O estudo derrama a luz nova em mosquitos deespalhamento

Quando o vírus de Nilo ocidental (WNV) foi isolado inicialmente em dois pacientes em um Queens, N.Y., hospital no verão de 1999, seria duro antecipar como rapidamente uma espécie comum de mosquito da casa, pipiens do mosquito, ajudaria a começar a espalhar o vírus durante todo o hemisfério ocidental.

a Mordida-por-mordida, costa-à-costa, populações do mosquito transmitiria o vírus -- descoberto originalmente na província ocidental do Nilo de Uganda mais de 75 anos há -- às populações humanas em 44 estados de E.U. em apenas três anos.

Com mais de 2.500 espécies diferentes de mosquitos conhecidos na terra hoje, muitos desafios permanecem para os entomologistas e os peritos do controlo de enfermidades que apontam monitorar populações em desenvolvimento do mosquito e a doença mosquito-carregada infecciosa -- qual afecta quase 700 milhões de pessoas no mundo inteiro e resultados em mais de 1 milhão mortes todos os anos.

Os físicos estão explorando agora a tecnologia baseada no laser usada tradicional estudando circunstâncias na atmosfera -- como a detecção e o agrupamento claros (lidar) -- para brilhar uma luz no mais subtlest das características da actividade do mosquito e das melhores populações da trilha que podem levar uma ameaça viral.

Uma investigação conduzida por Benjamin Thomas, professor adjunto da física em NJIT, adotou o uso do lidar, uma tecnologia óptica infravermelha da percepção à distância capaz de capturar a taxa que os mosquitos bateram suas asas em vôo, sabido como a freqüência de batida da asa (WBF).

Compreendendo variações de WBF nos mosquitos, o laboratório de Thomas está aprendendo duas características chaves que podem ajudar a distinguir que mosquitos podem ser vectores para a doença infecciosa, daqueles que não são: espécie e género.

Os “mosquitos permanecem o animal o mais mortal na terra por muito,” disse Thomas. “Infelizmente, nossos métodos actuais para seguir e recolher dados sobre eles custaram tipicamente muito em termos do tempo e dos recursos, assim que nós faltamos muitos dados entomológicos sobre muitas espécies e suas populações fêmeas, que são tipicamente transmissores das doenças.”

Estratégias actuais -- como armadilhas físicas feromônio-baseadas -- foram usados para estudar exactamente populações do mosquito em uma pequena escala. Contudo, Thomas diz que o trabalho da sua equipe poderia ajudar a encher a diferença de dados entomológicos na grande escala, dar a pesquisadores uma maneira melhor de examinar a evolução mais larga de populações do insecto e de seus ecossistemas, assim como segue a propagação da doença mosquito-carregada.”

“Nos casos goste da manifestação de Zika, nós éramos na maior parte seguintes sua propagação pelos seguintes relatórios da doença, deixando sempre nos uma etapa atrás dos mosquitos que transmitem o vírus,” disse Thomas. “Nós temos desenvolvido um instrumento óptico novo capaz de fazer a varredura o ambiente e de medir centenas de insectos pela hora no tempo real. Isto poderia dar-nos um método melhor de recolher dados entomológicos em grande escala ao ajudar nós a seguir as espécies específicas que nós conhecemos são perigosos em resposta a uma manifestação.”

Gravando a batida dos mosquitos

Embora a característica masculina e fêmea dos mosquitos boca-como a anatomia, somente mosquitos fêmeas possua as mandíbulas capazes de perfurar a pele dos mamíferos para sugar o sangue -- uma adaptação que serva para fornecer os nutrientes necessários para a reprodução. Porque os mosquitos fêmeas extraem exclusivamente o sangue dos seres humanos desta maneira, identificá-los entre populações maiores é uma etapa importante para o seguimento de transmissores potenciais da doença.

A aproximação baseada no laser de Thomas pode exactamente identificar o mosquito fêmea WBFs, que calculam a média tipicamente de ao redor 500 por segundo das batidas da asa, do WBFs de suas contrapartes masculinas, que são normalmente 600 por segundo das batidas da asa em média.

“Em nosso laboratório, os mosquitos são colocados em um cerco da câmara de ar e transitarão por através do trajecto do laser do nosso instrumento, e baseado em seu movimento da asa, produzirão uma assinatura específica da luz que reflecte para trás para o instrumento,” Thomas explicado. “Esse backscattering da luz guardara a informação que nós precisamos de identificar o que cruzes o feixe… se é uma abelha, uma mosca, um mosquito masculino ou mosquito fêmea. Ao lado de nosso laser, nós temos um telescópio que recolha toda esta luz e nós podemos analisar esses dados no tempo real.”

Em experiências controladas no laboratório, a equipe de Thomas testou a capacidade do seu sistema para distinguir exactamente entre os mosquitos masculinos e fêmeas de quatro espécies diferentes que têm sido identificadas previamente como vectores da doença: Albopictus do Aedes, aegypti do Aedes Vexans, do Aedes e uma outra espécie do género do mosquito.

Nos testes, o instrumento provou capaz de identificar o género do mosquito com 96,5 por cento de precisão. Contudo, uma perspectiva mais complicada para o laboratório de Thomas tem identificado a espécie do insecto; actualmente, o laboratório pode identificar a espécie do mosquito com 75 por cento de precisão. Em um estudo recente, publicado em continuações de conferência de SPIE, a equipe de Thomas começou a explorar parâmetros ópticos novos para melhor caracterizar a forma e a cor do insecto, que poderiam melhorar a identificação total da espécie.

“Nosso sistema do laser incorpora agora dois comprimentos de onda infravermelhos diferentes dentro do mesmo trajecto óptico, assim segundo se uma espécie é marrom, preta ou listrada, afectará a força do sinal que volta de um dos dois canais diferentemente,” disse Thomas. “Nós igualmente começamos a medir como a luz é polarizada para compreender melhor a superfície e a forma dos insectos. Por exemplo, apenas medindo a polarização da luz que vem para trás a nós, nós podemos agora dizer se os mosquitos estão levando ovos ou não.”

O laboratório de Thomas é agora em processo de aperfeiçoar sua aproximação para o uso do campo -- trabalhando para melhorar não somente mais a precisão da identificação da espécie, mas para melhorar igualmente a escala do telescópio do seu sistema. A equipe está expandindo a escala do seu telescópio para recolher a luz de sua escala actual de 100 medidores a alguns cem medidores a fim recolher dados dos ambientes exteriores onde as populações maiores do mosquito residem. Com testes e refinamentos da segurança ao projecto em curso, Thomas diz que os ensaio em condições reais poderiam começar assim que 2019.

“Uma vez que nosso instrumento é distribuído no campo, nós poderíamos idealmente recolher dados através de uma conexão a internet no curso de alguns dias,” disse Thomas. “Isto podia fornecer-nos uma enorme quantidade da informação sobre mosquitos e outros insectos no ambiente. A longo prazo, os estudos futuros poderiam mesmo dizer-nos sobre como a distribuição espacial de uma população dada está evoluindo em conseqüência das alterações climáticas.”

Source: https://news.njit.edu/researchers-shine-new-light-disease-spreading-mosquitoes