Caracterización de la composición y la dinámica temporal del viroma de Aedes aegypti y Aedes albopictus en Medellín, Colombia

Abstract

RESUMEN: Los mosquitos Ae. aegypti y Ae. albopictus son los principales vectores de arbovirus como el dengue, Zika y chikungunya a nivel mundial. Debido a las limitaciones de las estrategias de control tradicionales para estas enfermedades se han buscado nuevas alternativas, incluyendo el uso de la microbiota para desarrollar enfoques más efectivos para mitigar la incidencia de estas enfermedades. Uno de los campos emergentes del estudio de la microbiota es el viroma. Sin embargo, estos estudios se han concentrado en un número limitado de regiones geográficas. En esta tesis, se llevó a cabo la primera caracterización del viroma de una población de Ae. aegypti y Ae. albopictus en Colombia, utilizando un análisis metagenómico de muestras capturadas en Medellín entre el 2015 y 2019. Los resultados revelaron que Ae. aegypti alberga naturalmente un viroma más complejo en términos de riqueza de especies y abundancia que Ae. albopictus, y cada especie presentó un viroma especie-específico. Además, se encontró que el viroma de ambas especies de mosquitos se mantuvo estable en el tiempo en cuanto a su composición, sin diferencias significativas entre periodos de alta y baja incidencia de arbovirosis en Medellín. Sin embargo, en Ae. aegypti se observó una dinámica compleja en las cuasiespecies de 7 virus específicos de insectos, con la emergencia de haplotipos distantes a partir del segundo semestre del 2017. La emergencia de estos haplotipos estuvo correlacionada con la detección de Wolbachia en Ae. aegypti a partir del mismo periodo, sumado a un incremento en la diversidad genética mitocondrial de esta población de mosquitos y la detección de haplotipos de COI similares a poblaciones australianas. Este estudio proporciona una nueva visión sobre la variabilidad del viroma en poblaciones de Ae. aegypti y Ae. albopictus en Colombia y destaca la importancia de considerar la interacción entre el viroma y otros factores biológicos, como la ingesta de sangre y la diversidad genética del hospedero para comprender las dinámicas de los virus que infectan naturalmente a estos mosquitos.

ABSTRACT: The mosquito species Aedes aegypti and Aedes albopictus are the main vectors of arboviruses, such as dengue, Zika, and chikungunya, worldwide. Due to the limitations of traditional control strategies for vector borne diseases, new alternatives have been sought, including the use of the microbiota to develop more effective approaches to mitigate the incidence of these diseases. One of the emerging fields in microbiota research fucuses on the virome. However, these studies have been concentrated in a limited number of geographic regions. In this thesis, the first characterization of the virome of a population of Ae. aegypti and Ae. albopictus in Colombia was conducted, using a metagenomic analysis of samples captured in Medellín between 2015 and 2019. The results showed that Ae. aegypti naturally hosts a more complex virome in terms of species richness and abundance than Ae. albopictus, and each mosquito species presented a species-specific virome. Additionally, this study found that the virome composition of both mosquito species remained stable over time, showing no significant differences between periods of high and low arbovirus incidence in Medellín. However, in Ae. aegypti, complex dynamics were observed in the quasi-species of 7 insect-specific viruses, with the emergence of distant haplotypes from the second semester of 2017. The emergence of these haplotypes was correlated with the detection of Wolbachia in field-collected Ae. aegypti mosquitoes from the same period, along with an increase in mitochondrial genetic diversity in this population and the detection of COI haplotypes closely related to Australian populations. This study offers new insights into virome variability in populations of Ae. aegypti and Ae. albopictus from Colombia. It emphasizes the importance of considering the interaction between the virome and other biological factors, such as blood ingestion and host genetic diversity, to understand the dynamics of viruses that naturally infect these mosquitoes.