Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/73565
Type: Tese
Title: Identificação e caracterização funcional de esfingomielinases salivares do carrapato Amblyomma sculptum
Authors: Paula Ferreira Franco
First Advisor: Ricardo Nascimento Araújo
First Co-advisor: Liza Figueiredo Felicori Vilela
First Referee: Fernando Ariel Genta
Second Referee: Camila Dias Lopes
Third Referee: Gregório Guilherme Almeida
metadata.dc.contributor.referee4: Ronaldo Alves Pinto Nagem
Abstract: O Amblyomma sculptum é um carrapato de importância médica e veterinária. Além de ser o principal transmissor da Rickettsia rickettsii para o homem e os animais no Brasil, esta espécie também causa grandes prejuízos para a pecuária. Ao realizar a hematofagia, os carrapatos secretam grande quantidade de saliva que possui um arsenal de moléculas biologicamente ativas que contrapõem as reações reparatórias do hospedeiro e garantem o sucesso na ingestão de sangue. Dentre as moléculas salivares de carrapatos, destacam-se as esfingomielinases D (SMasesD) que são enzimas capazes de hidrolisar a esfingomielina, presente nas membranas celulares, formando os produtos ceramida 1-fosfato e colina. Essa enzima foi descrita anteriormente no veneno de aranhas do gênero Loxosceles sp. e são as principais moléculas envolvidas no loxoscelismo, causando graves lesões cutâneas, como a dermonecrose e outros efeitos sistêmicos, como a hemólise intravascular e agregação plaquetária. Nos carrapatos, esta enzima foi detectada nos transcriptomas salivares de Rhipicephalus microplus, Amblyomma maculatum e Ixodes scapularis. Para aprofundar o conhecimento sobre as SMases D salivares de carrapatos, os objetivos deste estudo foram verificar a presença dessa enzima na glândula salivar (GS) do Amblyomma sculptum e caracterizar sua função. Primeiramente, a presença da enzima foi investigada em extratos de glândula salivar (EGSs) de fêmeas de carrapatos em vários tempos após a alimentação. Foi possível perceber a presença de atividade e que ela aumenta ao longo da hematofagia. Em seguida, foi realizado uma busca por sequências homólogas à SMase D do veneno de L. intermedia em um transcriptoma de GS do carrapato. Foi identificada uma sequência com 40% de identidade que possui os aminoácidos responsáveis pela atividade catalítica, características das SMases D. A proteína, denominada AsSMase D, foi clonada em vetor pET28a e expressa em Escherichia coli. A proteína recombinante produzida foi chamada de rAsSMase D e anticorpos anti-rAsSMase D foram capazes de reconhecer uma proteína nativa no EGS de fêmeas por meio de Western Blot. Através de PCR convencional foi possível detectar a presença de mRNA da AsSMase D em todos os estágios de desenvolvimento do carrapato (larvas, ninfas, machos e fêmeas) e na GS de fêmeas. Análises utilizando qPCR demonstraram que a expressão da AsSMase D é maior em fêmeas de carrapatos em jejum e reduz gradualmente com o início da alimentação sanguínea, concordando com os resultados obtidos pelo ELISA, que também demonstram uma queda na quantidade de proteínas ao longo da hematofagia. Ao silenciar a expressão do gene da AsSMase D na glândula salivar de fêmeas de A. sculptum, através de RNAi, foi observado cerca de 90% de redução na expressão. Porém, ao utilizar os carrapatos silenciados em ensaio de alimentação em camundongos Swiss, não foi possível perceber alteração no comportamento alimentar desses carrapatos. Mesma observação foi feita ao avaliar a alimentação de carrapatos em hospedeiros imunizados com a rAsSMase D. Ensaios in vivo e in vitro para a identificação da função da proteína foram realizados. Com o objetivo de testar a capacidade dermonecrótica, coelhos New Zealand foram injetados com a rAsSMase D, não sendo observada nenhuma alteração. A capacidade de a rAsSMase D causar hemólise em ensaio hemolítico pela via alternativa também foi testada. Foi possível observar que a rAsSMase D não causa inibição da hemólise, porém foi capaz de causar aumento de 17% da hemólise. A capacidade da rAsSMase D em ativar a cascata de coagulação e a agregação plaquetária também foi avaliada, porém somente no ensaio de coagulação foi possível perceber um pequeno aumento no tempo de coagulação. Os resultados confirmam a presença de uma SMase D na glândula salivar de A. sculptum e indicam que a proteína é encontrada em maiores níveis no início da alimentação. Novas investigações devem ser realizadas a fim de melhor elucidar a função da AsSMase D para o A. sculptum.
Abstract: Amblyomma sculptum is a tick of medical and veterinary importance. In addition to being the main vector of Rickettsia rickettsii to humans and animals in Brazil, this species also causes great damage to livestock. During hematophagy, ticks secrete a large amount of saliva that has an arsenal of biologically active molecules which counteract the host's repair reactions and ensure success in blood ingestion. Among the salivary molecules of ticks, the sphingomyelinase D (SMasesD), which are enzymes capable of hydrolyzing sphingomyelin present in cell membranes, form the products ceramide 1-phosphate and choline. This enzyme was previously described in the venom of spiders of the genus Loxosceles sp. and are the major molecules involved in loxoscelism, causing severe cutaneous lesions such as dermonecrosis and other systemic effects such as intravascular hemolysis and platelet aggregation. In ticks, this enzyme was detected in the salivary transcripts of Rhipicephalus microplus, Amblyomma maculatum and Ixodes scapularis. The aim of this study was to verify the presence of this AsSMase D in the salivary gland (SG) of Amblyomma sculptum and to characterize its function. First, the presence of the enzyme was investigated in salivary gland extracts (SGEs) of tick females at diferent intervals post-feeding. It was possible to perceive the presence of activity and that it increases throughout hematophagy. Next, a search was made for sequences homologous to SMase D of the L. intermedia venom in a tick SG transcriptome. A 40% identity sequence was identified which possessed the amino acids responsible for the catalytic activity, characteristics of the SMases D. The protein, designated AsSMase D, was cloned into vector pET28a-TEV and expressed in Escherichia coli. The recombinant protein produced was called rAsSMase D, and through western blot analysis it was verified that anti-rAsSmaseD antibodies were able to recognize a native protein in females’ SGE. Through conventional PCR it was possible to detect the presence of AsSMase D mRNA at all stages of tick development (larvae, nymphs, males and females) and in SG of females. Analyzes using qPCR demonstrated that AsSMase D expression is higher in fasting female ticks and reduces gradually with the onset of blood supply, in agreement with the results obtained by the ELISA, which also demonstrated a decrease in the amount of proteins throughout hematophagy. By silencing the expression of the AsSMase D gene in the salivary gland of A. sculptum females through iRNA, about 90% reduction in the expression was observed. However, when using the silenced ticks in feeding trials in Swiss mice, it was not possible to notice a change in the feeding behavior of these ticks. A similar pattern was observed when evaluating the feeding of ticks in hosts immunized with rAsSMase D. In vivo and in vitro assays for the identification of protein function were performed. In order to evaluate the dermonecrotic capacity, New Zealand rabbits were injected with rAsSMase D, but no changes were observed. The ability of rAsSMase D to cause hemolysis in the alternative pathway hemolytic assay was also tested. It was possible to observe that rAsSMase D does not cause inhibition of hemolysis, but was able to cause a 17% increase in hemolysis process. The ability of rAsSMase D to activate the coagulation cascade and platelet aggregation was also evaluated, but only in the coagulation assay was it possible to detect a small increase in coagulation time. The results confirm the presence of a SMase D in the salivary gland of A. sculptum and indicate that the protein is found at higher levels at the beginning of feeding. New investigations will be performed in order to better elucidate the importance of AsSMase D in A. sculptum
Subject: Parasitologia
Carrapatos
Glândulas Salivares
Esfingomielina Fosfodiesterase
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE PARASITOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Parasitologia
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/73565
Issue Date: 28-Jun-2019
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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