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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/68301
AVALIAÇÃO DE MARCADORES MOLECULARES EXPRESSOS NAS FORMAS PROMASTIGOTAS METACÍCLICAS DE LEISHMANIA (LEISHMANIA) INFANTUM COM O USO DE MODELO EXPERIMENTAL IN VIVO DE LUTZOMYIA LONGIPALPIS
Marcadores Moleculares
Expressão Gênica
Lutzomyia longipalpis
Competência Vetorial
Gomes, Sandylere Moreira Baia | Date Issued:
2023
Alternative title
Evaluation of molecular markers expressed in metacyclic promastigote forms of Leishmania (Leishmania) infantum using an in vivo experimental model of Lutzomyia longipalpisComittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
As fêmeas de flebotomíneos possuem posição central no ciclo de transmissão dos agentes etiológicos das leishmanioses, pois é no seu trato digestório que as Leishmania spp. assumem a forma infectiva metacíclica, em uma relação espécieespecífica entre parasito e inseto. Abordagens moleculares são eficazes para a detecção do DNA parasitário das diferentes formas evolutivas durante o seu desenvolvimento no vetor. Contudo, a presença de DNA não indica infecção ativa por Leishmania spp. no flebotomíneo e, portanto, não confirma a infecção natural. Neste sentido, o objetivo do presente estudo foi identificar genes como potenciais marcadores de formas metacíclicas de Leishmania (Leishmania) infantum ao longo da metaciclogênese no trato digestório de Lutzomyia longipalpis, buscando desenvolver uma metodologia auxiliar aos estudos de competência vetorial em flebotomíneos. Foi desenvolvido um ensaio de RT-qPCR para a avaliação de expressão gênica diferencial durante os estágios evolutivos de L. (L.) infantum nos modelos in vitro e in vivo, a partir de fêmeas de flebotomíneos de colônia infectadas experimentalmente e ensaiadas nos tempos pós-infecção (PI): 3 dias PI, 6 dias PI e 10 dias PI. Para isso, foi avaliado um painel de 20 pares de iniciadores, incluindo iniciadores para genes normalizadores (β-actina, α-tubulina, S8 e GAPDH) e genes expressos nos diferentes estágios (procíclica, nectomona, leptomona e metacíclica). Nos ensaios in vitro, seguindo a curva de crescimento, foram analisados diferentes métodos para o enriquecimento das formas metacíclicas, extração de RNA e as condições ideais da qPCR. O método por gradiente por Ficoll-540 e o uso de Trizol/clorofórmio foram selecionados. O ensaio de RT-qPCR revelou eficiência ótima dos iniciadores testados para o método ΔΔCt, na concentração de 10μM e anelamento à 56°C. Nos ensaios de expressão gênica in vitro, os genes HASPa1, Manosiltransferase, SCGR3, HASPb, SCGR5 e SHERP foram mais expressos pelas formas metacíclicas. Para os experimentos in vivo, os genes que mais se destacaram como potenciais marcadores de formas metacíclicas foram HASPa1, SCG4, Manosiltransferase e SCGR3, enquanto o alvo META1 foi mais expresso nas formas nectomonas. As perspectivas são de consolidar os resultados obtidos nas análises in vivo, com um maior número amostral, e analisar o potencial de aplicação desses alvos em insetos coletados em campo. Esperamos com este estudo produzir novos conhecimentos para melhor compreender quais espécies de flebotomíneos estão atuando como vetores em uma determinada região, e assim, auxiliar as estratégias de controle vetorial.
Abstract
Female sandflies have a central position in the transmission cycle of the etiological agents of leishmaniasis, since it is in their digestive tract that Leishmania spp. assume the metacyclic infective form, in a species-specific relationship between parasite and insect. Molecular approaches are effective for detecting the parasitic DNA of the different evolutionary forms during their development in the vector. However, the presence of DNA does not indicate active Leishmania spp. infection in the sandfly and therefore does not confirm natural infection. In this sense, the objective of the present study was to identify genes as potential markers of metacyclic forms of Leishmania (Leishmania) infantum along metacyclogenesis in the digestive tract of Lutzomyia longipalpis, seeking to develop an auxiliary methodology for vector competence studies in sandflies. An RT-qPCR assay was developed for the evaluation of differential gene expression during the evolutionary stages of L. (L.) infantum in the in vitro and in vivo models, from colony females sandflies experimentally infected and tested in post-infection times in the post-infection (PI) times: 3 days PI, 6 days PI and 10 days PI. For this, a panel of 20 pairs of primers was evaluated, including primers for normalizing genes (β-actin, α-tubulin, S8 and GAPDH) and genes expressed in the different stages (procyclic, nectomonad, leptomonad and metacyclic). In the in vitro assays, following the growth curve, different methods were analyzed for the enrichment of metacyclic forms, RNA extraction and the ideal qPCR conditions. The Ficoll-540 gradient method and the use of Trizol/chloroform were selected. The RTqPCR assay revealed optimal efficiency of the primers tested for the ΔΔCt method, ata concentration of 10μM and annealing at 56°C. In the in vitro gene expression assays, the genes HASPa1, Manosyltransferase, SCGR3, HASPb, SCGR5 and SHERP were more expressed by the metacyclic forms. For the in vivo experiments, the genes that stood out the most as potential markers of metacyclic forms were HASPa1, SCG4, Manosyltransferase and SCGR3, while the META1 target was more expressed in the nectomonad forms. The prospects are to consolidate the results obtained in the in vivo analyses, with a larger sample size, and to analyze the potential application of these targets in insects collected in the field. With this study, we hope to produce new knowledge to better understand which sandfly species are acting as vectors in a given region, and thus assist vector control strategies.
Keywords in Portuguese
Leishmania infantumMarcadores Moleculares
Expressão Gênica
Lutzomyia longipalpis
Competência Vetorial
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