Análise da interação parasito-vetor da Doença de Chagas-Perfil Metabólico-

Abstract

Os organismos vivos possuem a capacidade de responder a vários sinais intra e extracelulares, o que, por sua vez, cria uma variedade de metabólitos na “sopa” celular. A metabolômica – ciência que lida com a identificação e quantificação de metabólitos num sistema biológico sob um conjunto de condições – está ganhando reconhecimento como uma ferramenta poderosa que ajuda a compreender o efeito de vários fatores de stress e condições ambientais sobre o metaboloma de um determinado sistema biológico. A metabolômica baseada em Ressonância Magnética Nuclear (RMN) está sendo usada em diferentes áreas, incluindo biologia de doenças, medicina, farmácia, toxicologia, alimentos, ciências ambientais, entre outras, contribuindo com uma melhor compreensão de conjuntos de metabólitos de interesse. Além disso, a RMN é aplicada para obter a impressão digital metabólica associada a diferentes sistemas biológicos. Dessa forma, o trabalho realizado neste doutorado se concentrou na análise metabólica do TG de Triatoma infestans, um dos mais importantes vetores do protozoário Trypanosoma cruzi, agente etiológico da doença de Chagas (DC). De forma geral, considera-se que este parasito não apresenta patogenicidade aos hospedeiros invertebrados (triatomíneos); no entanto, existem estudos que relatam efeitos negativos causados pela infecção. Assim, neste estudo, abordamos a importância de compreender a relação entre parasito e vetor na DC, por meio da análise comparada do metaboloma do sistema gastrointestinal de exemplares de T. infestans infectados e sem infecção pelo T. cruzi, por RMN. Identificamos 22 metabólitos, destacando sete (isoleucina, lisina, prolina, colina, betaina, acetato e glicose) como estatisticamente significantes na distinção entre os dois grupos (infectados e sem infecção). Discutimos as implicações fisiológicas desses metabólitos, considerando sua possível relação com fatores epidemiológicos e a interação entre o protozoário e o vetor. Embora nossos achados sugiram alterações no metabolismo do vetor induzidas pela presença do T. cruzi, ressaltamos a necessidade de estudos adicionais para determinar se essas mudanças afetam negativamente o inseto. A escassez de dados na literatura sobre o metabolismo do vetor e a interação parasito-vetor destaca a importância de uma compreensão mais aprofundada desses processos, fornecendo insights para o desenvolvimento de estratégias de controle de vetores e, por conseguinte, da transmissão da DC.

Living organisms can respond to various intra- and extracellular signals, which, in turn, create a variety of metabolites in the cellular "soup". Metabolomics – the science that deals with the identification and quantification of metabolites in a biological system under a set of conditions – is gaining recognition as a powerful tool that helps understand the effect of various stress factors and environmental conditions on the metabolome of a given biological system. Metabolomics based on Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is being used in different areas, including disease biology, medicine, pharmacy, toxicology, food, environmental sciences, among others, contributing to a better understanding of sets of metabolites of interest. Furthermore, NMR is applied to obtain the metabolic fingerprint associated with different biological systems. Therefore, the work carried out in this doctorate focused on the metabolic analysis of the TG of Triatoma infestans, one of the most important vectors of the protozoan Trypanosoma cruzi, the etiological agent of Chagas disease (CD). In general, it is considered that this parasite is not pathogenic to invertebrate hosts (triatomines); however, there are studies that report negative effects caused by the infection. Thus, in this study, we address the importance of understanding the relationship between parasite and vector in CD, through comparative analysis of the metabolome of the gastrointestinal system of specimens of T. infestans infected and without T. cruzi infection, by NMR. We identified 22 metabolites, highlighting seven (isoleucine, lysine, proline, choline, betaine, acetate and glucose) as statistically significant in distinguishing between the two groups (infected and without infection). We discuss the physiological implications of these metabolites, considering their possible relationship with epidemiological factors and the interaction between the protozoan and the vector. Although our findings suggest changes in the vector's metabolism induced by the presence of T. cruzi, we highlight the need for additional studies to determine whether these changes negatively affect the insect. The scarcity of data in the literature on vector metabolism and parasite-vector interaction highlights the importance of a more in-depth understanding of these processes, providing insights for the development of vector control strategies and, therefore, CD transmission.