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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/66700
ESTUDO DO COMPORTAMENTO DE BUSCA POR HOSPEDEIRO EM RHODNIUS PROLIXUS: IMPACTO DA INFECÇÃO POR TRYPANOSOMA RANGELI NA ATRATIVIDADE DE HOSPEDEIROS MAMÍFEROS
Trypanosoma rangeli
atratividade
hospedeiros mamíferos
manipulação
Trypanosoma rangeli/patogenicidade
Técnicas de Observação do Comportamento/métodos
Interações entre Hospedeiro e Microrganismos
Santos, Luan Felipe | Date Issued:
2024
Author
Advisor
Co-advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Abstract in Portuguese
Trypanosoma rangeli (Tejera, 1920) é um parasito que infecta triatomíneos e mamíferos nas Américas Central e do Sul. O parasito compartilha hospedeiros com Trypanosoma cruzi (Chagas, 1909) o agente causador da doença de Chagas, mas não causa doença ao ser humano. O seu desenvolvimento no inseto vetor é bem conhecido, entretanto, ainda não se conhecem as formas multiplicativas de T. rangeli no hospedeiro mamífero. A manipulação comportamental induzida por parasitos é um processo multidimensional que impacta as decisões comportamentais do hospedeiro de forma a beneficiar a transmissão do parasito. Uma das estratégias utilizadas por parasitos que possuem mais de um hospedeiro é o aumento da proximidade entre os hospedeiros intermediário e final. Estudos prévios mostraram que ninfas de Rhodnius prolixus infectadas por T. rangeli apresentam alterações na atividade locomotora que levam a um aumento na transmissão do parasito. Também já foi mostrado um aumento da atratividade de mamíferos infectados para seus vetores nas associações de hamsters infectados por Leishmania infantum e flebotomíneos, e de camundongos e humanos infectados por Plasmodium e mosquitos. Sendo assim, o presente estudo avaliou se a infecção por T. rangeli poderia promover algum tipo de alteração no hospedeiro mamífero capaz de modificar sua atratividade para os insetos vetores. Ensaios de escolha utilizando arenas mostraram que ninfas de R. prolixus foram significativamente mais atraídas para camundongos infectados. Entretanto, esse aumento não se refletiu na proporção de insetos predados, o que sugere um aumento de fitness para o parasito, já que um número maior de insetos se alimenta e se infecta. O próximo passo foi avaliar quais pistas do hospedeiro vertebrado estariam modificadas durante a infecção e levando ao aumento da atratividade. Não foram observadas diferenças na atividade noturna de camundongos infectados ou não pelo parasito. Entretanto, foi observado um aumento na temperatura corporal dos camundongos infectados ao longo de 120 dias de infecção. Além disso, também foram observadas diferenças no perfil de odores liberados por camundongos infectados. Os resultados sugerem que temperatura e compostos liberados no odor de animais infectados possam ser pistas que modificam a sua atratividade para o inseto vetor. Finalmente, foram avaliados alguns parâmetros do desenvolvimento do T. rangeli no camundongo. O número de parasitos se manteve baixo ao longo do período avaliado, apresentando um pico de parasitemia no quinto dia pós infecção e desaparecendo do sangue circulante em 120 dias. O DNA do parasito foi detectado por PCR e qPCR no baço e linfonodos mesentéricos dos camundongos infectados que sobreviveram aos 132 dias de experimento, indicando que o parasito promove uma infecção de longa duração. Os camundongos infectados apresentaram um ganho de peso mais lento ao longo do período de infecção e não foram observadas diferenças significativas nas taxas de sobrevivência. Esse estudo traz novos entendimentos sobre o desenvolvimento do T. rangeli no hospedeiro mamífero, e mostra pela primeira vez, que a infecção pelo parasito modifica a atratividade desse hospedeiro para o inseto vetor, através de alterações nas pistas utilizadas pelo inseto para localizar o hospedeiro.
Abstract
Trypanosoma rangeli (Tejera, 1920) is a parasite that infects triatomines and mammals in Central and South America. The parasite shares hosts with Trypanosoma cruzi (Chagas, 1909), the causative agent of Chagas disease, but does not cause disease in humans. Its development in the insect vector is well understood; however, the multiplicative forms of T. rangeli in the mammalian host are still unknown. Behavioral manipulation induced by parasites is a multidimensional process that impacts the host's behavioral decisions in a way that benefits the transmission of the parasite. One strategy used by parasites with more than one host is to increase the proximity between intermediate and final hosts. Previous studies have shown that nymphs of Rhodnius prolixus infected with T. rangeli exhibit changes in locomotor activity that lead to increased transmission of the parasite. Increased attractiveness of infected mammals to their vectors has also been demonstrated in associations between hamsters infected with Leishmania infantum and phlebotomines, as well as mice and humans infected with Plasmodium and mosquitoes. Therefore, this study evaluated whether infection with T. rangeli could induce any changes in the mammalian host that would modify its attractiveness to vector insects. Choice assays using arenas showed that R. prolixus nymphs were significantly more attracted to infected mice. However, this increase did not reflect in the proportion of insects predated, suggesting an increase in fitness for the parasite, as a larger number of insects feed and become infected. The next step was to assess which cues from the vertebrate host were modified during infection and led to increased attractiveness. No differences were observed in the nocturnal activity of infected or uninfected mice. However, an increase in the body temperature of infected mice was observed over the 120-day infection period. Additionally, differences in the odor profile released by infected mice were noted. The results suggest that temperature and compounds released in the odor of infected animals may be cues that modify their attractiveness to the vector insect. Finally, several parameters of T. rangeli development in mice were assessed. The number of parasites remained low throughout the evaluation period, peaking on the fifth day post-infection and disappearing from circulating blood by 120 days. The parasite's DNA was detected by PCR and qPCR in the spleen and mesenteric lymph nodes of infected mice that survived the 132-day experiment, indicating that the parasite induces a long-lasting infection. Infected mice exhibited slower weight gain during the infection period, and no significant differences in survival rates were observed. This study provides new insights into the development of T. rangeli in the mammalian host and shows for the first time that infection by the parasite modifies the attractiveness of this host to the vector insect through alterations in the cues used by the insect to locate the host.
Keywords in Portuguese
ComportamentoTrypanosoma rangeli
atratividade
hospedeiros mamíferos
manipulação
DeCS
Doença de Chagas/parasitologiaTrypanosoma rangeli/patogenicidade
Técnicas de Observação do Comportamento/métodos
Interações entre Hospedeiro e Microrganismos
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