L925I mutation in the Para-type sodium channel is associated with pyrethroid resistance in Triatoma infestans from the Gran Chaco region

Background: Chagas' disease is an important public health concern in Latin America. Despite intensive vector control efforts using pyrethroid insecticides, the elimination of Triatoma infestans has failed in the Gran Chaco, an ecoregion that extends over Argentina, Paraguay, Bolivia and Brazil. The voltage-gated sodium channel is the target site of pyrethroid insecticides. Point mutations in domain II region of the channel have been implicated in pyrethroid resistance of several insect species. Methods and Findings: In the present paper, we identify L925I, a new pyrethroid resistance-conferring mutation in T. infestans. This mutation has been found only in hemipterans. In T. infestans, L925I mutation occurs in a resistant population from the Gran Chaco region and is associated with inefficiency in the control campaigns. We also describe a method to detect L925I mutation in individuals from the field. Conclusions and Significance: The findings have important implications in the implementation of strategies for resistance management and in the rational design of campaigns for the control of Chagas' disease transmission.Fil: Capriotti, Natalia. Universidad Nacional de La Plata. Centro Regional de Estudios Genómicos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mougabure Cueto, Gastón Adolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación de Plagas e Insecticidas; ArgentinaFil: Rivera Pomar, Rolando. Universidad Nacional de La Plata. Centro Regional de Estudios Genómicos; Argentina. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Departamento de Ciencias Básicas y Experimentales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ons, Sheila. Universidad Nacional de La Plata. Centro Regional de Estudios Genómicos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

State of Insecticide Resistance in Triatoma infestans in Argentina

Los insectos triatominos son los vectores de la enfermedad de Chagas. El control químico de estos insectos es la principal herramienta utilizada para reducir la incidencia de la enfermedad. Los piretroides son los principales insecticidas utilizados para el control de los triatominos en todos los países endémicos. La evolución de resistencia a insecticidas convierte en ineficiente una exitosa estrategia de control químico. En Argentina se han detectado diferentes focos de resistencia en Triatoma infestans, el vector más importante en el Cono Sur de Sudamérica, asociados a deficiencias en el control. Los estudios realizados sobre esta especie muestran que la resistencia es un problema complejo, ya que evolucionó en varias zonas de la distribución geográfica de la especie, se identificaron diferentes mecanismos de resistencia, está asociada a modificaciones en diversos procesos biológicos, está vinculada a variaciones ambientales y hay escasez de alternativas de control. En este manuscrito presentamos una revisión del conocimiento sobre la resistencia a piretroides en T. infestans en Argentina.Os insetos triatomíneos são os vetores da doença de Chagas. O controlo químico desses insetos é a principal ferramenta utilizada para reduzir a incidência da doença. Os piretróides são os principais inseticidas usados para controlar os triatomíneos em todos os países endémicos. A evolução da resistência aos inseticidas converte em ineficiente uma estratégia de controlo químico eficiente. Na Argentina foram detetados diferentes focos de resistência em Triatoma infestans, o vetor mais importante do Cone Sul da América do Sul, associados a deficiências de controlo. Os estudos realizados nesta espécie mostram que a resistência é um problema complexo, visto que evoluiu em várias áreas da distribuição geográfica da espécie. Foram identificados diferentes mecanismos de resistência, associados a modificações em vários processos biológicos e ligados a variações ambientais, havendo uma escassez de alternativas de controlo. Neste manuscrito é apresentada uma revisão do conhecimento sobre a resistência aos piretróides em T. infestans na Argentina.Triatominae (kissing bugs) are the vectors of Chagas disease. Chemical control of these insects is the main tool for reducing the incidence of the disease. Pyrethroids are the main insecticides used for triatomine control in all endemic countries. The evolution of insecticide resistance renders a successful chemical control strategy ineffective. In Argentina, different foci of resistance have been detected in Triatoma infestans—the most important vector in the Southern Cone of South America, which are associated with control deficiencies. The studies conducted on this species show that resistance is a complex problem because it has evolved in several areas of the species’ geographical distribution. Different resistance mechanisms have been identified. Resistance is associated with changes in various biological processes and linked to environmental changes. There is a lack of control alternatives. This paper is a review of the knowledge on pyrethroid resistance in T. infestans in Argentina.Fil: Mougabure Cueto, Gastón Adolfo. Ministerio de Salud. Dirección de Enfermedades Transmisibles por Vectores. Centro de Referencia de Vectores; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Lobbia, Patricia Alejandra. Ministerio de Salud. Dirección de Enfermedades Transmisibles por Vectores. Centro de Referencia de Vectores; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentin

Locomotor behaviour of Blattella germanica modified by DEET

N,N-diethyl-3-methylbenzamide (DEET) is the active principle of most insect repellents used worldwide. However, its toxicity on insects has not been widely studied. The aim of this work is to study the effects of DEET on the locomotor activity of Blattella germanica . DEET has a dose-dependent repellent activity on B. germanica. Locomotor activity was significantly lower when insects were pre-exposed to 700 μg/cm2 of DEET for 20 or 30 minutes, but it did not change when pre-exposure was shorter. Locomotor activity of insects that were pre-exposed to 2.000 μg/cm2 of DEET for 10 minutes was significantly lower than the movement registered in controls. No differences were observed when insects were pre-exposed to lower concentrations of DEET. A 30-minute pre-exposure to 700 μg/cm2 of DEET caused a significant decrease in locomotor activity. Movement was totally recovered 24 h later. The locomotor activity measured during the exposure to different concentrations of DEET remained unchanged. Insects with decreased locomotor activity were repelled to the same extent than control insects by the same concentration of DEET. We demonstrated that the repellency and modification of locomotor activity elicited by DEET are non-associated phenomena. We also suggested that the reduction in locomotor activity indicates toxicity of DEET, probably to insect nervous system.Fil: Sfara, Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación en Ingeniería Ambiental; ArgentinaFil: Mougabure Cueto, Gastón Adolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: Zerba, Eduardo Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación en Ingeniería Ambiental; ArgentinaFil: Alzogaray, Raul Adolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación en Ingeniería Ambiental; Argentin

Phenotypic plasticity, canalisation and developmental stability of Triatoma infestans wings: effects of a sublethal application of a pyrethroid insecticide

Background: Triatomine control campaigns have traditionally consisted of spraying the inside of houses with pyrethroid insecticides. However, exposure to sublethal insecticide doses after the initial application is a common occurrence and may have phenotypic consequences for survivors. Here, using Triatoma infestans (the main vector of Chagas disease in the Southern Cone of South America) as a model species, we quantified the effects of exposure to a sublethal dose of pyrethroid insecticide on wing morphology. We tested if the treatment (i) induced a plastic effect (change in the character mean); (ii) altered environmental canalisation (higher individual variation within genotypes); (iii) altered genetic canalisation (higher variation among genotypes); and (iv) altered developmental stability (higher fluctuating asymmetry [FA]). Methods: Each of 25 full-sib families known to be susceptible to pyrethroid insecticides were split in two groups: one to be treated with a sublethal dose of deltamethrin (insecticide-treated group) and the other to be treated with pure acetone (control group). Wings of the emerging adults were used in a landmark-based geometric morphometry analysis to extract size and shape measurements. Average differences among treatments were measured. Levels of variation among families, among individuals within families and among sides within individuals were computed and compared among treatments. Results: Wing size and shape were affected by a sublethal dose of deltamethrin. The treated insects had larger wings and a more variable wing size and shape than control insects. For both wing size and shape, genetic variation was higher in treated individuals. Individual variations and variations in FA were also greater in deltamethrin-treated insects than in control ones for all full-sib families; however, the patterns of shape variation associated with genetic variation, individual variation and FA were different. Conclusions: Insects exposed to a sublethal dose of deltamethrin presented larger, less symmetrical and less canalised wings. The insecticide treatment jointly impaired developmental stability and genetic and environmental canalisation. The divergent patterns of shape variation suggest that the related developmental buffering processes differed at least partially. The morphological modifications induced by a single sublethal exposure to pyrethroids early in life may impinge on subsequent flight performance and consequently affect the dynamics of house invasion and reinfestation, and the effectiveness of triatomine control operations. Graphical Abstract: [Figure not available: see fulltext.].Fil: Nattero, Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; ArgentinaFil: Mougabure Cueto, Gastón Adolfo. Ministerio de Salud. Dirección de Enfermedades Transmisibles por Vectores. Centro de Referencia de Vectores; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Debat, Vincent. École Pratique des Hautes Études Sorbonne; Francia. Université des Antilles; Francia. Museum National D'histoire Naturelle. Institut de Systématique, Évolution, Biodiversité.; FranciaFil: Gurtler, Ricardo Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentin

Primer registro de colonias domésticas de la variante cromática oscura de Triatoma infestans (Hemiptera: Reduviidae)

Triatoma infestans (Klug) es el principal vector de la enfermedad de Chagas en el sur de Sudamérica. Aunque esta especie muestra una morfología y un patrón cromático similar a través de su distribución geográfica, algunas variantes melánicas han sido descriptas. La mayoría de estas variantes fueron reconocidas como parte de poblaciones silvestres, que evidenció una distribución silvestre de T. infestans mayor a la esperada. Este trabajo informa la presencia de ocho adultos y quince individuos inmaduros de T. infestans melánicos en unidades domiciliarias en el Gran Chaco argentino. Este es el primer registro de colonias domésticas de la variante cromática oscura de T. infestans.Triatoma infestans (Klug) is the main vector of Chagas disease in southern South America. Although this species shows a similar morphology and chromatic pattern throughout its geographical distribution, some melanic variations have been described. Most of these variants were recognized as part of wild populations constituting evidence of a wild distribution for T. infestans greater than the expected. This paper reports the presence of eight adults and fifteen immature individuals of melanic T. infestans in domiciliary units of Argentine Gran Chaco. This is the first report of domestic colonies of the dark chromatic morph of T. infestans.Fil: Lobbia, Patricia Alejandra. Ministerio de Salud. Dirección de Enfermedades Transmisibles por Vectores. Centro de Referencia de Vectores; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Álvarez, Rodrigo. Ministerio de Salud. Dirección de Enfermedades Transmisibles por Vectores. Centro de Referencia de Vectores; ArgentinaFil: Picollo, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: Mougabure Cueto, Gastón Adolfo. Ministerio de Salud. Dirección de Enfermedades Transmisibles por Vectores. Centro de Referencia de Vectores; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentin

: Characterization of the resistance to pyrethroids insecticide on Pediculus humanus capitis De Geer 1778: comparative study between embryonic and post-embryonic stages

Los objetivos de este trabajo de tesis están relacionados a la evaluación de la resistencia a insecticidas piretroides en los estados embrionarios t postembrionarios de poblaciones de Pediculus humanus capitis de Buenos Aires resistentes a permetrina. Durante el desarrollo de la tesis fueron planteados objetivos a posteriori necesarios para el desarrollo de los objetivos originales. Los objetivos fueron: Observar la posible expresión de resistencia a insecticidas en embriones en poblaciones de P. humanus capitis con resistencia detectada en estadios postembrionarios. Estudiar los mecanismos de resistencia a insecticidas expresados en embriones y estados postembrionarios. Estudiar los mecanismos de resistencia a insecticidas expresados en embriones y estados postembrionarios de P. humanus capitis. Los objetivos a posteriores fueron: Caracterizar morfológicamente el desarrollo embrionario de P. humanus capitis y P. humanus humanus a fin de trabajar con homogéneo en cuanto al tiempo de desarrollo. Determinar las condiciones ambientales óptimas (T°C y HR%) para el desarrollo de P. humanus capitis en laboratorio. Puesta a punto de los métodos de medición de actividad enzimática en los embriones. De acuerdo a estos objetivos se obtuvieron los siguientes resultados y conclusiones: Se caraterizó el desarrollo embrionario según caracteres morfológicos vistos a través de la transparencia del corion. Los caracteres morfológicos fueron: apéndices y manchas oculares. La ombinación de los distintos estados de desarrollo de estos caracteres permitieron determinar rtes etapas en la embriogénesis:etapa temprana, etapa media, y etapa tardía (manchas oculares negras). Se determinaron las condiciones ambientales optimas (temperatura y humedad relativa) en laboratorio para la embriogénesis de P. humanus capitis: 27-31°C de temperatura y 45-75% humedad relativa. Se observó que en poblaciones con resistencia a piretroides y DDT expresada en los estados postembrionarios los embriones también expresan resistencia a los mismos insecticidas. En estados postembrionarios, no se observó resistencia a carbaril ni a spinosad. En embriones no se observ+o resistencia a spinosad pero se determinó una incipiente resistencia a carbaril. Se midió actividad esterasa en embriones por la stres metodologías utilizadas (Gomori, Ellman y Fluorométrico), por el contrario no fue posible determinar actividad del complejo P450 por el método fluorométrico utilizado. Según los resultados de inhibición enzimática in vivo y la determinación de las actividades enzimáticas una mayor actividad esterasa no parece estar involucrada en la resistencia observada en adultos y en embriones. Según el análisis global de los resultados, la resistencia en las poblaciones de P. humanus capitis utilizadas en este trabajo se debería: 1) modificación de sitio de acción de piretroides y DDT (tipo-kdr) (estados embrionarios y postembrionarios), 2) aumento metabolismo oxidativo (estados postembrionarios). Se plantea al insecticida spinosad como posible activo en formulaciones pediculicidas.The aim of this thesis are related to the evolution of the pyrethroids insecticide resistance in embryonic and postembryonic stages of Pediculus humanus capitis populations from Buenos Aires resistant to permethrin. During the development of the thesis a posteriori objetives were settled necessary for the development of the original aims. The original aims were: To observe the possible expression of insecticide resistance in embryos in P. humanus capitis population with detected resistance in postembryonic stages. To study the insecticide resistance mechanism expressed in P. humanus capitis embryos and postembryonic stages. The a posteriori aims were: To characterize morphologically the embryonic development of P. humanus capitis and P. humanus in order to work with homogeneous material as regards development time. To determinate the optimal environmental conditions (T°C and HR%) for the P. humanus capitis in laboratory. To determinate the measure methods of enzimatic activity in embryos. According to these aims the following results and conclusions were drawn: The embryonic development according to morophological characters seen through the corion transparence were characterized. The morphological characters were: appendages and oculars spots. The combinations of different development stages of these characters allowed to determinate three periods of time in the embryogenesis: early period, middle period and late period. Optimal environmental conditions were determinated (T°C and HR%) in the laboratory for P. humanus capitis: 27-31°C temperature and 45-75 relative humidity. It was observed that in populations with resistance to pyrethoids and DDT expressed in postembryonic stages, the embryos also express resistance to the same insecticides. In postembryonic stages, carbaryl and spinosad resistance was not observed. Resistance to spinosad was not observed in embyos but an incipient carabryl resistance was determined. Esterase activity embryos was measured by the three used methods (Gomori, Ellman and Fluorometric) on the contrary it was not possible to determine P450 complex activity by the fluorometric method. According to in vivo enzimatic inhibition results and the enzimatic activities determination, an increased in esterase activity is not involved in the resistance observed in adults and embryos. According to the global analysis of results, the resistance in P. humanus capitis population used in this research would be due to: 1)pyrethroids and DDT site of action modification (kdr-like) (embryonic and postembryonic stages), 2) oxidative metabolism increase (postembryonic stage). Spinosad insecticide as a possible active in pediculicide formulations is questioned.Fil:Mougabure Cueto, Gastón Adolfo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Caracterización de la resistencia a insecticidas piretroides en pediculus humanus capitis De Geer 1778 : estudio comparativo entre estados embrionarios y postembionarios

Los objetivos de este trabajo de tesis están relacionados a la evaluación de la resistencia a insecticidas piretroides en los estados embrionarios t postembrionarios de poblaciones de Pediculus humanus capitis de Buenos Aires resistentes a permetrina. Durante el desarrollo de la tesis fueron planteados objetivos a posteriori necesarios para el desarrollo de los objetivos originales. Los objetivos fueron: Observar la posible expresión de resistencia a insecticidas en embriones en poblaciones de P. humanus capitis con resistencia detectada en estadios postembrionarios. Estudiar los mecanismos de resistencia a insecticidas expresados en embriones y estados postembrionarios. Estudiar los mecanismos de resistencia a insecticidas expresados en embriones y estados postembrionarios de P. humanus capitis. Los objetivos a posteriores fueron: Caracterizar morfológicamente el desarrollo embrionario de P. humanus capitis y P. humanus humanus a fin de trabajar con homogéneo en cuanto al tiempo de desarrollo. Determinar las condiciones ambientales óptimas (T°C y HR%) para el desarrollo de P. humanus capitis en laboratorio. Puesta a punto de los métodos de medición de actividad enzimática en los embriones. De acuerdo a estos objetivos se obtuvieron los siguientes resultados y conclusiones: Se caraterizó el desarrollo embrionario según caracteres morfológicos vistos a través de la transparencia del corion. Los caracteres morfológicos fueron: apéndices y manchas oculares. La ombinación de los distintos estados de desarrollo de estos caracteres permitieron determinar rtes etapas en la embriogénesis:etapa temprana, etapa media, y etapa tardía (manchas oculares negras). Se determinaron las condiciones ambientales optimas (temperatura y humedad relativa) en laboratorio para la embriogénesis de P. humanus capitis: 27-31°C de temperatura y 45-75% humedad relativa. Se observó que en poblaciones con resistencia a piretroides y DDT expresada en los estados postembrionarios los embriones también expresan resistencia a los mismos insecticidas. En estados postembrionarios, no se observó resistencia a carbaril ni a spinosad. En embriones no se observ+o resistencia a spinosad pero se determinó una incipiente resistencia a carbaril. Se midió actividad esterasa en embriones por la stres metodologías utilizadas (Gomori, Ellman y Fluorométrico), por el contrario no fue posible determinar actividad del complejo P450 por el método fluorométrico utilizado. Según los resultados de inhibición enzimática in vivo y la determinación de las actividades enzimáticas una mayor actividad esterasa no parece estar involucrada en la resistencia observada en adultos y en embriones. Según el análisis global de los resultados, la resistencia en las poblaciones de P. humanus capitis utilizadas en este trabajo se debería: 1) modificación de sitio de acción de piretroides y DDT (tipo-kdr) (estados embrionarios y postembrionarios), 2) aumento metabolismo oxidativo (estados postembrionarios). Se plantea al insecticida spinosad como posible activo en formulaciones pediculicidas

The analysis of dose-response curve from bioassays with quantal response: Deterministic or statistical approaches?

Dose-response relations can be obtained from systems at any structural level of biological matter, fromthe molecular to the organismic level. There are two types of approaches for analyzing dose-responsecurves: a deterministic approach, based on the law of mass action, and a statistical approach, based on theassumed probabilities distribution of phenotypic characters. Models based on the law of mass actionhave been proposed to analyze dose-response relations across the entire range of biological systems. Thepurpose of this paper is to discuss the principles that determine the dose-response relations.Dose-response curves of simple systems are the result of chemical interactions between reactingmolecules, and therefore are supported by the law of mass action. In consequence, the shape of thesecurves is perfectly sustained by physicochemical features. However, dose-response curves of bioassayswith quantal response are not explained by the simple collision of molecules but by phenotypicvariations among individuals and can be interpreted as individual tolerances. The expression of toleranceis the result of many genetic and environmental factors and thus can be considered a random variable. Inconsequence, the shape of its associated dose-response curve has no physicochemical bearings; instead,they are originated from random biological variations. Due to the randomness of tolerance there is noreason to use deterministic equations for its analysis; on the contrary, statistical models are theappropriate tools for analyzing these dose-response relations.Fil: Mougabure Cueto, Gastón Adolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Ministerio de Salud de la Nación Argentina; ArgentinaFil: Sfara, Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín; Argentin

Response of Pediculus humanus humanus (Pediculidae: Phthiraptera) to water or 70% ethanol immersion and determination of optimal times for measuring toxic effects

Human pediculosis is caused by Pediculus humanus humanus (Linnaeus 1758) and Pediculus humanus capitis (De Geer 1767). We studied the response of body lice to immersion in water and ethanol 70% and determined the optimal times for measuring knockdown and mortality. After immersion in water, all lice remained alive from 5 min to 22 h for both times of exposure. A low proportion of lice were affected after 2 min of immersion in ethanol in the 10-min exposure test, but recovered completely after 5 min. Different proportions of lice were affected between 2 and 7 h after immersion in ethanol, depending on the immersion time. However, a high proportion of lice recovered after 22 h. The results suggest that the optimal times for measuring early knockdown effects of insecticides are the 5-min to 7-h interval for water and 5-min to 1-h interval for ethanol. On the other hand, the best time for measuring mortality is 22 h after immersion. These results should improve the interpretations of the effects of pediculicides in immersion bioassays.Fil: Mougabure Cueto, Gastón Adolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación de Plagas e Insecticidas; ArgentinaFil: Picollo, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación de Plagas e Insecticidas; Argentin