Impact of the interactions between hosts vectors and pathogens on the transmission of avian malaria and flavivirus by mosquitoes

Resumen

Los patógenos transmitidos por vectores que causan enfermedades importantes como la malaria son a día de hoy un importante problema de salud pública, ya que causan numerosas muertes humanas y animales en todo el mundo teniendo un gran impacto en la economía local. Factores asociados al cambio global, así como la alteración del hábitat y la introducción de especies invasoras, han contribuido en gran medida a la expansión de posibles insectos vectores y de patógenos que pueden transmitir, creándose nuevos escenarios epidemiológicos. Por lo tanto, es esencial estudiar aquellos factores que influyen en el riesgo de transmisión de estos patógenos considerando las interacciones entre los huéspedes vertebrados (humanos y otros animales), los patógenos insectos vectores en los ecosistemas naturales. En esta tesis, mediante un enfoque multidisciplinario que combina herramientas moleculares, bioensayos experimentales y análisis estadísticos, se evalúan los factores ecológicos y evolutivos que afectan al éxito de transmisión de dos patógenos transmitidos por mosquitos. En particular, se consideraron las interacciones entre los parásitos de la malaria aviar y el virus (flavivirus) del Zika.y sus insectos vectores y hospedadores vertebrados, En concreto, me centro en dos procesos principales que influyen directamente en el éxito de la transmisión de patógenos: i) la tasa de contacto entre mosquitos y hospedadores vertebrados infectados/susceptibles y ii) el desarrollo del patógeno en el mosquito y sus consecuencias sobre el riesgo de transmisión de estos. Para ello, primero estudié las posibles causas que subyacen a las diferencias en los patrones de alimentación de las especies de mosquitos. Se expusieron dos especies de pájaros a dos especies de mosquitos para determinar el papel de la especie de mosquito y el efecto de tres factores relacionados con el hospedador vertebrado sobre las tasas de contacto entre el hospedador y el vector (masa corporal, género e infección por parásito de la malaria aviar). Encontré claras diferencias inter-específicas en las tasas de picadura de los mosquitos, que también se vieron influenciadas por la variación en los rasgos de los hospedadores, aunque estos efectos difirieron dependiendo de la asociación mosquito hospedador. Por lo tanto, los patrones de alimentación de los mosquitos parecen estar lejos de ser generalizables. En segundo lugar, estudié la competencia vectorial de diferentes especies de mosquitos para la transmisión del virus del Zika y de parásitos de la malaria aviar utilizando la saliva del mosquito. Descubrí que la capacidad de desarrollo de los patógenos difería entre las especies de mosquitos, pudiendo esto ser el resultado de complejos procesos coevolutivos. Además, evalué las consecuencias que tiene el desarrollo de los parásitos en los mosquitos en el riesgo de transmisión de estos. También encontré que tanto la carga parasitaria del hospedador vertebrado como la identidad del parásito afectan a la longevidad de los mosquitos y consecuentemente determina el riesgo de transmisión de los parásitos. Con esta información, derivada principalmente de estudios en laboratorio, con condiciones controladas, evalué como afectan las condiciones ambientales a las asociaciones entre hospedador-parásito-vector en la naturaleza. Descubrí que las características del hábitat, las cuales van a determinan la existencia y abundancia de insectos vectores, así como los factores relacionados con el huésped (inmunocompetencia), determinan la prevalencia de parásitos de la malaria aviar en los ecosistemas insulares.