferencial observado. Las mezclas sintéticas de olores de compuestos orgánicos volátiles (COV) identificadas en orina añejada durante 24 horas se evaluaron aún más en condiciones de campo, ampliando los resultados obtenidos en condiciones de laboratorio y demostrando el efecto del olor a orina bovina en diferentes estados fisiológicos. Atracción de mosquitos. Los resultados obtenidos confirman que el mosquito An. arabiensis adquiere y distribuye compuestos nitrogenados que se encuentran en la orina de vertebrados para influir en las características del ciclo de vida. Estos resultados se discuten en el contexto de las posibles consecuencias epidemiológicas y cómo pueden usarse para la vigilancia y el control de vectores.
Los Anopheles arabicans (cepa Dongola) se mantuvieron a 25 ± 2 °C, 65 ± 5 % de humedad relativa y un ciclo de luz:oscuridad de 12:12 h. Las larvas se criaron en bandejas de plástico (20 cm × 18 cm × 7 cm) llenas de agua destilada y se alimentaron con alimento para peces Tetramin® (Tetra Werke, Melle, DE). Las pupas se recolectaron en vasos de 30 ml (Nolato Hertila, Åstorp, SE) y luego se transfirieron a jaulas Bugdorm (30 cm × 30 cm × 30 cm; MegaView Science, Taichung, Taiwán) para permitir la emergencia de los adultos. A los adultos se les proporcionó una solución de sacarosa al 10 % ad libitum hasta 4 días después de la emergencia (dpe), momento en el que a las hembras que buscaban hospedador se les ofreció dieta inmediatamente antes del experimento, o se les dejó de comer durante la noche con agua destilada antes del experimento. el experimento, como se describe a continuación. Las hembras utilizadas para los experimentos en tubos de vuelo se dejaron morir de hambre durante solo 4 a 6 horas con agua ad libitum. Para preparar mosquitos chupadores de sangre para bioensayos posteriores, se proporcionó a las hembras de 4 dpe sangre de oveja defibrótica (Håtunalab, Bro, SE) utilizando un sistema de alimentación por membrana (Hemotek Discovery Workshops, Accrington, Reino Unido). Las hembras completamente congestionadas se transfirieron a jaulas individuales y se les proporcionó dieta directamente, como se describe a continuación, o 10% de sacarosa ad libitum durante 3 días antes de los experimentos descritos a continuación. Las últimas hembras se utilizaron para bioensayos en tubos de vuelo y se transfirieron al laboratorio, y luego tuvieron agua destilada ad libitum durante 4 a 6 horas antes del experimento.
Se utilizaron ensayos de alimentación para cuantificar el consumo de orina y urea en hembras adultas de An.Arab. A las hembras que buscaban hospedador y se alimentaban con sangre se les proporcionó una dieta que contenía 1% de orina de vaca fresca y añejada diluida, varias concentraciones de urea y dos controles (10% de sacarosa y agua) durante 48 h. Además, se agregó colorante alimentario (1 mg ml-1 de cianuro de xileno FF; CAS 2650-17-1; Sigma-Aldrich, Estocolmo, SE) a la dieta y se suministró en una matriz de 4 × 4 en tubos de microcentrífuga de 250 µl (Axygen Scientific, Union City, CA, EE. UU.; Figura 1A) Llene hasta el borde (~300 µl). Para evitar la competencia entre mosquitos y los posibles efectos del color del tinte, coloque 10 mosquitos en una placa de Petri grande (12 cm de diámetro y 6 cm de altura; Semadeni, Ostermundigen, CH; Figura 1A) en completa oscuridad a 25 ± 2 cm °C y 65 ± 5% de humedad relativa. Estos experimentos se repitieron de 5 a 10 veces. Después de la exposición a la dieta, los mosquitos se colocaron a -20 °C hasta su posterior análisis.
Busque orina bovina y urea absorbida por el huésped y la hembra hematófaga de Anopheles arabianus. En el ensayo de alimentación (A), se proporcionó a los mosquitos hembra una dieta que consistía en orina de vaca fresca y añejada, diversas concentraciones de urea, sacarosa (10%) y agua destilada (H2O). Las hembras buscadoras de huésped (B) y alimentadas con sangre (C) absorbieron más sacarosa que cualquier otra dieta probada. Tenga en cuenta que las hembras buscadoras de huésped absorbieron orina de vaca de 72 horas menos que la orina de vaca de 168 horas (B). El contenido total medio de nitrógeno (± desviación estándar) de la orina se representa en el recuadro. Las hembras buscadoras de huésped (D, F) y hematófagas (E, G) absorben urea de forma dependiente de la dosis. Los volúmenes inhalados medios (D, E) con diferentes nombres de letras fueron significativamente diferentes entre sí (ANOVA unidireccional utilizando el análisis post hoc de Tukey; p < 0,05). Las barras de error representan el error estándar de la media (BE). La línea recta discontinua representa la línea de regresión log-lineal (F, G)
Para liberar el alimento absorbido, los mosquitos se colocaron individualmente en tubos de microcentrífuga de 1,5 ml que contenían 230 µl de agua destilada y el tejido se rompió utilizando un mortero desechable y un motor inalámbrico (VWR International, Lund, SE), seguido de una centrifugación a 10 krpm durante 10 min. El sobrenadante (200 µl) se transfirió a una microplaca de 96 pocillos (Sigma-Aldrich) y se determinó la absorbancia (λ620) utilizando un lector de microplacas basado en espectrofotómetro (SPECTROStar® Nano, BMG Labtech, Ortenberg, DE) nm). Alternativamente, los mosquitos se molieron en 1 ml de agua destilada, 900 µl de los cuales se transfirieron a una cubeta para el análisis espectrofotométrico (λ 620 nm; UV 1800, Shimadzu, Kista, SE). Para cuantificar la ingesta dietética, se preparó una curva estándar por dilución en serie para obtener 0,2 µl a 2,4 µl de cianuro de xileno 1 mg ml-1. Luego, se utilizó la densidad óptica de concentraciones conocidas de colorante para determinar la cantidad de alimento ingerido por cada mosquito.
Los datos de volumen se analizaron utilizando un análisis de varianza unidireccional (ANOVA) seguido de comparaciones por pares post hoc de Tukey (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc., Cary, NC, EE. UU., 1989-2007). Los análisis de regresión lineal describieron la ingesta de urea dependiente de la concentración y compararon las respuestas entre los mosquitos que buscan hospedador y los que chupan sangre (GraphPad Prism v8.0.0 para Mac, GraphPad Software, San Diego, CA, EE. UU.).
Aproximadamente 20 µl de muestras de orina de cada grupo etario se unieron a Chromosorb® W/AW (malla 80/100 de 10 mg, Sigma Aldrich) y se encapsularon en cápsulas de estaño (8 mm × 5 mm). Las cápsulas se insertaron en la cámara de combustión de un analizador CHNS/O (Flash 2000, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, EE. UU.) para determinar el contenido de nitrógeno en orina fresca y envejecida de acuerdo con el protocolo del fabricante. El nitrógeno total (g N l-1) se cuantificó en función de las concentraciones de urea conocidas utilizadas como estándar.
Para evaluar el efecto de la dieta en la supervivencia de las hembras que buscan hospedador y chupan sangre, los mosquitos se colocaron individualmente en placas de Petri grandes (12 cm de diámetro y 6 cm de altura; Semadeni) con un orificio en la tapa cubierto con una malla (3 cm de diámetro) para ventilación y suministro de alimentos. Las dietas se proporcionaron directamente después del 4.º día de gestación e incluyeron orina de vaca fresca y añejada diluida al 1 %, cuatro concentraciones de urea y dos controles, sacarosa al 10 % y agua. Cada dieta se pipeteó en un tampón dental (DAB Dental AB, Upplands Väsby, SE) insertado en una jeringa de 5 ml (Thermo Fisher Scientific, Gotemburgo, SE), se retiró el émbolo y se colocó encima de una placa de Petri (figura 1). 1A). Cambie su dieta todos los días. Mantenga el laboratorio como se describe anteriormente. Los mosquitos supervivientes se contaron dos veces al día, mientras que los mosquitos muertos se descartaron hasta que murió el último mosquito (n = 40 por tratamiento). Supervivencia de los mosquitos alimentados con varios Las dietas se analizaron estadísticamente utilizando curvas de supervivencia de Kaplan-Meyer y pruebas de log-rank para comparar las distribuciones de supervivencia entre dietas (IBM SPSS Statistics 24.0.0.0).
Un molino volador de mosquitos personalizado basado en Attisano et al.[17], hecho de paneles acrílicos transparentes de 5 mm de espesor (10 cm de ancho x 10 cm de largo x 10 cm de alto) sin paneles frontal y trasero (Fig. 3: arriba). Un conjunto de pivote con un tubo vertical hecho de una columna de cromatografía de gases (0,25 mm de diámetro interior; 7,5 cm de largo) con extremos pegados a una aguja para insectos suspendida entre un par de imanes de neodimio separados por 9 cm. Un tubo horizontal hecho del mismo material (6,5 cm de largo) dividió el tubo vertical para formar un brazo atado y un brazo que llevaba un pequeño trozo de papel de aluminio como señal de interrupción de luz.
A las hembras hambrientas durante 24 horas se les administró la dieta anterior durante 30 minutos antes de la restricción. Luego, los mosquitos hembra completamente alimentados se anestesiaron individualmente en hielo durante 2-3 minutos y se unieron a alfileres para insectos con cera de abejas (Joel Svenssons Vaxfabrik AB, Munka Ljungby, SE) y luego se ataron a los brazos de los tubos horizontales. Molino volador. Las revoluciones por vuelo se registraron mediante un registrador de datos personalizado, luego se almacenaron y mostraron utilizando el software PC-Lab 2000™ (v4.01; Velleman, Gavere, BE). El molino de vuelo se colocó en una habitación con clima regulado (12 h: 12 h, luz: oscuridad, 25 ± 2 °C, 65 ± 5 % HR).
Para visualizar el patrón de actividad de vuelo, se calcularon la distancia total volada (m) y el número total de actividades de vuelo consecutivas por hora durante un período de 24 horas. Además, las distancias promedio voladas por hembras individuales se compararon entre tratamientos y se analizaron utilizando ANOVA unidireccional y análisis post hoc de Tukey (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.), donde la distancia promedio se consideró una variable dependiente, mientras que el tratamiento es un factor independiente. Además, el número promedio de rondas se calcula en incrementos de 10 minutos.
Para evaluar el efecto de la dieta en el desempeño reproductivo de An. arabiensis, seis hembras (4 dpe) fueron transferidas directamente a jaulas Bugdorm (30 cm × 30 cm × 30 cm) después de la recolección de sangre y luego se les proporcionó la dieta experimental durante 48 h como se describió anteriormente. Luego se retiraron las dietas y se proporcionaron copas de desove (30 ml; Nolato Hertila) llenas de 20 ml de agua destilada el tercer día durante 48 horas, cambiándolas cada 24 horas. Repita cada régimen dietético de 20 a 50 veces. Se contaron y registraron los huevos para cada jaula experimental. Se utilizaron submuestras de huevos para evaluar el tamaño medio y la variación de longitud de los huevos individuales (n ≥ 200 por dieta) utilizando un microscopio Dialux-20 (DM1000; Ernst Leitz Wetzlar, Wetzlar, DE) equipado con una cámara Leica (DFC) 320 R2; Leica Microsystems Ltd., DE). Los huevos restantes se mantuvieron en una habitación con clima controlado bajo condiciones de crianza estándar durante 24 h, y se midió una submuestra de larvas de primer estadio recientemente emergidas (n ≥ 200 por dieta), como se describió anteriormente. El número de huevos y el tamaño de los huevos y las larvas se compararon entre tratamientos y utilizando ANOVA de una vía y análisis post hoc de Tukey (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
Español Los volátiles del espacio de cabeza de orina fresca (1 hora después del muestreo), 24 horas, 72 horas y 168 horas se recogieron de muestras recogidas de ganado cebú, razas Arsi. Para mayor comodidad, las muestras de orina se recogieron temprano en la mañana mientras las vacas todavía estaban en el establo. Las muestras de orina se recogieron de 10 individuos y 100-200 ml de cada muestra se transfirieron a bolsas de poliamida individuales para hornear (Toppits Cofresco, Frischhalteprodukte GmbH and Co., Minden, DE) en poliamida de 3 l con tapa en tambores de plástico de cloruro de vinilo. Los volátiles del espacio de cabeza de cada muestra de orina bovina se recogieron directamente (fresca) o después de la maduración a temperatura ambiente durante 24 h, 72 h y 168 h, es decir, cada muestra de orina fue representativa de cada grupo de edad.
Para la recolección de volátiles en el espacio de cabeza, se utilizó un sistema de circuito cerrado para circular una corriente de gas filtrada con carbón activado (100 ml min-1) a través de una bolsa de poliamida hasta la columna de adsorción durante 2,5 h mediante una bomba de vacío de diafragma (KNF Neuberger, Friburgo, Alemania). Como control, la recolección en el espacio de cabeza se realizó desde una bolsa de poliamida vacía. La columna de adsorción estaba hecha de tubos de teflón (5,5 cm x 3 mm de diámetro interior) que contenían 35 mg de Porapak Q (malla 50/80; Waters Associates, Milford, MA, EE. UU.) entre tapones de lana de vidrio. Antes de su uso, la columna se lavó con 1 ml de n-hexano redestilado (Merck, Darmstadt, Alemania) y 1 ml de pentano (disolvente puro al 99,0 % grado GC, Sigma Aldrich). Los volátiles adsorbidos se eluyeron con 400 μl de pentano. Las recolecciones en el espacio de cabeza se agruparon. y luego se almacena a -20 °C hasta su uso para análisis posteriores.
Respuestas conductuales de An. Los extractos volátiles del espacio de cabeza recolectados de orina fresca, de 24 h, 72 h y 168 h de envejecimiento se analizaron para detectar extractos volátiles de mosquitos Arabidopsis utilizando un olfatómetro de tubo de vidrio recto [18]. Los experimentos se llevaron a cabo durante ZT 13-15, el período pico de la actividad de búsqueda de hogar de An. Arab [19]. Un olfatómetro de tubo de vidrio (80 cm × 9,5 cm de diámetro interior) se iluminó con 3 ± 1 lx de luz roja desde arriba. El flujo de aire humidificado y filtrado con carbón (25 ± 2 °C, 65 ± 2 % de humedad relativa) pasó el bioensayo a 30 cm s-1. El aire pasa a través de una serie de mallas de acero inoxidable, lo que crea un flujo laminar y una estructura de penacho uniforme. Dispensador de tampones dentales (4 cm × 1 cm; L: D; DAB Dental AB), suspendido de una bobina de 5 cm en el extremo de barlovento del olfatómetro, con cambios de estimulador cada 5 minutos. Para el análisis, se utilizaron 10 μl de cada extracto de espacio de cabeza, diluidos 1:10, como estímulo. Se utilizó una cantidad igual de pentano como control. Se colocaron mosquitos hematófagos o buscadores de hospedador en jaulas de liberación individuales de 2 a 3 horas antes del inicio del experimento. La jaula de liberación se colocó en el lado de sotavento del olfatómetro, y se dejó que los mosquitos se aclimataran durante 1 minuto, tras lo cual se abrió la válvula de mariposa de la jaula para su liberación. La atracción hacia el tratamiento o el control se analizó como la proporción de mosquitos que entraron en contacto con la fuente en los 5 minutos posteriores a la liberación. Cada extracto volátil de espacio de cabeza y control se replicó al menos 30 veces y, para evitar los efectos de un solo día, se analizó el mismo número de tratamientos y controles en cada día experimental. Buscar respuestas del hospedador y de los mosquitos alimentados con sangre. Respuesta: Conjuntos árabes versus de espacio de cabeza. Se analizaron utilizando regresión logística nominal seguida de comparaciones por pares para razones de probabilidades (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
Respuesta de desove de An. Se analizaron extractos del espacio de cabeza de orina de vaca fresca y madura en jaulas Bugdorm (30 cm × 30 cm × 30 cm; MegaView Science). Vasos de plástico (30 ml; Nolato Hertila) llenos de 20 ml de agua destilada proporcionaron el sustrato de desove y se colocaron en esquinas opuestas de la jaula, separados por 24 cm. Los vasos de tratamiento se ajustaron con 10 μl de cada extracto del espacio de cabeza a una dilución de 1:10. Se utilizó una cantidad igual de pentano para ajustar el vaso de control. Los vasos de tratamiento y control se intercambiaron entre cada experimento para controlar los efectos de la posición. Diez hembras alimentadas con sangre fueron liberadas en jaulas experimentales a las 9-11 ZT y se contaron los huevos en los vasos 24 horas después. La fórmula para calcular el índice de desove es: (el número de huevos puestos en el vaso de tratamiento - el número de huevos puestos en el vaso de control) / (el número total de huevos). colocado)Cada tratamiento se repitió 8 veces.
El análisis de detección de patrones de antena electrónica (GC-EAD) y cromatografía de gases de hembras de An. arabiensis se realizó como se describió anteriormente [20]. Brevemente, los extractos volátiles frescos del espacio de cabeza se separaron utilizando un GC Agilent Technologies 6890 (Santa Clara, CA, EE. UU.) equipado con una columna HP-5 (30 m × 0,25 mm de diámetro interior, 0,25 μm de espesor de película, Agilent Technologies). y orina envejecida. Se utilizó hidrógeno como fase móvil con un caudal lineal promedio de 45 cm s-1. Cada muestra (2 μl) se inyectó durante 30 segundos en modo sin división con una temperatura de entrada de 225 °C. La temperatura del horno de GC se programó de 35 °C (retención de 3 minutos) a 300 °C (retención de 10 minutos) a 10 °C min-1. En el divisor de efluentes de GC, se agregaron 4 psi de nitrógeno y se dividió 1:1 en una cruz de volumen muerto bajo Gerstel 3D/2 (Gerstel, Mülheim, DE) entre el detector de ionización de llama y el EAD. El capilar de efluentes de GC para EAD se pasó a través de una línea de transferencia Gerstel ODP-2, que rastrea la temperatura del horno de GC más 5 °C, en un tubo de vidrio (10 cm × 8 mm), donde se mezcló con aire humidificado y filtrado con carbón (1,5 l min−1).La antena se colocó a 0,5 cm de la salida del tubo.Cada mosquito individual representó una réplica y, para los mosquitos que buscaban hospedador, se realizaron al menos tres réplicas en muestras de orina de cada edad.
Identificación de compuestos bioactivos en colecciones de espacio de cabeza de orina bovina fresca y envejecida mediante un GC y un espectrómetro de masas combinados (GC-MS; 6890 GC y 5975 MS; Agilent Technologies) para obtener respuestas antenales en el análisis GC-EAD, operando en modo de ionización por impacto electrónico a 70 eV. El GC estaba equipado con una columna capilar de sílice fundida recubierta de UI HP-5MS (60 m × 0,25 mm de diámetro interno, 0,25 μm de espesor de película) utilizando helio como fase móvil con un caudal lineal promedio de 35 cm s-1. Se inyectó una muestra de 2 μl utilizando la misma configuración del inyector y la misma temperatura del horno que para el análisis GC-EAD. Los compuestos se identificaron en función de su tiempo de retención (índice de Kovát) y espectros de masas en comparación con la biblioteca personalizada y la biblioteca NIST14 (Agilent). Los compuestos identificados se confirmaron mediante la inyección de estándares auténticos (Archivo adicional). 1: Tabla S2). Para la cuantificación, se inyectó acetato de heptilo (10 ng, 99,8 % de pureza química, Aldrich) como estándar externo.
Evaluación de la eficacia de una mezcla de olores sintéticos, compuesta por compuestos bioactivos identificados en orina fresca y añejada, para atraer mosquitos hematófagos y buscadores de hospedadores, utilizando el mismo olfatómetro y protocolo descritos anteriormente. Las mezclas sintéticas imitaron la composición y las proporciones de los compuestos en extractos volátiles del espacio de cabeza mixtos de orina fresca, añejada durante 24, 48, 72 y 168 horas (Figura 5D-G; Archivo adicional 1: Tabla S2). Para el análisis, se utilizan 10 μl de una dilución 1:100 de la mezcla totalmente sintética, con una tasa de liberación general de aproximadamente 140-2400 ng h-1, para evaluar la atracción hacia mosquitos hematófagos y hospedadores. Posteriormente, la prueba se realiza en mezclas completas, en las que se eliminan las mezclas sustractivas de compuestos individuales de la mezcla completa. Se analizaron las respuestas de búsqueda de mosquitos hematófagos hospedadores y alimentados con sangre frente a las mezclas sintéticas y sustractivas utilizando valores nominales. regresión logística seguida de comparaciones por pares para razones de probabilidades (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
Para evaluar si la orina de vaca podría servir como una señal de hábitat huésped para los mosquitos de la malaria, la orina de vaca fresca y añejada, recolectada como se describió anteriormente, y el agua se colocaron en cubos de malla de 3 l (100 ml) y se colocaron en trampas de cebo para el huésped. (Versión BG-HDT; BioGents, Regensburg, DE). Diez trampas colocadas a 50 m de distancia en el pasto, a 400 m de la comunidad de la aldea (Silay, Etiopía, 5°53'24''N, 37°29'24''E) y sin ganado, en áreas de reproducción permanentes y aldeas. Cinco trampas se calentaron para simular la presencia de un huésped, mientras que cinco trampas se dejaron sin calentar. Cada ubicación de tratamiento se rota todas las noches durante un total de cinco noches. Los números de mosquitos capturados en trampas cebadas con orina de diferentes edades se compararon utilizando regresión logística con una distribución beta binomial (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
En un pueblo endémico de malaria cerca de la ciudad de Maki, región de Oromia, Etiopía (8° 11′ 08″ N, 38° 81′ 70″ E; Figura 6A). El estudio se llevó a cabo entre mediados de agosto y mediados de septiembre antes de la pulverización residual anual en interiores, junto con una larga temporada de lluvias. Se seleccionaron cinco pares de casas (20–50 m de distancia) ubicadas en las afueras del pueblo para el estudio (Fig. 6A). Los criterios utilizados para seleccionar las casas fueron: no se permitían animales en la casa, no se permitía cocinar en interiores (con leña o carbón) (al menos durante el período de prueba) y casas con un máximo de dos habitantes, durmiendo en lugares sin insecticidas. debajo de la mosquitera tratada. La aprobación ética ha sido otorgada por la Junta de Revisión Ética de Investigación Institucional (IRB/022/2016) de la Facultad de Ciencias Naturales (CNS-IRB), Universidad de Addis Abeba, de acuerdo con las directrices establecidas por la Declaración de Helsinki de la Asociación Médica Mundial. Se obtuvo el consentimiento de cada jefe de familia con la ayuda del personal de extensión sanitaria. Todo el proceso está avalado por las administraciones locales a nivel de distrito y barrio ('kebele'). El diseño experimental siguió un diseño de cuadrado latino 2 × 2, en el que las mezclas sintéticas y los controles se asignaron a casas pareadas en la primera noche y se intercambiaron entre casas en la siguiente noche experimental. Este proceso se repitió diez veces. Además, para estimar la actividad de los mosquitos en casas seleccionadas, las trampas CDC se configuraron para funcionar cinco noches consecutivas al principio, a la mitad y al final de la prueba de campo a la misma hora del día.
Una mezcla sintética que contenía seis compuestos bioactivos se disolvió en heptano (disolvente grado GC al 97,0 %, Sigma Aldrich) y se liberó a 140 ng h-1 utilizando un dispensador de mecha de algodón [20]. El dispensador de mecha permitió que todos los compuestos se liberaran en proporciones constantes durante las 12 horas del experimento. Se utilizó heptano como control. El vial se suspendió junto al punto de entrada de la trampa de luz de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) (John W. Hock Company, Gainesville, FL, EE. UU.; Figura 6A). Las trampas se colgaron a 0,8-1 m del suelo, cerca del pie de la cama, y ​​un voluntario durmió bajo un mosquitero sin tratar y se operó entre las 18:00 y las 06:30. Los mosquitos capturados por sexo y estado fisiológico (sin alimentar, alimentados, semipreñados y preñados [21]) se examinaron posteriormente utilizando el análisis de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para identificar las especies morfológicamente identificadas como A. gambiae sl. Miembros del complejo [23]. En el estudio de campo, se analizó la captura de casas pareadas mediante un modelo de ajuste logístico nominal, donde la atracción fue la variable dependiente y el tratamiento (mezcla sintética vs. control) el efecto fijo (JMP® 14.0.0. SAS Institute Inc.). Aquí, se presentan los valores de χ² y p de la prueba de razón de verosimilitud.
Evaluar si es seguro. arabiensis pudo obtener orina, su principal fuente de nitrógeno, urea, mediante alimentación directa, dentro de las 48 h posteriores a la administración durante 4 días posteriores (dpe) a las pruebas de alimentación de hembras que buscaban hospedador y alimentaban con sangre (Fig. 1A). Tanto las hembras que buscaban hospedador como las que se alimentaban con sangre absorbieron significativamente más sacarosa que cualquier otra dieta o agua (F(5,426) = 20,15, p < 0,0001 y F(5,299) = 56,00, p < 0,0001, respectivamente; Fig. 1B,C). Además, las hembras que buscaban hospedador comieron menos en orina a las 72 horas en comparación con la orina a las 168 horas (Fig. 1B). Cuando se les ofreció una dieta que contenía urea, las hembras que buscaban hospedador absorbieron una cantidad significativamente mayor de urea a 2,69 mM en comparación con todas las demás concentraciones y agua, mientras que fueron indistinguibles de sacarosa al 10%. (F(10,813) = 15,72, p < 0,0001; Figura 1D). Esto contrastaba con la respuesta de las hembras alimentadas con sangre, que típicamente absorbían significativamente más dietas que contenían urea que agua, aunque significativamente menos del 10% de sacarosa (F(10,557) = 78,35, p < 0,0001; Figura 1).1E). Además, al comparar entre los dos estados fisiológicos, las hembras flebotomizadas absorbieron más urea que las hembras que buscaban hospedador en las concentraciones más bajas, y estas hembras absorbieron cantidades similares de urea en concentraciones más altas (F(1,953) = 78,82, p < 0,0001; Fig. 1F, G). Si bien la ingesta de una dieta que contenía urea pareció tener valores óptimos (Fig. 1D, E), las hembras en ambos estados fisiológicos pudieron modular la cantidad de urea absorbida en todo el rango de concentraciones de urea de forma log-lineal (Fig. 1F,G). ).De manera similar, los mosquitos parecen controlar su absorción de nitrógeno regulando la cantidad de orina absorbida, ya que la cantidad de nitrógeno en la orina se refleja en la cantidad absorbida (Figuras 1B, C y B recuadros).
Para evaluar los efectos de la orina y la urea en la supervivencia de los mosquitos buscadores de hospedador y hematófagos, las hembras fueron alimentadas con orina de las cuatro edades (fresca, 24 h, 72 h y 168 h después de la deposición) y un rango de concentraciones de urea, así como agua destilada y 10 % de sacarosa sirvió como control (Figura 2A). Este análisis de supervivencia mostró que la dieta tuvo un efecto significativo en la supervivencia general de las hembras buscadoras de hospedador (orina: χ2 = 108.5, gl = 5, p < 0.0001; urea: χ2 = 122.8, gl = 5, p < 0.0001; Fig. 2B, C) y hembras alimentadas con sangre (orina: χ2 = 93.0, gl = 5, p < 0.0001; urea: χ2 = 137.9, gl = 5, p < 0,0001; Figura 2D,E). En todos los experimentos, las hembras alimentadas con una dieta de orina, urea y agua tuvieron tasas de supervivencia significativamente menores en comparación con las hembras alimentadas con una dieta de sacarosa (Figura 2B-E). Las hembras en búsqueda de huésped alimentadas con orina fresca y rancia exhibieron diferentes tasas de supervivencia, y las alimentadas con orina rancia de 72 h (p = 0,016) tuvieron la probabilidad de supervivencia más baja (Fig. 2B). Además, las hembras en búsqueda de huésped alimentadas con urea 135 mM sobrevivieron más tiempo que los controles de agua (p < 0,04) (Fig. 2C). En comparación con el agua, las mujeres alimentadas con orina fresca y orina de 24 horas sobrevivieron más tiempo (p = 0,001 y p = 0,012, respectivamente; Figura 2D), mientras que las mujeres alimentadas con orina de 72 horas sobrevivieron más tiempo que las alimentadas con orina fresca corta femenina y orina envejecida de 24 horas (p < 0,0001 y p = 0,013, respectivamente; Figura 2D). Cuando se alimentaron con 135 mM de urea, las hembras alimentadas con sangre sobrevivieron más tiempo que todas las demás concentraciones de urea y agua (p < 0,013; Figura 2E).
Supervivencia del hospedador y de la hembra hematófaga de Anopheles arabinis alimentándose de orina de vaca y urea. En el bioensayo (A), a los mosquitos hembra se les proporcionó una dieta compuesta de orina de vaca fresca y añejada, diversas concentraciones de urea, sacarosa (10%) y agua destilada (H2O). La supervivencia de los mosquitos buscadores de hospedador (B, C) y hematófagas (D, E) se registró cada 12 horas hasta que todas las hembras alimentadas con orina (B, D) y urea (C, E), y los controles, sacarosa y agua, murieron.
La distancia total y el número de rondas determinadas en la prueba del molino de vuelo durante un período de 24 horas difirieron entre los mosquitos buscadores de hospedador y los mosquitos hematófagos, que mostraron una menor actividad de vuelo en general (Fig. 3). Los mosquitos buscadores de hospedador que proporcionaron orina fresca y añejada o sacarosa y agua mostraron patrones de vuelo distintos (Fig. 3), siendo las hembras que se alimentaban de orina fresca más activas al amanecer, mientras que las alimentadas con orina de 24 y 168 horas de antigüedad. Los mosquitos que se alimentaron de orina exhibieron patrones de vuelo diferentes y fueron principalmente diurnos. Los mosquitos hembra que proporcionaron sacarosa u orina de 72 horas mostraron actividad durante todo el período de 24 horas, mientras que las hembras que proporcionaron agua fueron más activas durante el período medio. Los mosquitos alimentados con sacarosa exhibieron los niveles más altos de actividad a última hora de la noche y temprano en la mañana, mientras que los que ingirieron orina de 72 horas experimentaron una disminución constante de la actividad durante 24 horas (Figura 3).
Rendimiento de vuelo de una hembra hematófaga de Anopheles arabinis, que buscaba un cazador y se alimentaba de orina de vaca y urea. En la prueba de vuelo en molino, las hembras de mosquito se alimentaron de orina de vaca fresca y madura, diversas concentraciones de urea, sacarosa (10%) y agua destilada (H₂O) y se sujetaron a brazos horizontales que giraban libremente (arriba). Para las hembras que buscaban hospedador (izquierda) y hematófagas (derecha), se registró la distancia total y el número de vuelos por hora para cada dieta durante un período de 24 horas (oscuro: gris; claro: blanco). La distancia promedio y el número promedio de ataques se muestran a la derecha del gráfico de actividad circadiana. Las barras de error representan el error estándar de la media. Análisis estadístico: véase el texto.
En general, la actividad de vuelo global de las hembras en búsqueda de hospedador siguió un patrón similar al de la distancia de vuelo durante un período de 24 horas. La distancia media de vuelo se vio afectada significativamente por la dieta ingerida (F(5, 138) = 28,27, p < 0,0001), y las hembras en búsqueda de hospedador que ingirieron 72 horas de orina volaron distancias significativamente mayores en comparación con todas las demás dietas (p < 0,0001), y los mosquitos alimentados con sacarosa volaron más tiempo que los mosquitos alimentados con orina fresca (p = 0,022) y orina envejecida durante 24 horas (p = 0,022). En contraste con el patrón de actividad de vuelo descrito por la dieta de orina, las hembras en búsqueda de hospedador alimentadas con urea exhibieron una actividad de vuelo persistente durante un período de 24 horas, alcanzando su punto máximo durante la segunda mitad de la fase oscura (Fig. 3). Aunque los patrones de actividad fueron similares, las hembras en búsqueda de hospedador alimentadas con urea aumentaron significativamente la distancia media de vuelo dependiendo de la concentración absorbida (F(5, 138) = 1310,91, p < 0,0001). Las hembras en busca de huésped alimentadas con cualquier concentración de urea volaron más tiempo que las hembras alimentadas con agua o sacarosa (p < 0,03).
La actividad general de vuelo de los mosquitos hematófagos fue estable y se mantuvo durante 24 horas en todas las dietas, con una mayor actividad urinaria durante la segunda mitad del período de oscuridad para las hembras alimentadas con agua, así como en las hembras alimentadas con agua fresca y de 24 horas de antigüedad (imagen 3). Mientras que la dieta con orina afectó significativamente la distancia media de vuelo en las hembras alimentadas con sangre (F(5, 138) = 4,83, p = 0,0004), la dieta con urea no lo hizo (F(5, 138) = 1,36, p = 0,24) con otra orina y dieta de control (fresca, p = 0,0091; 72 horas, p = 0,0022; 168 horas, p = 0,001; sacarosa, p = 0,0017; dH2O, p = 0,036).
Los efectos de la alimentación con orina y urea sobre los parámetros reproductivos se evaluaron en bioensayos de puesta de huevos (Figura 4A) y se investigaron según el número de huevos puestos por cada hembra, el tamaño del huevo y las larvas de primer estadio recién eclosionadas. El número de huevos puestos. Las hembras árabes alimentadas con orina variaron según la dieta (F(5,222) = 4,38, p = 0,0008; Fig. 4B). Las hembras alimentadas con una dieta de orina de 24 horas y sangre pusieron significativamente más huevos que las hembras alimentadas con otras dietas de orina y fueron similares a las alimentadas con sacarosa (Fig. 4B). Del mismo modo, el tamaño de los huevos puestos por las hembras alimentadas con orina varió según la dieta (F(5, 209) = 12,85, p < 0,0001), y las hembras alimentadas con orina de 24 horas y sacarosa pusieron huevos significativamente más grandes que las hembras alimentadas con agua, mientras que los huevos de las hembras alimentadas con 168 h de orina fueron significativamente más pequeños. (Fig. 4C). Además, la dieta urinaria afectó significativamente el tamaño de las larvas (F(5, 187) = 7,86, p < 0,0001), con larvas significativamente más grandes emergiendo de los huevos puestos por hembras alimentadas con orina de 24 y 72 horas de edad que de los huevos puestos por larvas alimentadas con agua y hembras alimentadas con orina de 168 horas (Figura 4D).
Rendimiento reproductivo de hembras de Anopheles arabinis alimentándose con orina de vaca y urea. Mosquitos hembra alimentados con sangre recibieron dietas compuestas por orina de vaca fresca y madura, diversas concentraciones de urea, sacarosa (10%) y agua destilada (H₂O) durante 48 horas antes de ser colocados en bioensayos y obtener sustratos para la puesta de huevos (48 horas [A]). El número de huevos (B, E), el tamaño de los huevos (C, F) y el tamaño de las larvas (D, G) se vieron significativamente afectados por la dieta proporcionada (orina de vaca: BD; urea: EG). Las medias de cada parámetro medido con diferentes nombres de letras fueron significativamente diferentes entre sí (ANOVA unidireccional mediante análisis post hoc de Tukey; p < 0,05). Las barras de error representan el error estándar de la media.
Como el principal componente nitrogenado de la orina, la urea, cuando se proporciona como dieta a hembras alimentadas con sangre, afectó significativamente los parámetros reproductivos en todos los estudios. El número de huevos puestos por hembras alimentadas con urea, después de una comida de sangre, dependiendo de la concentración de urea (F (11, 360) = 4,69; p < 0,0001), las hembras alimentadas con concentraciones de urea entre 134 µM y 1,34 mM pusieron más huevos (Figura 4E). Las hembras alimentadas con concentraciones de urea de 134 µM o más ponen huevos más grandes que las hembras alimentadas con agua (F (10, 4245) = 36,7; p < 0,0001; Figura 4F), y el tamaño de las larvas, aunque afectado por concentraciones similares de urea en las madres (F (10, 3305) = 37,9; p < 0,0001) fue más variable (Fig. 4G).
Atractivo general para los extractos volátiles del espacio de cabeza de orina bovina en busca de hospedadores. La arabiensis evaluada en el olfatómetro de tubo de vidrio (Fig. 5A) se vio afectada significativamente por la edad de la orina (χ2 = 15,9, gl = 4, p = 0,0032; Fig. 5B). El análisis post hoc mostró que el olor a orina rancia a las 24 horas causó niveles significativamente más altos de atractivo en comparación con todos los demás tratamientos (72 horas: p = 0,0060, 168 horas: p = 0,012, pentano: p = 0,00070), excepto por el olor a orina fresca (p = 0,13; Figura 5B). Aunque la atracción general de los mosquitos hematófagos al olor de la orina no fue significativamente diferente (χ2 = 8,78, gl = 4, p = 0,067; Fig. 5C), se encontró que estas hembras eran significativamente más atractivas para los extractos volátiles del espacio de cabeza en comparación con Orina de 72 horas comparada con los controles (p = 0,0066; Figura 5C).
Respuestas conductuales a los olores naturales y sintéticos de orina de vaca en la búsqueda de Anopheles arabianus hospedadores y alimentados con sangre. Esquema del olfatómetro de tubo de vidrio (A). Atracción de extractos volátiles del espacio de cabeza de orina de vaca fresca y madura hacia mosquitos hospedadores (B) y hematófagos (C). Encuentre la reacción del tentáculo del Lord An. Se muestran los extractos del espacio de cabeza aislados de orina de vaca fresca (D), madurada durante 24 horas (E), 72 horas (F) y 168 horas (G). Los rastros de detección de antena electrónica (EAD) muestran cambios de voltaje en respuesta a compuestos bioactivos en el espacio de cabeza eluidos del cromatógrafo de gases y detectados por un detector de ionización de llama (FID). La barra de escala representa la amplitud de respuesta (mV) frente al tiempo de retención (s). Se muestran las propiedades y las tasas de liberación (µg h-1) de los compuestos biológicamente activos. Un asterisco simple (*) indica una respuesta consistente de baja amplitud. Los asteriscos dobles (**) indican Respuestas irreproducibles. Encuentre el huésped (H) y el chupasangre (I). An. arabiensis tiene diferentes atractivos para las mezclas sintéticas de olores de orina de vaca fresca y añeja. Las proporciones medias de mosquitos atraídos por diferentes nombres de letras fueron significativamente diferentes entre sí (ANOVA de una vía utilizando el análisis post hoc de Tukey; p < 0,05). Las barras de error representan el error estándar de la escala.
Las hembras de Ann. arabiensis, 72 h y 120 h después de la ingestión de sangre, durante el desove, no mostraron preferencia por los extractos volátiles del espacio de cabeza de la orina de vaca fresca y añejada en comparación con los controles de pentano (χ2 = 3,07, p > 0,05; Archivo adicional 1: Fig. S1).
Para las hembras de Ann. arabiensis, los análisis GC-EAD y GC-MS identificaron ocho, seis, tres y tres compuestos bioactivos (Figura 5D-G). Aunque se observaron diferencias en la cantidad de compuestos que provocaron respuestas electrofisiológicas, la mayoría de estos compuestos estaban presentes en cada extracto volátil del espacio de cabeza recolectado de orina fresca y añejada. Por lo tanto, para cada extracto, solo los compuestos que produjeron una respuesta fisiológica de las antenas de las hembras por encima del umbral se incluyeron en los análisis posteriores.
La tasa total de liberación volátil de compuestos bioactivos en la recolección del espacio de cabeza aumentó de 29 µg h-1 en orina fresca a 242 µg h-1 en orina añejada durante 168 horas, principalmente debido al aumento de p-cresol y m-formaldehído fenol, así como fenol. Por el contrario, las tasas de liberación de otros compuestos, como 2-ciclohexen-1-ona y decanal, disminuyeron con el aumento de la edad de la orina, lo que se correlacionó con la disminución observada en la intensidad de la señal (abundancia) en el cromatograma (Fig. 5D-G panel izquierdo) y las respuestas fisiológicas a estos compuestos (Fig. 5D-G panel derecho).
En general, la mezcla sintética tuvo una proporción natural similar de compuestos bioactivos identificados en extractos volátiles de espacios de cabeza de orina fresca y añejada (Fig. 5D–G) y no pareció suscitar un atractivo significativo en la búsqueda de un huésped (χ2 = 8,15, df = 4, p = 0,083; Fig. 5H) o mosquitos chupadores de sangre (χ2 = 4,91, df = 4, p = 0,30; Fig. 5I). Sin embargo, las comparaciones post hoc por pares entre los tratamientos mostraron que los mosquitos buscadores de huéspedes fueron significativamente atractivos para la mezcla sintética de orina añejada durante 24 h en comparación con los controles de pentano (p = 0,0086; Figura 5H).
Para evaluar el papel de los componentes individuales en mezclas sintéticas de orina añejada durante 24 h, se evaluaron seis mezclas sustractivas contra mezclas completas en el ensayo de tubo en Y, en el que se eliminaron los compuestos individuales. Para los mosquitos que buscan hospedador, la sustracción de compuestos individuales de la mezcla completa tuvo un efecto significativo en las respuestas conductuales (χ2 = 19,63, gl = 6, p = 0,0032; Archivo adicional 1: Figura S2A), todas las mezclas sustractivas fueron más atractivas que las completamente mezcladas. Por el contrario, la eliminación de compuestos individuales de la mezcla completamente sintética no afectó las respuestas conductuales de los mosquitos hematófagos (χ2 = 11,38, gl = 6, p = 0,077), con la excepción del decanal, que resultó en niveles más bajos en comparación con la mezcla completa de atracción (p = 0,022; Archivo adicional 1: Figura S2B).
En una aldea endémica de malaria en Etiopía, se evaluó la eficacia de una mezcla sintética de orina de vaca de 24 horas para atraer mosquitos en condiciones de campo durante diez noches (Fig. 6A). Se capturaron e identificaron un total de 4861 mosquitos, de los cuales el 45,7 % eran Anthropus.gambiae sl, el 18,9 % eran Anopheles pharoensis y el 35,4 % eran Culex spp. (Archivo adicional 1: Tabla S1). Anopheles arabinis es el único miembro del complejo de especies An.Gambian identificado mediante análisis de PCR. En promedio, se capturaron 320 mosquitos por noche, tiempo durante el cual las trampas con cebos de mezcla sintética capturaron más mosquitos que las trampas pareadas sin mezcla (χ2(0, 3196) = 170,0, p < 0,0001). Se colocaron trampas sin cebo en cada una de las cinco noches de control al principio, a la mitad y al final de la ensayo. Se capturaron cantidades similares de mosquitos en cada par de trampas, lo que indica que no hay sesgo entre casas (χ2(0, 1665) = 9 × 10-13, p > 0,05) ni disminución de la población durante el período de estudio. En comparación con las trampas de control, la cantidad de mosquitos capturados en las trampas que contenían la mezcla sintética aumentó significativamente: búsqueda de huésped (χ2(0, 2107) = 138,7, p < 0,0001), alimentación reciente con sangre (χ2(0, 650) = 32,2, p < 0,0001) y embarazo (χ2(0, 228) = 6,27, p = 0,0123; Archivo adicional 1: Tabla S1). Esto también se refleja en la cantidad total de mosquitos capturados: búsqueda de huésped > chupadores de sangre > embarazadas > semipreñadas > machos.
Evaluación de campo de la eficacia de una mezcla de olor sintético de orina de vaca de 24 horas. Los ensayos de campo se llevaron a cabo en el centro-sur de Etiopía (mapa), cerca de la ciudad de Maki (insertar), utilizando una trampa de luz de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) (derecha) en casas pareadas, con un diseño de cuadrado latino (imagen aérea) (A). Las fototrampas de los CDC con cebo de olor sintético atraen y capturan hembras de Anopheles arabesques (B), pero no Anopheles farroes (C), de una manera diferente, un efecto dependiente del estado fisiológico. Además, estas trampas capturaron un número significativamente mayor de mosquitos hospedadores Culex. (D) Comparado con el control. Las barras de la izquierda representan el índice de selección promedio de mosquitos capturados en pares de trampas con cebo oloroso (verde) y trampas de control (abiertas) (N = 10), mientras que las barras de la derecha representan el índice de selección promedio en pares de trampas de control (abiertas; N = 5). ).Los asteriscos indican niveles de significación estadística (*p = 0,01 y ***p < 0,0001)
Las tres especies fueron capturadas de manera diferente en trampas que contenían mezclas sintéticas. En la búsqueda de hospedador (χ2(1, 1345) = 71,7, p < 0,0001), la alimentación con sangre (χ2(1, 517) = 16,7, p < 0,0001) y el embarazo (χ2(1, 180) = 6,11, p = 0,0134) se atrapó una .arabiensis en la trampa liberando la mezcla sintética (Fig. 6B), mientras que la cantidad de An no difirió. Se encontraron Pharoensis en diferentes estados fisiológicos (Fig. 6C). Para Culex, solo se encontró un aumento significativo en el número de mosquitos en búsqueda de hospedadores en las trampas cebadas con la mezcla sintética (χ2(1,1319) = 12,6, p = 0,0004; Fig. 6D), en comparación con las trampas de control.
Se utilizaron trampas de cebo para hospedadores ubicadas fuera de hospedadores potenciales entre sitios de reproducción y comunidades rurales en Etiopía para evaluar si los mosquitos de la malaria usan el olor a orina de vaca como una señal de hábitat para el hospedador. En ausencia de señales del hospedador, calor y con o sin la presencia de olor a orina de vaca, no se capturaron mosquitos (Archivo adicional 1: Figura S3). Sin embargo, en presencia de alta temperatura y olor a orina de vaca, los mosquitos hembra de la malaria fueron atraídos y capturados, aunque en pequeñas cantidades, independientemente de la edad de la orina (χ2(5, 25) = 2,29, p = 0,13; Archivo adicional 1: Figura S3). Por el contrario, los controles de agua no capturaron mosquitos de la malaria a altas temperaturas (Archivo adicional 1: Figura S3).
Los mosquitos de la malaria adquieren y distribuyen compuestos que contienen nitrógeno a través de la alimentación compensatoria con orina de vaca (es decir, charcos) para mejorar los rasgos de su ciclo de vida, de forma similar a otros insectos [2, 4, 24, 25, 26]. La orina de vaca es un recurso renovable de fácil acceso, estrechamente asociado con los lugares de descanso de los vectores de la malaria, como establos y vegetación alta cerca de viviendas rurales y sitios de desove. Los mosquitos hembra localizan este recurso por el olfato y pueden regular la absorción de compuestos nitrogenados en la orina, incluida la urea, el principal componente nitrogenado de la orina [15, 16]. Dependiendo del estado fisiológico del mosquito hembra, los nutrientes en la orina se asignan para mejorar la actividad de vuelo y la supervivencia de los mosquitos hembra que buscan hospedador, así como la supervivencia y las características reproductivas de los individuos alimentados con sangre durante el primer ciclo gonadotrópico. Por lo tanto, la mezcla de orina desempeña un papel nutricional importante para los vectores de la malaria que están cerrados como los adultos desnutridos [8], ya que proporciona a los mosquitos hembra la capacidad de adquirir compuestos nitrogenados importantes al participar en actividades de bajo riesgo. alimentación. Este hallazgo tiene consecuencias epidemiológicas importantes, ya que las hembras aumentan su esperanza de vida, su actividad y su producción reproductiva, todo lo cual afecta la capacidad del vector. Además, este comportamiento puede ser el objetivo de futuros programas de manejo de vectores.