Viroma de mosquitos (Diptera: Culicidae) silvestres da região noroeste do Rio Grande do Sul, Brasil

Abstract

Os mosquitos (Diptera: Culicidae) são vetores de várias arboviroses de importância em saúde pública e possuem uma ampla diversidade de Vírus Específicos de Insetos (ISVs). Porém, há necessidade de mais estudos para compreender e identificar a diversidade viral presente nestes insetos. Logo, a exploração do viroma por meio de metagenômica é fundamental para entender as interações entre vetores/hospedeiros e vírus. Nesse contexto, o presente projeto visa detectar vírus a partir de metagenômica de mosquitos silvestres coletados na região noroeste do Rio Grande do Sul, Brasil. Para isso, 489 mosquitos de diferentes espécies foram coletados em Derrubadas e Santo Antônio das Missões com o apoio do Centro Estadual de Vigilância em Saúde (CEVS). Para este estudo, foi utilizado um n amostral de 90 indivíduos divididos entre as espécies de Psorophora ferox e Culex spp.. Os mosquitos foram identificados, agrupados em pools por espécie com até 30 indivíduos, seguidos de clarificação, filtragem e ultracentrifugação. Os ácidos nucleicos foram extraídos e, posteriormente, as amostras passaram por vários processos de amplificação e enriquecimento em reações com as polimerase Taq e Klenow utilizando primers K-random-s e K-s. O sequenciamento de alto desempenho foi realizado com Illumina Miseq no CDCT e gerou, em média, 342.782 reads, resultando na montagem de 787 contigs. Os pools apresentaram uma média de 82% de reads não classificados, 14% de reads bacterianas, 4% de reads de eucariotos e 1,5% de reads virais. No que tange às reads virais, aproximadamente 80% consistiam em sequências virais não caracterizadas, designadas como "matéria viral escura". Em todos os pools, foram identificadas famílias associadas à contaminação, sendo elas: Retroviridae, Togaviridae, Coronaviridae, Orthoherpesviridae e Poxviridae. Além disso, observou-se uma notável abundância de bacteriófagos, frequentemente detectados em diversos estudos de metagenômica. A média de sequências virais identificadas entre os pools de mosquitos foi de 1,5%, abrangendo as seguintes famílias virais: Dicistroviridae, Microviridae, Narnaviridae, Phenuiviridae, Hypoviridae, Mitoviridae, Nairoviridae, Pospiviroidae e a Ordem Reovirales. Este estudo oferece informações valiosas sobre a diversidade viral em mosquitos, destacando tanto as oportunidades quanto as limitações da metagenômica nesse contexto. O esperado é que esta pesquisa possa servir como um ponto de partida para estudos adicionais e contribuir para a compreensão mais aprofundada das interações entre mosquitos e vírus.

Mosquitoes (Diptera: Culicidae) are vectors of various arboviruses of public health importance and harbor a wide diversity of Insect-Specific Viruses (ISVs). However, there is a need for more studies to comprehend and identify the viral diversity present in these insects. Therefore, the exploration of the virome through metagenomics is crucial for understanding the interactions between vectors/hosts and viruses. In this context, the present project aims to detect viruses through metagenomics of wild mosquitoes collected in the northwest region of Rio Grande do Sul, Brazil. For this purpose, 489 mosquitoes of different species were collected in Derrubadas and Santo Antônio das Missões with the support of the Centro Estadual de Vigilância em Saúde (CEVS). For this study, a sample size of 90 individuals was used, divided among the species Psorophora ferox and Culex spp. The mosquitoes were identified, grouped into species-specific pools of up to 30 individuals each, followed by clarification, filtration, and ultracentrifugation. Nucleic acids were extracted, and, subsequently, the samples underwent various processes of amplification and enrichment with both Taq and Klenow polymerases using K-random-s and K-s primers. High-throughput sequencing was performed with Illumina MiSeq at the CDCT, generating an average of 342,782 reads, resulting in the assembly of 787 contigs. The pools exhibited an average of 82% of unclassified reads, 14% bacterial reads, 4% eukaryotic reads, and 1.5% viral reads. Regarding viral reads, approximately 80% consisted of uncategorized viral sequences, referred to as "dark viral matter." In all pools, families associated with contamination were identified, namely: Retroviridae, Togaviridae, Coronaviridae, Orthoherpesviridae, and Poxviridae. A notable abundance of bacteriophages, commonly detected in various metagenomic studies, was observed. The average of viral sequences related to mosquitoes identified among the pools was 1.5%, encompassing the following viral families: Dicistroviridae, Microviridae, Narnaviridae, Phenuiviridae, Hypoviridae, Mitoviridae, Nairoviridae, Pospiviroidae, and the Order Reovirales. This study provides valuable information about viral diversity in mosquitoes, enhancing knowledge about viral diversity in mosquitoes. It also highlights both the opportunities and limitations of metagenomics in this context. It is anticipated that this research can serve as a starting point for additional studies and contribute to a more in-depth understanding of the interactions between mosquitoes and viruses.