The role of LuloPAT amino acid/proton symporters in midgut alkalinization in the sandfly Lutzomyia longipalpis (Diptera – Psychodidae)
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Universidade Federal de Minas Gerais
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O papel dos simportadores de aminoácidos/prótons LuloPAT na alcalinização do intestino médio no flebotomíneo Lutzomyia longipalpis (Diptera – Psychodidae)
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Resumo
In Lutzomyia longipalpis females, which are the main vectors of Leishmania infantum in the Americas, hematophagy is crucial for ovary development. The control of pH in the midgut during blood digestion is important to
the functioning of the digestive enzymes, which release amino acids in the luminal compartment that are then
transported through the enterocytes to the hemolymph for delivery to the ovary and other organs. In the present
work, we investigated transport systems known as LuloPATs that are present in the midgut of L. longipalpis but
not in other organs. These transporters achieve symport of amino acids with H+ ions, and one of them
(LuloPAT1) is orthologous to a transporter described in Aedes aegypti. According to our results, the transcription
levels of LuloPAT1 increased significantly immediately after a blood meal. Based on the variation of the
fluorescence of fluorescein with the pH of the medium, we developed a technique that shows the acidification of
the cytoplasm of gut cells when amino acids are cotransported with H+ from the lumen into the enterocytes. In
our experiments, the midguts of the sandflies were dissected and opened longitudinally so that added amino
acids could enter the enterocytes via the lumen (PAT carriers are apical). LuloPAT1 transporters are part of a
complex of mechanisms that act synergistically to promote gut alkalinization as soon as blood intake by the
vector occurs. In dissected but not longitudinally opened midguts, added amino acids could only enter through
the basolateral region of enterocytes. However, alkalinization of the lumen was observed because the entry of
some amino acids into the cytoplasm of enterocytes triggers a luminal alkalinization mechanism independent of
LuloPATs. These findings provide new perspectives that will enable the characterization of the set of signaling
pathways involved in pH regulation within the L. longipalpis midgut.
Abstract
Em fêmeas de Lutzomyia longipalpis, que são os principais vetores de Leishmania infantum nas Américas, a hematofagia é crucial para o desenvolvimento ovariano. O controle do pH no intestino médio durante a digestão do sangue é importante para
o funcionamento das enzimas digestivas, que liberam aminoácidos no compartimento luminal que são então
transportado através dos enterócitos para a hemolinfa para entrega ao ovário e outros órgãos. No presente
trabalho, investigamos sistemas de transporte conhecidos como LuloPATs que estão presentes no intestino médio de L. longipalpis, mas
não em outros órgãos. Esses transportadores realizam simporte de aminoácidos com íons H+, e um deles
(LuloPAT1) é ortólogo a um transportador descrito em Aedes aegypti. De acordo com nossos resultados, a transcrição
os níveis de LuloPAT1 aumentaram significativamente imediatamente após uma refeição de sangue. Com base na variação do
fluorescência da fluoresceína com o pH do meio, desenvolvemos uma técnica que mostra a acidificação da
no citoplasma das células intestinais quando os aminoácidos são cotransportados com H+ do lúmen para os enterócitos. Dentro
Em nossos experimentos, os intestinos médios dos flebotomíneos foram dissecados e abertos longitudinalmente para que fossem adicionados aminoácidos.
ácidos podem entrar nos enterócitos através do lúmen (portadores de PAT são apicais). Os transportadores LuloPAT1 fazem parte de um
complexo de mecanismos que atuam sinergicamente para promover a alcalinização intestinal assim que a ingestão de sangue pelo
ocorre o vetor. Em intestinos dissecados, mas não abertos longitudinalmente, os aminoácidos adicionados só podem entrar através
na região basolateral dos enterócitos. No entanto, a alcalinização do lúmen foi observada devido à entrada de
alguns aminoácidos no citoplasma dos enterócitos desencadeia um mecanismo de alcalinização luminal independente
LuloPATs. Esses achados fornecem novas perspectivas que permitirão a caracterização do conjunto de sinais
vias envolvidas na regulação do pH no intestino médio de L. longipalpis.
Assunto
Parasitologia, Lutzomyia Longipalpis, Transportadores de Aminoácidos, Controle de pH do Intestino Médio, Transportadores de Aminoácidos, Simporte H+
Palavras-chave
Lutzomyia longipalpis, Amino Acid Transporters, H+ Symport, Midgut pH Control, Amino Acid Carriers
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Endereço externo
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022191019302264