Explorando o papel potencial das defensinas na competência vetorial diferencial de piolhos do corpo e da cabeça para Bartonella quintana

Parasites & Vectors volume 16, Número do artigo: 183 (2023) Citar este artigo

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O corpo e os piolhos da cabeça dos humanos são específicos, mas apenas o piolho do corpo funciona como um vetor para transmitir patógenos bacterianos, como Bartonella quintana. Ambas as subespécies de piolhos possuem apenas dois peptídeos antimicrobianos, defensina 1 e defensina 2. Consequentemente, quaisquer diferenças nas propriedades moleculares e funcionais dessas duas subespécies de piolhos podem ser responsáveis ​​pela competência vetorial diferencial entre elas.

Para elucidar a base molecular da competência do vetor, comparamos as diferenças nas propriedades estruturais e nos sítios de ligação do fator de transcrição/microRNA das duas defensinas no corpo e nos piolhos da cabeça. Espectros de atividade antimicrobiana também foram investigados usando defensinas de piolhos recombinantes expressas via baculovírus.

As sequências completas de aminoácidos da defensina 1 eram idênticas em ambas as subespécies, enquanto os dois resíduos de aminoácidos na defensina 2 eram diferentes entre as duas subespécies. As defensinas de piolhos recombinantes mostraram atividades antimicrobianas apenas contra Staphylococcus aureus Gram-positivo representativo, mas não contra Escherichia coli Gram-negativa ou a levedura Candida albicans. No entanto, eles mostraram atividade considerável contra B. quintana, com a defensina 2 do piolho do corpo sendo significativamente menos potente do que a defensina 2 do piolho da cabeça. sítios de ligação de fator, mas aumento do número de sítios de ligação de microRNA, sugerindo atividades de transcrição relativamente mais baixas de defensinas de piolho do corpo.

As atividades antibacterianas significativamente mais baixas da defensina 2, juntamente com a probabilidade reduzida de expressão de defensina em piolhos, provavelmente contribuem para a resposta imune relaxada à proliferação e viabilidade de B. quintana, resultando em maior competência vetorial de piolhos do corpo em comparação com piolhos de cabeça.

O piolho do corpo humano Pediculus humanus humanus e o piolho da cabeça P. h. capitis são ectoparasitas hematófagos que passam todo o seu ciclo de vida em hospedeiros humanos e se alimentam de sangue humano. A infestação por piolhos da cabeça humana causa problemas econômicos e sociais, enquanto a infestação por piolhos do corpo humano ameaça a saúde pública ao transmitir doenças bacterianas [1]. Acredita-se que o piolho do corpo tenha evoluído de um piolho da cabeça coespecífico 40.000 a 70.000 anos atrás, quando os humanos começaram a usar roupas [2], e possui maior competência vetorial do que o piolho da cabeça. Desses dois tipos de piolho, apenas o piolho corporal é conhecido por transmitir patógenos bacterianos Gram-negativos, incluindo Bartonella quintana, Rickettsia prowazekii e Borrelia recurrentis, que causam febre das trincheiras, tifo epidêmico e febre recorrente, respectivamente. No entanto, o piolho da cabeça não é conhecido por transmitir doenças bacterianas aos seres humanos, provavelmente devido a respostas imunes mais altas em comparação com as do piolho do corpo [3,4,5].

Uma análise do genoma de genes representativos relacionados ao sistema imunológico em piolhos do corpo e da cabeça revelou um conjunto compartilhado de 93 genes, indicando um sistema imunológico significativamente encolhido em piolhos humanos em comparação com outros insetos [3]. O número de genes associados ao sistema imunológico humoral é substancialmente reduzido em piolhos humanos, com alguns genes imunes ausentes no genoma do piolho humano [3, 6]. Sugere-se que esse sistema imunológico simplificado em piolhos humanos seja devido ao seu ciclo de vida parasitário durante o qual eles se alimentam exclusivamente de sangue humano, e o sangue é considerado uma dieta relativamente estéril. Curiosamente, apenas dois peptídeos antimicrobianos (AMPs), ou seja, defensina 1 e defensina 2, foram identificados nos genomas do corpo e da cabeça de piolhos humanos [3]. A análise comparativa do transcriptoma revelou que os piolhos do corpo e da cabeça têm praticamente o mesmo background genético [7], sugerindo que as aparentes diferenças na competência vetorial entre esses dois tipos de piolhos podem ser devidas aos diferentes perfis transcricionais de genes relacionados ao sistema imunológico, como as defensinas. Os níveis de transcrição basal de defensina 1 e defensina 2 foram significativamente maiores no tecido do trato alimentar dos piolhos da cabeça do que nos piolhos do corpo [4]. Além disso, a expressão de defensina 1 pode ser induzida nos tecidos do trato alimentar do piolho da cabeça, mas não no piolho do corpo após um desafio oral com B. quintana [5]. Tomados em conjunto, esses achados sugerem que as respostas imunes intensificadas mediadas pela expressão constitutiva e induzível das defensinas 1 e 2 contribuem para a redução da competência vetorial no piolho da cabeça.