Adaptação climática/microclimática e capacidade de domiciliação em Triatominae

Abstract

Triatomíneos são vetores de Trypanosoma cruzi, agente da doença de Chagas (DC); os motivos pelos quais apenas 10% das 152 espécies conhecidas colonizam domicílios (e são, portanto, de importância médica) são desconhecidos. Aqui, desenvolvemos/aplicamos uma metodologia para testar a hipótese que espécies de triatomíneos adaptadas a climas/microclimas mais secos têm maior capacidade de domiciliação. Utilizamos como modelo duas espécies irmãs e crípticas, mas com ecologia/comportamento diferentes: Rhodnius prolixus (um dos principais vetores da DC, com grande capacidade de domiciliação e adaptado a climas secos) e R. robustus I (que, como os demais membros da linhagem R. robustus [II-V], tem pouca importância epidemiológica, é estritamente silvestre, e adaptado a climas úmidos). O primeiro passo da metodologia consiste em resolver incertezas taxonômicas inerentes ao trabalho com espécies crípticas (neste caso, colônias morfologicamente identificadas como R. prolixus e R. robustus I); portanto, combinamos genotipagem convencional (PCR multiplex) e um protocolo, aqui desenvolvido, de identificação/comparação/quantificação de sequências in silico (PICQSS) usando dados de sequenciamento tradicional e de nova geração. Utilizando espécimes de colônias puras, testamos experimentalmente a predição de que espécies que domiciliam, como R. prolixus, são mais resistentes à desidratação (RD) que aquelas que não domiciliam, como R. robustus I. Estes testes mostraram que R. prolixus é mais RD que R. robustus I, sinalizando um traço adaptativo/evolutivo (i.e., com base genética) no processo de domiciliação em Triatominae. Este traço pode, em princípio, ser identificado/caracterizado por diferenças na estrutura de genes/proteínas e/ou na expressão gênica. Para avaliar esta possibilidade, revisamos sistematicamente a literatura sobre as bases genéticas da RD em insetos. Identificamos loci candidatos de RD, a maioria dos quais nunca foi investigada em vetores de doenças incluindo Triatominae. Selecionamos a sintetase de quitina 1 (CHS1), enzima que sintetiza quitina cuticular, crucial na RD em insetos, para identificar polimorfismos candidatos de RD em sua estrutura primária. Comparamos as sequências de CHS1 de 21 espécies de insetos que, como R. prolixus e R. robustus I, são filogeneticamente próximas, mas adaptadas a climas diferentes (secos vs. úmidos). Identificamos e caracterizamos 65 polimorfismos privativos, 21 deles nas espécies que mais radicalmente diferem de seus taxa irmãos nas suas adaptações climáticas-ecológicas; estes polimorfismos estão, portanto, potencialmente envolvidos na RD. Finalmente, sequenciamos 20 transcritomas de R. prolixus e R. robustus I para quantificar os efeitos da desidratação sobre a expressão gênica. Resultados preliminares mostram expressão diferencial de alguns dos loci candidatos de RD envolvidos na prevenção/reparo de danos celulares decorrentes da desidratação (p. ex. Tret1 que transporta trealose, Hsp70-binding protein 1 que inibe a ação da heat shock protein 70, e DRAM2 que regula a autofagia quando há danos no DNA). Esta tese fornece uma estratégia metodológica para investigar hipóteses evolutivo-adaptativas acerca de fenótipos complexos, e abre novas vias para compreender as bases genéticas das adaptações climáticas/microclimáticas em Triatominae. Isto, por sua vez, permite entender aspectos fundamentais da biologia destes vetores, incluindo as respostas às mudanças climáticas e a capacidade de domiciliação – um fenômeno de extrema importância epidemiológica, mas nunca, até agora, investigado de forma sistemática.