Estrutura morfológica da pele de Haddadus binotatus e Ischnocnema henselii e sua relação com a resistência à infecção por Batrachochytrium dendrobatidis

Abstract

Os anfíbios enfrentam uma panzootia, desde a década de 50, provocada por uma doença infecciosa emergente, causada pelo fungo Batrachochytrium dendrobatidis (Bd). Esta doença é denominada quitridiomicose e está associada à redução populacional de mais de 500 espécies de anfíbios e à extinção de aproximadamente 90 espécies. A infecção atinge a pele dos anfíbios, comprometendo funções fisiológicas essenciais para a sobrevivência, tais como, respiração, osmorregulação e absorção de água, o que pode levar o hospedeiro à morte. Contudo, as espécies apresentam diferentes susceptibilidades à doença. Sabe-se que algumas espécies são altamente vulneráveis enquanto outras são resistentes ao patógeno. Uma das possíveis explicações para as variações na resistência ao Bd está na própria pele dos anfíbios, que tem mecanismos para combater a infecção. Peptídeos antimicrobianos, produzidos pelas glândulas granulares da derme, desempenham um papel fundamental na proteção dos anfíbios contra patógenos. Estudos anteriores observaram diferenças marcantes entre as espécies de desenvolvimento direto Haddadus binotatus e Ischnocnema henselii quanto à resistência à infecção por Bd, mesmo se tratando de espécies simpátricas, I. henselii apresenta altas cargas e prevalências do fungo em suas populações, enquanto não se detecta Bd nas populações de H. binotatus. Contudo, os mecanismos responsáveis por esse contraste ainda não foram elucidados. O presente estudo investigou a morfologia da pele de H. binotatus e I. henselii, com o objetivo de identificar diferenças estruturais que possam esclarecer as variações na resistência à infecção pelo fungo Bd. Foram realizados cortes transversais em seis regiões da pele de seis indivíduos por espécie. As secções foram desidratadas em uma série crescente de etanol, incluídas em Leica Historesin® e seccionadas a 5 μm em micrótomo LEICA RM2255. As lâminas foram coradas com Hematoxilina-Eosina e tricrômico de Mallory e observadas e fotografadas em microscópio Optika® B-510 BF com câmera CB-10+ e programa Proview. A histologia mostra uma estrutura da pele semelhante entre as duas espécies, porém com diferenças significativas de espessura: a epiderme e os estratos esponjoso e compacto de H. binotatus são mais espessos que os de I. henselii. Além disso, H. binotatus apresenta maior quantidade de glândulas mucosas distribuídas pelo corpo, enquanto I. henselii contém maior quantidade de glândulas granulares. As análises também revelaram que, em ambas as espécies, a região ventral apresenta maior espessura epidérmica em comparação à dorsal, e que a região ventral femoral se destaca pela predominância de glândulas granulares, sugerindo um papel específico na proteção contra microrganismos. Por fim, observou-se que a região palmar é a mais espessa do corpo em ambas as espécies, caracterizando-se pela abundância de glândulas mucosas, enquanto a plantar apresenta glândulas de menor diâmetro, mas com presença relativamente maior de granulares em I. henselii.

Amphibians have been facing a panzootic since the 1950s, caused by an emerging infectious disease triggered by the fungus Batrachochytrium dendrobatidis (Bd). This disease, known as chytridiomycosis, is associated with population declines in more than 500 amphibian species and the extinction of approximately 90 species. The infection affects the skin of amphibians, impairing essential physiological functions for survival, such as respiration, osmoregulation, and water absorption, which can ultimately lead to the host’s death. However, species exhibit different susceptibilities to the disease. Some species are known to be highly vulnerable, while others are resistant to the pathogen. One possible explanation for variations in resistance to Bd lies in the amphibians’ skin itself, which has mechanisms to combat infection. Antimicrobial peptides, produced by the granular glands in the dermis, play a key role in protecting amphibians against pathogens. Previous studies have reported striking differences between the direct-developing species Haddadus binotatus and Ischnocnema henselii in their resistance to Bd infection. Even though they are sympatric species, I. henselii shows high fungal loads and prevalence in its populations, whereas Bd has not been detected in H. binotatus populations. Nonetheless, the mechanisms underlying this contrast remain unclear. The present study investigated the skin morphology of H. binotatus and I. henselii with the aim of identifying structural differences that could shed light on variations in resistance to Bd infection. Transverse sections were taken from six skin regions of six individuals of each species. The sections were dehydrated in a graded ethanol series, embedded in Leica Historesin®, and cut at 5 μm using a LEICA RM2255 microtome. Slides were stained with Hematoxylin–Eosin and Mallory’s trichrome, and then observed and photographed under an Optika® B-510 BF microscope with a CB-10+ camera and Proview software. Histology revealed a similar general skin structure between the two species but with significant differences in thickness: the epidermis and both the spongy and compact dermal layers of H. binotatus were thicker than those of I. henselii. In addition, H. binotatus exhibited a greater number of mucous glands distributed throughout the body, whereas I. henselii contained a larger number of granular glands. Analyses also showed that in both species the ventral region had a thicker epidermis compared to the dorsal region, and that the ventral femoral region was characterized by a predominance of granular glands, suggesting a specific role in protection against microorganisms. Finally, it was observed that the palmar region was the thickest skin area in both species, characterized by an abundance of mucous glands, whereas the plantar region showed glands of smaller diameter but with a relatively higher proportion of granular glands in I. henselii.