Estudo do papel do complexo i da cadeia respiratória mitocondrial na resistência de mosquitos Aedes Aegypti
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Alessandra Aparecida Guarneri
Andrea da Poian
Leda Quercia Vieira
Mauro Martins Teixeira
Andrea da Poian
Leda Quercia Vieira
Mauro Martins Teixeira
Resumo
A dengue, causada pelo vírus da dengue (DENV), é uma das mais importantes
doenças infecciosas no mundo. Apesar da recente disponibilidade de vacina contra o
DENV, outras medidas são necessárias para o controle da dengue e de outras
doenças transmitidas por mosquitos vetores. O Brasil está vivendo neste ano de 2024
a maior temporada de infecções de dengue, o que reforça a necessidade de combate
à transmissão do DENV feita por mosquitos vetores da espécie Aedes aegypti.
Diversos fatores podem influenciar a transmissão de dengue pelos mosquitos, entre
eles a densidade do vetor, a temperatura, períodos de chuva e seca, a presença de
hospedeiros susceptíveis e características intrínsecas à população de mosquitos.
Dados do nosso grupo sugerem que dentro de uma mesma população podem existir
mosquitos resistentes (não infectados) e susceptíveis (infectados) quando
alimentados com sangue contaminado com DENV. Ao analisarmos o transcriptoma
de mosquitos resistentes e os mosquitos susceptíveis, nós observamos que diversas
vias biológicas foram diferencialmente enriquecidas, tendo se destacado a via da
fosforilação oxidativa (OXPHOS) e, em especial o Complexo I. Com bases nestes
resultados prévios, o objetivo dessa tese foi estudar o papel do Complexo I na
suscetibilidade de mosquitos Ae. aegypti ao DENV. Neste trabalho, nós observamos
que os genes da fosforilação oxidativa têm um aumento significativo na sua expressão
em resposta a alimentação sanguínea o que é acompanhado pela elevação da
respiração no intestino durante a digestão. Além disso foram observados mudanças
na morfologia da mitocôndria depois da alimentação com sangue. Utilizando
inibidores químicos, nós mostramos que o complexo I é responsável pela maioria da
respiração no intestino durante a resposta a alimentação sanguínea. Utilizando
inibidores do Complexo I, nós observamos uma redução significativa na taxa de
infecção do intestino pelo DENV. De forma similar, o silenciamento dos dois genes
codificando cadeias supranumerárias do complexo I (ASHI e B18) levaram a uma
diminuição da infeção pelo DENV. Estes resultados sugerem que a respiração celular
e, mais especificamente a atividade do Complexo I da fosforilação oxidativa, são
essenciais para determinar o sucesso da infecção pelo DENV no intestino do
mosquito. Nosso estudo valida funcionalmente uma predição de nossos dados de
transcriptioma de mosquitos selvagens e sugere que a taxa de respiração celular é
um dos principais parâmetros que determinam a resistência natural de mosquitos ao
vírus da dengue.
Abstract
The Dengue virus (DENV), caused by dengue fever, is one of the most significant
infectious diseases in the world. Currently, there are vaccines available, but Brazil is
experiencing its highest season of disease infections in 2024, emphasizing the need
to combat DENV transmission carried by vector mosquitoes, mainly of the Aedes
aegypti species. Data from our group suggest that within the same population, there
may be mosquitoes that are resistant (not infected) and susceptible (infected) when
fed with the same blood infected with DENV. To try to understand the biological basis
of the difference between resistant and susceptible mosquitoes, analyses of the
transcriptome of each group were performed. We observed several differentially
enriched biological pathways between resistant and susceptible mosquitoes, with the
oxidative phosphorylation (OP) pathway standing out the most. Leading Edge Analysis
(LEA) identified that components of Complex I (CI) of OP were overrepresented.
Based on these previous results, the aim of this thesis was to study the role of Complex
I in the resistance/susceptibility of Aedes aegypti mosquitoes to DENV. In this work,
we observed that oxidative phosphorylation genes have a significant increase in their
expression in response to blood feeding, which is accompanied by increased
respiration in the intestine during digestion. Furthermore, changes in mitochondrial
morphology were observed after blood feeding. Using chemical inhibitors, we show
that complex I is responsible for the majority of respiration in the intestine during the
blood feeding response. Using Complex I inhibitors, we observed a significant
reduction in the rate of intestinal DENV infection. Similarly, silencing of two genes
encoding complex I supernumerary chains (ASHI and B18) led to a decrease in DENV
infection. These results suggest that cellular respiration and, more specifically, the
activity of Complex I oxidative phosphorylation, are essential to determine the success
of DENV infection in the mosquito intestine. Our study functionally validates a
prediction from our wild mosquito transcriptome data and suggests that cellular
respiration rate is one of the key parameters determining the natural resistance of
mosquitoes to dengue virus.
Assunto
Bioquímica e imunologia, Vírus da Dengue, Fosforilação Oxidativa, Aedes, Rotenona
Palavras-chave
DENV, OXPHOS, Ae. aegypti, Complexo I, Rotenona