Diversidad, preferencias alimentarias y prevalencia viral en mosquitos (Diptera: Culicidae) en dos zonas endémicas a arbovirus zoonóticos de Costa Rica

Abstract

Los arbovirus son virus que se transmiten al ser humano y los animales a través de un artrópodo vector. Los mosquitos son los vectores de arbovirus más importantes a nivel mundial. En el continente Americano son vectores de una gran cantidad de arbovirus incluidos en dos principales géneros virales: Flavivirus (virus del dengue, virus del Zika, virus de la fiebre amarilla, virus del oeste del Nilo) y Alfavirus (virus de chikungunya, virus de la encefalitis equina venezolana y virus de Madariaga). No obstante, en Costa Rica no se ha investigado en profundidad cuáles son las especies de mosquito que puedan funcionar como vector para estos arbovirus, principalmente los que tienen un ciclo zoonótico. En el presente estudio, se realizó un muestreo en dos zonas de Costa Rica con evidencia de circulación para diferentes arbovirus zoonóticos. Una zona fue el distrito de Cuajiniquil en la provincia de Guanacaste, y el otro el cantón de Talamanca en la provincia de Limón. Cada cantón fue muestreado tanto en época lluviosa como en época seca. En cada cantón, se seleccionaron ocho puntos de muestreo y cada uno fue dividido en cuatro áreas diferentes: domiciliar, peridomiciliar, establo y bosque. En cada una de ellas se colocaron cuatro diferentes tipos de trampa: Trampas para vectores de encefalitis, Trampas CDC para hembras grávidas, ovitrampas y trampas para Aedes grávidas. También se colectaron larvas de mosquito en sitios naturales de ovipostura. Con los datos de los individuos capturados se calculó la curva de acumulación de especies (Rarefacción de Coleman), la riqueza (Chao2) y la diversidad (Índice de Shannon) en ambos cantones. A los adultos capturados se les realizó RT-PCR para la detección molecular de Alfavirus y Flavivirus. A las hembras grávidas también se les realizó un RT-PCR para establecer sus preferencias alimentarias. Los productos positivos de todos los PCR y RT-PCR fueron secuenciados para así confirmar su secuencia. La diversidad y riqueza de especies varió en ambos cantones entre época seca y época lluviosa. La riqueza de especies fue mayor en Talamanca que en Cuajiniquil, no obstante, la diversidad fue mayor en Cuajiniquil. La principal especie capturada en ambos cantones fue Culex quinquefaciatus. Asimismo, en esta especie se logró identificar dos individuos positivos para ARN viral de virus del dengue y de virus del Zika. Respecto a las preferencias alimentarias se detectó sangre de humano y de gallina principalmente. También se detectó sangre de otros animales domésticos y silvestres. Este trabajo permitió establecer una base en cuanto a las especies de mosquito presentes en estas zonas con actividad para diferentes arbovirus. Asimismo, demostró la circulación de diferentes arbovirus en estas zonas. No obstante, ninguna especie se logró incriminar como un potencial vector para un arbovirus zoonótico. Se necesita más investigación para complementar los hallazgos realizados en este trabajo, y así describir completamente los patrones de transmisión que involucran a estos vectores.

Arboviruses are a group of viruses that are transmitted to humans and animals through an arthropod vector. Mosquitoes are the most important arboviral vectors worldwide. In America, mosquitoes function as vectors of several arboviruses. The majority of these arboviruses belong to two different genera Flavivirus (dengue virus, Zika virus, yellow fever virus and West Nile virus) and Alfavirus (Chikungunya virus, Venezuelan equine encephalitis virus and Madariaga virus). There has been a lack of research in Costa Rica on which mosquito species can work as vectors of these viruses, specially the zoonotic ones. In this study, we sampled two different mosquito communities in two different sites in Costa Rica with evidence of arboviral activity. One was the district of Cuajiniquil, located in Guanacaste province, and the other was Talamanca, located in Limón province. We sampled both counties in rainy and dry seasons. We selected 8 different sampling points in each site. Every sampling point was subdivided in 4 different areas: domiciliary, peridomiciliary, pen and forest. We placed traps in all of these areas. The traps used were: Encephalitis vector surveillance traps, CDC traps for gravid females, ovitraps, and gravid Aedes traps. Also, mosquito larvae were collected at natural breeding sites. Using the collected data, we estimated the species accumulation curve (Coleman rarefaction), species richness (Chao2) and diversity (Shannon Index) for both sites. We performed the molecular detection of Alfaviruses and Flaviviruses by RT-PCR on all the adult mosquitoes collected. We also performed a PCR for blood meal identification on all the gravid females collected. All the PCR products were sequenced to correctly identify its DNA. Diversity and species richness was different between dry and rainy season in both sites. Talamanca had a greater species richness compared to Cuajiniquil. On the other hand, Cuajiniquil had a greater diversity than Talamanca. Culex quinquefasciatus was the most frequent specie captured at both sites. Furthermore, we were able to detect ARN from dengue virus and Zika virus in this species. Finally, we were able to identify bloodmeals mainly from humans and chickens. Other domestic and wild animals were also detected. With this study, we were able to identify, at a base level, the different mosquito species in this two counties with arboviral activity. Also we detected the active presence of two different arboviruses and the blood meal preferences of the main mosquitoes at these sites. Nonetheless, we were not able to incriminate any mosquito species as a potential vector for any of these zoonotic arboviruses. More research is needed to correctly assess the arboviral transmission cycles in Costa Rica.