Caracterização morfológica e da expressão de proteínas no intestino médio de Aedes aegypti durante a metamorfose e submetido a diferentes dietas

Abstract

Ao longo do seu desenvolvimento pós-embrionário, 0 mosquito Aedes aegypti passa parte do seu Cíclo de vida no ambíente aquático, sendo que suas larvas se alimentam de microrganismos e matéria orgâníca em decomposição. Após a metamorfose, os adultos alados emergem, e passam a se alimentar de seiva. Para maturação dos ovos, as fêmeas de A. aegypti necessitam do repasto sanguíneo. Essa plasticidade quanto ao tipo de alimentação só é possível graças às modificações que 0 íntestíno médio sofre ao longo da metamorfose, permitindo a adaptação do ínseto a diferentes dietas dependendo da fase do desenvolvimento. Após a ingestão, 0 sangue é armazenado e digerido no intestino médio, que é 0 primeiro órgão do ínseto que diversos vírus, Como por exemp10, vírus Dengue e da febre amarela, são Capazes de infectar 0 hospedeiro. No epitélio do intestino médio de A. aegypti há três tipos Celularesz Células digestivas (responsáveis pela digestão e absorção de nutrientes), regenerativas (Células indiferencíadas) e enteroendócrinas (secretoras de neuropeptídeos). Durante a metamorfose, as Células digestivas de A. aegypti são substituídas por novas Células digestivas adultas através da diferenciação das Células regenerativas. No presente trabalho aspectos morfológicos e bioquímicos referentes à metamorfose do íntestíno médio foram investígados, incluindo a diferenciação e a divisão das Células regenerativas, e 0 número de Células enteroendócrinas em diferentes fases do desenvolvimento de A. aegypti (1arva 4° instar - L4, pupa branca - PB, pupas 24h -P24 e 48h -P48 após a ecdise e adultos recém-emergidos - RE). Adicíonalmente, a expressão de proteínas sintetizadas pelo órgão nessas fases e em fêmeas adultas submetidas às dietas à base de açúcar (AA) e de sangue (AS) foi estudada. A morte das Células digestivas e a proliferação das Células regenerativas ocorrem de forma ordenada, em regiões específicas do órgã0, ínícíando na região anterior das L4 e passando para a região posterior nas P48 e RE. Os efeitos subletaís do inseticida neocotinoide imídacloprid também foram testados no processo de remodelargem do íntestino médio de A. aegypti. Para ísso, larvas 3° instar (L3) foram tratadas Com duas Concentrações (3 e 15 ppm) do inseticida e 0 intestino médio foi analisado nas fases seguintes. Mesmo em Concentrações subletaís, 0 imídacloprid alterou 0 processo de remodelação do intestino médio, inibindo a proliferação e diferenciação das Células regenerativas, e Causando danos ao DNA nuclear delas, Como atestado pela reação de TUNEL. Essa íníbíção acarretou a diminuição das populações das Células digestivas e enteroendócrinas, sendo que 0 intestino médio dos RE é Constituído, na maior parte, por Células digestivas vacuolizadas e mal formadas. O ímidacloprid possui potencíal no Controle de A. aegypti, pois, mesmo que 0 índivíduo Chegue à fase adulta, do ponto de vista morfológico, seu intestino aparentemente não está apto para 0 processo de digestã0. O intestino médio dos RE possui maior expressão de proteínas ligadas à produção de energia, metabolismo de proteínas, sinalização e transporte Celulares. Os intestinos médios de AA e AS expressam maís proteínas ligadas ao processo de bíossíntese de proteínas. Nas pupas se inicia a síntese das múltiplas proteínas essenciais para a formação e Constítuição do novo epitélio do órgã0, mas 0 pico da expressão dessas proteínas ocorre no final do processo de formação do órgão no adulto recém- emergido. Já nos AA e AS há alta expressão de proteínas ímportantes para a digestão de açúcar e sangue, respectivamente. O presente trabalho é amp10, tratando de aspectos morfológicos e bioquímicos do intestino médio de A. aegypti, incluindo parte do repertórío de proteínas diferencialmente expressas no órgão durante 0 desenvolvimento pós-embríonário e em díferentes Condições alimentares. Processos morfofisiológicos que ocorrem ao longo do desenvolvimento e funcionamento desse órgão são Cruciais para a sobrevivência dessa espécíe vetora e são discutidos aqui neste trabalho.

The larvae of the yellow fever mosquito Aedes aegypti live in the water, feeding on microorganisms and organic matter decomposition. After metamorphosis, adults emerge and feed on sap. However, for the maturation of eggs, the A. aegypti females need a blood meaL This variation of the diets is possible due to the midgut remodeling undergoes during metamorphosis, allowing adaptation to different diets depending on life stages. After ingestion, the blood is stored and digested into midgut, which is the fírst organ víruses, such as Dengue, yellow fever and other infect. The midgut epithelium of A. aegypti Compríses three Cell typesz digestive (responsible for digestion and absorption of nutrients), regenerative (stem, undifferentiated Cells) and enteroendocrine (neuropeptides secretory) Cells. During metamorphosis, the digestive Cells are replaced by new adult digestive Cells by differentiation of regenerative ones. In the present study morphological and biochemical aspects of the metamorphosis of the midgut were investigated, íncluding the differentíation and the quantificatíon of dividing regenerative and enteroendocrine cells at different developmental stages [fourth ínstar larvae - L4, female whíte pupae - WP and pupae 24 and 48 h (P24 and P48, respective1y) after ecdysis, and 50 newly-emerged (NE) adult females] by means líght microscopy and transmission electron microscopy. In addition, the proteins synthesized by the midgut in these stages and in sugar- and b1ood-fed adult females (SA and BA, respective1y) were also studied. The lysis of digestive Cells, as well as the proliferation of regenerative Cells, begin in the anterior region of L4 midgut Simultaneously, the proliferation of regenerative Cells begins in the anterior region of the larval midgut, moving to the posterior region in P48 and NE. The effects of the neocotinoid insectícíde imídacloprid Was also tested in the mosquito midgut Third instar larvae (L3) were treated with two subletal Concentratíons (3 and 15 ppm) of insecticide, and the midgut was examined in L4, P24, P48 and NE. Subletal Concentrations of imidacloprid inhíbít the proliferation and differentíation of regenerative Cells, often leading to cell damaged through their nuclear DNA fragmentation. This inhibition has led to the reduction of the digestive and endocrine Cell numbers, and the mídgut of NE Consists of mostly vacuolatedlincompletely formed digestive Cells. Therefore, the imidacloprid exposition during juvenile stages, impair the normal midgut development in NEs, and they may not be able to get/digest a blood meaL The mídgut of NE has higher expression of proteins related to energy and protein metabolisms, cell signaling and transport. The mídgut of SA and BA express more proteins associated to the protein biosynthesis process. In the mídgut of pupae, several proteins essential for the organ remodeling are expressed, but the peak expression of these proteins occurs at the end of remodeling process in NE. Not surprising1y, in SA and BA there is a high expression of proteins associated to the digestion of sugar and blood, respective1y. In the present Work, several morphological and biochemical aspects of the mídgut of A. aegypti are investigated, íncluding the repertoire of differentially expressed proteins during mídgut development and in the midguts of individuals under different feeding conditions. Morpho-physiological processes that occur during the development and functioning of this organ are Crucial to the survival of this vector mosquito and are discussed.