Avaliação da atividade antiviral da proteína Loqs2 em Aedes aegypti frente a arbovírus sob condições representativas de populações naturais brasileiras

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Universidade Federal de Minas Gerais

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As arboviroses representam um desafio crescente à saúde pública no Brasil, especialmente diante da circulação simultânea e recorrente de vírus como dengue (DENV), Zika (ZIKV) e chikungunya (CHIKV). Diante das limitações das estratégias tradicionais de controle vetorial, abordagens inovadoras têm explorado a modificação genética de Aedes aegypti, exigindo um entendimento aprofundado de seus mecanismos de defesa antiviral. A proteína Loqs2, exclusiva do gênero Aedes e naturalmente ausente no intestino médio, foi identificada como um potencial componente da resposta antiviral. Estudos anteriores do nosso grupo mostraram que sua expressão ectópica no intestino de mosquitos transgênicos reduz significativamente a replicação e disseminação do DENV, sugerindo que Loqs2 atua como um regulador antiviral intestinal. No entanto, esses dados estavam restritos a DENV e a linhagens laboratoriais. Nesta tese, avaliamos a atividade antiviral de Loqs2 frente a três arbovírus: ZIKV, CHIKV e Mayaro vírus (MAYV). Os resultados revelaram efeito antiviral específico contra ZIKV, sem impacto significativo sobre os Alphavirus testados. Para investigar sua aplicabilidade em contextos de campo, testamos a eficácia de Loqs2 em mosquitos com fundo genético de populações brasileiras. Diferentemente da linhagem laboratorial de Bangkok, os mosquitos de campo não apresentaram efeito antiviral contra ZIKV, o que pode ser atribuído à variabilidade genética ou à presença de vírus específicos de insetos (ISVs). A análise de pequenos RNAs revelou infecção natural pelo Phasi Charoen-like virus (PCLV) nas linhagens de campo. No entanto, a eliminação desse ISV em linhagens derivadas não restaurou a atividade antiviral de Loqs2, indicando o envolvimento de fatores genéticos intrínsecos. Adicionalmente, observamos uma redução significativa da expressão do gene Argonaute-2 (AGO2) nas carcaças de mosquitos transgênicos, sugerindo que a interação de Loqs2 com a via de RNA de interferência (RNAi) pode ser modulada pelo contexto genético e viroma. Esses achados reforçam a necessidade de validar intervenções genéticas em populações naturais, considerando sua diversidade biológica. Estratégias baseadas em manipulação genética só serão eficazes e sustentáveis se forem testadas em condições que reflitam a realidade ecológica dos vetores em áreas endêmicas.

Abstract

Arboviruses represent a growing public health challenge in Brazil, particularly due to the simultaneous and recurrent circulation of viruses such as dengue (DENV), Zika (ZIKV), and Chikungunya (CHIKV). Given the limitations of traditional vector control strategies, innovative approaches have focused on the genetic modification of Aedes aegypti, requiring a deeper understanding of its antiviral immune mechanisms. The protein Loqs2, exclusive to the Aedes genus and naturally absent in the midgut, was identified as a potential component of the antiviral response. Previous studies from our group demonstrated that ectopic expression of Loqs2 in the midgut of transgenic mosquitoes significantly reduced DENV replication and dissemination, suggesting that Loqs2 functions as a key antiviral regulator in this tissue. However, those findings were limited to DENV and laboratory strains. In this thesis, we evaluated the antiviral activity of Loqs2 against three arboviruses: ZIKV, CHIKV, and Mayaro virus (MAYV). The results revealed a specific antiviral effect against ZIKV, with no significant impact on the Alphaviruses tested. To assess its applicability under field-like conditions, we tested Loqs2 efficacy in mosquitoes with a genetic background representative of Brazilian natural populations. Unlike the Bangkok laboratory strain, field-derived mosquitoes did not exhibit an antiviral response to ZIKV, which may be due to genetic variability or the presence of insect-specific viruses (ISVs). Small RNA sequencing identified natural infection with Phasi Charoen-like virus (PCLV) in the field populations. However, elimination of this ISV from derived lines did not restore Loqs2-mediated antiviral activity, indicating that intrinsic genetic factors may modulate the immune response. Additionally, we observed a significant reduction in the expression of Argonaute-2 (AGO2) in the carcasses of Loqs2-expressing mosquitoes, suggesting that Loqs2’s interaction with the RNA interference (RNAi) pathway may vary depending on the genetic and viromic context. Collectively, these findings highlight the importance of validating genetically based vector control strategies in natural mosquito populations. Such approaches will only be effective and sustainable if they are tested under ecological conditions that reflect the biological reality of vectors in endemic regions.

Assunto

Bioquímica e imunologia, Infecções por Abovírus, Aedes, Invertebrados, Sistema Imunitário

Palavras-chave

Infecções por arbovírus, Aedes aegypti, Sistema imune dos invertebrados

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