DRRI

Programa de Detecção Rápida e Resposta Imediata (DRRI)

O Programa de Detecção Rápida e Resposta Imediata (DRRI) desenvolvido pelo CBEIH é baseado no programa de Early Detection do Bureau of Reclamation, instituto do Governo Federal Norte-Americano responsável pelo combate às espécies invasoras nos EUA. Este processo, moderno e eficiente, é fruto de metodologias combinadas já implementadas com sucesso. O DRRI propõe um conjunto de protocolos que se inicia com uma rede de monitoramento em áreas prioritárias indicada por modelagem ambiental, monitoramento ativo destas áreas, coletas em trechos estratégicos, diferentes análises laboratoriais que garantam resultados de qualidade e, por fim, integram-se a um sistema online de informação, com módulos de visualização georreferenciada e sistemas de alerta para a tomada imediata de medidas frente a novas invasões.


TRÍADE LABORATORIAL

Estereomicroscopia Óptica

A estereomicroscopia é tradicionalmente aplicada para identificação de larvas com elevada acurácia. Esta técnica é a mais tradicional na atividade de contagem de larvas, permitindo a visualização do organismo em diferentes estágios.

Larvas de Limnoperna fortunei em diferentes estágios vistas em microscópio óptico. Fonte: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0101-81752005000300029. Acesso em 02 de outubro de 2014.

A detecção de partículas por luz polarizada conectada a um microscópio vem sendo utilizada para diversos fins, dentre eles a detecção de larvas para monitoramento do Dreissena polymorpha, bivalve com as mesmas características do mexilhão-dourado que invadiu a América do Norte e Europa.

Imagens de microscopia óptica com e sem o auxílio de luz polarizada cruzada (à direita e à esquerda, respectivamente). Copyright: Dr. Ladd Johnson (University of California, Santa Barbara) e Renata Claudi (Ontario Hydro, Canada). Fonte: http://el.erdc.usace.army.mil Acesso em 02 de outubro de 2014.

Biologia Molecular – PCR

O emprego da biologia molecular na malacologia tem viabilizado diversos campos de estudos nos quais podemos citar: genética de populações, sistemática molecular, genética molecular, filogeografia, bioinvasão, além do uso na identificação de larvas (Vidigal, Coscarelli, & Montresor, 2013). O uso para detecção da presença do mexilhão-dourado por meio da biologia molecular é uma técnica difundida em diferentes metodologias e aperfeiçoada em diversos trabalhos (Plata, 2009; Pie, 2006; Boeger et al., 2007).

A biologia molecular é amplamente empregada em atividades de detecção de organismos em amostra ambientais, tendo em vista a alta especificidade do método de acordo com os primers empregados. A metodologia possibilita detectar larvas e fragmentos de tecidos em amostras ambientais mesmo em baixas quantidades de células do organismo alvo, visto que trabalha em uma escala de detecção molecular.

Para a detecção da presença de DNA do L. fortunei é empregada a reação de PCR para amplificar o fragmento alvo. A reação de PCR consiste basicamente em três etapas: desnaturação do DNA, anelamento dos iniciadores com o DNA e extensão do fragmento. Para que ocorram as três etapas, são necessárias alternâncias de temperaturas. Essas temperaturas são obtidas em um termociclador, aparelho empregado na execução da reação de PCR. Para o sucesso e a especificidade da reação, o desenho do primer é fundamental. O primer ou iniciador é uma seqüência de nucleotídeos que se liga ao fragmento de DNA por complementaridade de bases nitrogenadas para a amplificação do DNA. Um primer não específico vai amplificar o fragmento alvo para diferentes espécies, portanto quanto mais específico o primer, mais confiável será a resposta da PCR. A detecção rápida de larvas do mexilhão-dourado, antes mesmo que populações adultas tenham se estabelecido, possibilita a otimização de esforços para seu manejo e controle (Darrigran, & Damborenea, 2009). Avanços recentes na biologia molecular possibilitaram o uso de novas tecnologias para o monitoramento de larvas em plâncton (Claxton & Bouling, 1998; Toro, 1998) e empregados concomitantes a outras metodologias de detecção garantem maior confiabilidade na resposta de uma invasão.

Análise Automatizada de Partículas

Compostos por um conjunto de dispositivos eletrônicos e fotônicos de captura de imagens e de softwares de processamento, os dispositivos de detecção e contagem automatizadas são capazes de contribuir para maiores rapidez e repetibilidade dos processos de monitoramento. O uso destes dispositivos alinhados aos protocolos de monitoramento tradicionais fornecem dados qualitativos precisos sobre a presença ou não de larvas do mexilhão-dourado e outras micropartículas de interesse para o monitoramento da dispersão de espécies invasoras. Além disso esse tipo de equipamento também é capaz de fornecer dados quantitativos, que permitem avaliar a extensão da invasão detectada.

Testes com o equipamento FlowCam em Volta Grande (MG), em outubro de 2012.

Imagens de larvas do mexilhão-dourado obtidas pelo equipamento FlowCam do CBEIH.


Curso de Detecção de Espécies Invasoras Aquáticas por PCR

Entre os dias 28 de outubro e 1º de novembro estiveram em Belo Horizonte as pesquisadoras norte-americanas Denise D. Hosler e Jacque A. Keele, ministrando o curso de detecção de organismos invasores por meio das técnicas de Biologia Molecular.

A Dra. Hosler é pesquisadora sênior na área de Early Detection (Detecção Rápida) e coordena o Departamento de Pesquisa e Aplicação Ambiental, enquanto Jacque A. Keele é PhD em Biologia Molecular, sendo responsável pela área de detecção e reconhecimento de organismos invasores via PCR. Ambas integram a equipe do Bureau of Reclamation, entidade governamental de âmbito nacional, responsável pela detecção, monitoramento e controle de diversas espécies invasoras nos EUA.

O curso foi organizado pelo Centro de Bioengenharia de Espécies Invasoras de Hidrelétricas (CBEIH), em prosseguimento à visita de pesquisadores do CBEIH à sede do Bureau of Reclamation, em Denver (Colorado, EUA) em abril de 2013. Na ocasião, os pesquisadores participaram de treinamento nas técnicas de Early Detection.

Cartaz de divulgação do curso ministrado pelas pesquisadoras do Bureau of Reclamation.

A doutora em biologia molecular Jacque A. Keele (à esquerda), uma das pesquisadoras norte-americanas do Bureau of Reclamation, demonstra técnicas de detecção de organismos aquáticos invasores por meio de PCR.

Equipe do CBEIH e do CT Alimentos e Bebidas do CITSF com as pesquisadoras Jacque Keele e Denise Hosler, do Bureau of Reclamation, ao final do curso.


U.S. DEPARTMENT OF THE INTERIOR: BUREAU OF RECLAMATION

O Bureau of Reclamation (USBR – http://www.usbr.gov/) é uma entidade vinculada ao Ministério do Interior dos Estados Unidos fundada em 1902 e que é hoje um dos centros de referencia mundial na geração de pesquisas em espécies invasoras e proteção da qualidade das águas e das atividades econômicas que utilizam a água.

O USBR é responsável pela detecção, monitoramento e controle de diversas espécies invasoras nos EUA, dentre elas o mexilhão-zebra, bastante semelhante ao mexilhão-dourado. Ao longo de suas atividades, este centro de referência já avaliou 420 reservatórios e tem pesquisa de ponta na área de detecção rápida e resposta imediata.