RESUMO
Blood-feeding arthropods secrete potent salivary molecules, which include platelet aggregation inhibitors, vasodilators, and anticoagulants. Among these molecules, Alboserpin, the major salivary anticoagulant from the mosquito vector Aedes albopictus, is a specific inhibitor of the human coagulation factor Xa (FXa). In this study, we investigated the anti-inflammatory properties of Alboserpin, in vitro and in vivo. In vitro, Alboserpin inhibited FXa-induced protease-activated receptor (PAR)-1, PAR-2, PAR-3, VCAM, ICAM, and NF-κB gene expression in primary dermal microvascular endothelial cells. Alboserpin also prevented FXa-stimulated ERK1/2 gene expression and subsequent inflammatory cytokine release (MCP-1, TNF-α, IL-6, IL-8, IL-1ß, IL-18). In vivo, Alboserpin reduced paw edema induced by FXa and subsequent release of inflammatory cytokines (CCL2, MCP-1, IL-1α, IL-6, IL-1ß). Alboserpin also reduced FXa-induced endothelial permeability in vitro and in vivo. These findings show that Alboserpin is a potent anti-inflammatory molecule, in vivo and in vitro, and may play a significant role in blood feeding.
Assuntos
Aedes , Aedes/metabolismo , Animais , Anti-Inflamatórios/farmacologia , Anticoagulantes/farmacologia , Citocinas , Células Endoteliais/metabolismo , Humanos , Interleucina-6 , Mosquitos Vetores , Receptor PAR-1/genética , Receptor PAR-1/metabolismoRESUMO
Female mosquitoes require blood meals for egg development. The saliva of blood feeding arthropods contains biochemically active molecules, whose anti-hemostatic and anti-inflammatory properties facilitate blood feeding on vertebrate hosts. While transcriptomics has presented new opportunities to investigate the diversity of salivary proteins from hematophagous arthropods, many of these proteins remain functionally undescribed. Previous transcriptomic analysis of female salivary glands from Culex quinquefasciatus, an important vector of parasitic and viral infections, uncovered a 12-member family of putatively secreted proteins of unknown function, named the Cysteine and Tryptophan-Rich (CWRC) proteins. Here, we present advances in the characterization of two C. quinquefasciatus CWRC family members, CqDVP-2 and CqDVP-4, including their enrichment in female salivary glands, their specific localization within salivary gland tissues, evidence that these proteins are secreted into the saliva, and their native crystal structures, at 2.3 âÅ and 1.87 âÅ, respectively. The ß-trefoil fold common to CqDVP-2 and CqDVP-4 is similar to carbohydrate-binding proteins, including the B subunit of the AB toxin, ricin, from the castor bean Ricinus communis. Further, we used a glycan array approach, which identifies carbohydrate ligands associated with inflammatory processes and signal transduction. Glycan array 300 testing identified 100 carbohydrate moieties with positive binding to CqDVP-2, and 77 glycans with positive binding to CqDVP-4. The glycan with the highest relative fluorescence intensities, which exhibited binding to both CqDVP-2 and CqDVP-4, was used for molecular docking experiments. We hypothesize that these proteins bind to carbohydrates on the surface of cells important to host immunology. Given that saliva is deposited into the skin during a mosquito bite, and acts as the vehicle for arbovirus inoculation, understanding the role of these proteins in pathogen transmission is of critical importance. This work presents the first solved crystal structures of C. quinquefasciatus salivary proteins with unknown function. These two molecules are the second and third structures reported from salivary proteins from C. quinquefasciatus, an important, yet understudied disease vector.
RESUMO
During blood-feeding, mosquito saliva is injected into the skin to facilitate blood meal acquisition. D7 proteins are among the most abundant components of the mosquito saliva. Here we report the ligand binding specificity and physiological relevance of two D7 long proteins from Culex quinquefasciatus mosquito, the vector of filaria parasites or West Nile viruses. CxD7L2 binds biogenic amines and eicosanoids. CxD7L1 exhibits high affinity for ADP and ATP, a binding capacity not reported in any D7. We solve the crystal structure of CxD7L1 in complex with ADP to 1.97 Å resolution. The binding pocket lies between the two protein domains, whereas all known D7s bind ligands either within the N- or the C-terminal domains. We demonstrate that these proteins inhibit hemostasis in ex vivo and in vivo experiments. Our results suggest that the ADP-binding function acquired by CxD7L1 evolved to enhance blood-feeding in mammals, where ADP plays a key role in platelet aggregation.
Assuntos
Difosfato de Adenosina/química , Culex/química , Mosquitos Vetores , Proteínas e Peptídeos Salivares/química , Trifosfato de Adenosina/química , Animais , Sítios de Ligação , Biologia Computacional/métodos , Cristalografia por Raios X , Eicosanoides/química , Comportamento Alimentar , Perfilação da Expressão Gênica , Hemostasia , Humanos , Proteínas de Insetos/química , Ligantes , Nucleotídeos/química , Agregação Plaquetária , Ligação Proteica , Domínios Proteicos , Saliva/química , TermodinâmicaRESUMO
O simulídeo Thyrsopelma guianense é o principal vetor da oncocercose no Brasil, e pouco se conhece sobre a composição e função da saliva em simulídeos. Artrópodes hematófagos contém uma poção mágica para interagir com à hemostase, inflamação e imunidade de seus hospedeiros. A glândula salivar de fêmeas de T. guianense é constituída de dois lobos idênticos contendo uma glândula principal (envolvida com a alimentação com sangue) e uma acessória (envolvida com a alimentação com açúcar), a última similar à glândula de macho. A análise histoquímica demonstrou uma saliva é rica em polissacarídeos, proteínas e lipídios principalmente na glândula principal. Essa região contém cavidades secretoras elétron-densas, enquanto, o lúmen da glândula acessória é elétron-lucente. Os homogenados salivares inibiram a coagulação sanguínea, atuando em fXa mas não em trombina. Esses homogenados também apresentaram atividade enzimática de lisozima em pH 7,0.
O sialotranscriptoma isolou e identificou 1.772 transcritos, classificados como secretores (S) (74,7%), celulares (C) (16,2%), produtos de função desconhecida (U) (9%) e elementos de transposição (0,1%). Esse sialotranscriptoma identificou famílias de proteínas ubíquas como antígeno-5, Yellow, domínios ML, lipocalina, lisozima, cecropina, serpina, domínios Kunitz, serino proteases, hialuronidase, apirase, glicosidases, adenosina deaminase e destabilase, além de famílias de proteínas específicas para insetos como Aegyptina e a superfamília D7/OBP. Cerca de 63,4% dos produtos secretores corresponderam a famílias de proteínas encontradas somente em Simulium, como SVEP/Marydilan, proteínas ácidas ricas em His, Sv 7,8 kDa, mucinas, tipo-colágeno, básicas 7-13 kDa, Sv 7,8 kDa, 4,8 kDa, básicas 7,4 kDa, básica 13 kDa e família 5-Cys. Várias famílias de proteínas foram deorfanizadas do sialotranscriptoma de S. nigrimanum como Sn 8-10 Cys W, ácida 28 kDa, básica 28 kD, 19 kDa, básica 8 kDa e Sn básica 4,4 kDa. Transcritos com similaridade para kunitoxina foram encontrados em T. guianense. Observamos um aumento na expressão de transcritos para a classe S e expecionalmente em SVEP, e nos subgrupos síntese de proteína e metabolismo energético da classe C, em relação a outros sialotranscriptomas de Simulium. O proteoma confirmou 28 das 32 famílias de proteínas encontradas no transcriptoma e disponibilizamos 101 sequências de proteínas de interesse para o NCBI. Essa é a primeira descrição de um sialoma (do grego Greek Sialo=saliva) de um vetor de oncocercose. Assim, nossos resultados ajudam no entendimento do papel da saliva de Simulium na transmissão de Onchocerca volvulus e para a evolução de proteínas salivares em simulídeos, além de consistir numa plataforma de novos compostos antihemostáticos e candidatos a vacina contra oncocercose.
Assuntos
Humanos , Animais , Bovinos , Oncocercose/transmissão , Glândulas SalivaresRESUMO
O simulídeo Thyrsopelma guianense é o principal vetor da oncocercose no Brasil, e pouco se conhece sobre a composição e função da saliva em simulídeos. Artrópodes hematófagos contém uma poção mágica para interagir com à hemostase, inflamação e imunidade de seus hospedeiros. A glândula salivar de fêmeas de T. guianense é constituída de dois lobos idênticos contendo uma glândula principal (envolvida com a alimentação com sangue) e uma acessória (envolvida com a alimentação com açúcar), a última similar à glândula de macho. A análise histoquímica demonstrou uma saliva é rica em polissacarídeos, proteínas e lipídios principalmente na glândula principal. Essa região contém cavidades secretoras elétron-densas, enquanto, o lúmen da glândula acessória é elétron-lucente. Os homogenados salivares inibiram a coagulação sanguínea, atuando em fXa mas não em trombina. Esses homogenados também apresentaram atividade enzimática de lisozima em pH 7,0.
O sialotranscriptoma isolou e identificou 1.772 transcritos, classificados como secretores (S) (74,7%), celulares (C) (16,2%), produtos de função desconhecida (U) (9%) e elementos de transposição (0,1%). Esse sialotranscriptoma identificou famílias de proteínas ubíquas como antígeno-5, Yellow, domínios ML, lipocalina, lisozima, cecropina, serpina, domínios Kunitz, serino proteases, hialuronidase, apirase, glicosidases, adenosina deaminase e destabilase, além de famílias de proteínas específicas para insetos como Aegyptina e a superfamília D7/OBP. Cerca de 63,4% dos produtos secretores corresponderam a famílias de proteínas encontradas somente em Simulium, como SVEP/Marydilan, proteínas ácidas ricas em His, Sv 7,8 kDa, mucinas, tipo-colágeno, básicas 7-13 kDa, Sv 7,8 kDa, 4,8 kDa, básicas 7,4 kDa, básica 13 kDa e família 5-Cys. Várias famílias de proteínas foram deorfanizadas do sialotranscriptoma de S. nigrimanum como Sn 8-10 Cys W, ácida 28 kDa, básica 28 kD, 19 kDa, básica 8 kDa e Sn básica 4,4 kDa. Transcritos com similaridade para kunitoxina foram encontrados em T. guianense. Observamos um aumento na expressão de transcritos para a classe S e expecionalmente em SVEP, e nos subgrupos síntese de proteína e metabolismo energético da classe C, em relação a outros sialotranscriptomas de Simulium. O proteoma confirmou 28 das 32 famílias de proteínas encontradas no transcriptoma e disponibilizamos 101 sequências de proteínas de interesse para o NCBI. Essa é a primeira descrição de um sialoma (do grego Greek Sialo=saliva) de um vetor de oncocercose. Assim, nossos resultados ajudam no entendimento do papel da saliva de Simulium na transmissão de Onchocerca volvulus e para a evolução de proteínas salivares em simulídeos, além de consistir numa plataforma de novos compostos antihemostáticos e candidatos a vacina contra oncocercose.
Assuntos
Humanos , Animais , Bovinos , Glândulas Salivares , Oncocercose/transmissãoRESUMO
In this study, anticoagulant activity was detected in salivary gland homogenates (SGHs) of Thyrsopelma guianense (Diptera: Simuliidae). The SGH yielded 1.07 microg +/- 0.03 (n = 15) of total soluble protein per pair of glands. In addition, following SDS-PAGE (12.5% gel) and silver nitrate staining, 12 polypeptides with molecular weights ranging from 14-69 kDa were detected in all physiological ages analyzed (12 h, 24 h, 48 h and 72 h following emergence). Coagulation bioassays showed that the SGHs had activities that interacted at all levels of coagulation (the intrinsic, extrinsic and common pathways), by extending the plasma recalcification time, prothrombin time, thrombin time. This is the first report on the activity of salivary gland proteins from the main vector of onchocerciasis in Brazil. We also suggest detailed studies on the morphology and function of the salivary glands in order to understand the role of these proteins in host/vector interactions.
Assuntos
Anticoagulantes/farmacologia , Proteínas de Insetos/farmacologia , Insetos Vetores/química , Glândulas Salivares/química , Simuliidae/química , Animais , Anticoagulantes/isolamento & purificação , Brasil , Eletroforese em Gel de Poliacrilamida , Feminino , Humanos , Proteínas de Insetos/isolamento & purificação , Oncocercose/transmissão , Fatores de TempoRESUMO
In this study, anticoagulant activity was detected in salivary gland homogenates (SGHs) of Thyrsopelma guianense (Diptera: Simuliidae). The SGH yielded 1.07 ìg ± 0.03 (n = 15) of total soluble protein per pair of glands. In addition, following SDS-PAGE (12.5 percent gel) and silver nitrate staining, 12 polypeptides with molecular weights ranging from 14-69 kDa were detected in all physiological ages analyzed (12 h, 24 h, 48 h and 72 h following emergence). Coagulation bioassays showed that the SGHs had activities that interacted at all levels of coagulation (the intrinsic, extrinsic and common pathways), by extending the plasma recalcification time, prothrombin time, thrombin time. This is the first report on the activity of salivary gland proteins from the main vector of onchocerciasis in Brazil. We also suggest detailed studies on the morphology and function of the salivary glands in order to understand the role of these proteins in host/vector interactions.
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Animais , Feminino , Humanos , Anticoagulantes/farmacologia , Proteínas de Insetos/farmacologia , Insetos Vetores/química , Glândulas Salivares/química , Simuliidae/química , Anticoagulantes/isolamento & purificação , Brasil , Eletroforese em Gel de Poliacrilamida , Proteínas de Insetos/isolamento & purificação , Oncocercose/transmissão , Fatores de TempoRESUMO
The sand fly Lutzomyia cruzi is considered as one of vectors of visceral leishmaniasis in Brazil. This work examined optimum feeding age, feeding time, host preference, fecundity rates, and female blood meal volume taken by single females from a closed colony of L. cruzi. Mean feeding time was longer on hamsters, 6.6 minutes, than on humans, 5.7 minutes. 49.1 percent of the 48h-old flies fed on humans and 43.3 percent of 72h-old flies fed on hamsters. Of a total of 120 females, 61 percent fed on humans and 25 percent fed on hamsters. Total fecundity was significantly higher in females fed on hamster than on human or opossum. Laboratory-reared L. cruzi females fed earlier, more promptly, and preferably on humans than on hamsters when offered these blood-meal sources simultaneously. The blood-meal volume is higher in females fed on hamsters than other hosts (human and opossum).
O flebotomíneo Lutzomyia cruzi é incriminado como um dos vetores de leishmaniose visceral no Brasil. Foram estudados: a idade ótima, a preferência alimentar, os índices de fecundidade e o volume de alimentação sanguínea realizado com fêmeas de L. cruzi colonizadas em laboratório. O tempo médio de alimentação foi maior em hamster, seguido de humano. Verificou-se que 49,1 por cento das fêmeas alimentaram-se em humano com 48h enquanto em hamster, 43,3 por cento alimentaram-se com 72h. Das 120 fêmeas observadas, 61 por cento realizaram a alimentação em humanos e 25 por cento em hamster. A fecundidade total foi maior nas fêmeas alimentadas em hamster, humano e mucura, respectivamente. Observou-se que fêmeas de L. cruzi colonizadas alimentam-se mais facilmente e preferencialmente em humanos do que em hamster quando ambas as fontes de alimentação são oferecidas simultaneamente. O volume da alimentação sanguínea foi maior nas fêmeas alimentadas em hamster.
Assuntos
Psychodidae , Volume Sanguíneo , Fertilidade , Doenças Transmitidas por Vetores , Leishmaniose VisceralRESUMO
A Vila de Pitinga, Presidente Figueiredo/AM, é uma área de exploração de minérios e endêmica para leishmaniose tegumentar americana (LTA). A vila é a sede administrativa e local de moradia de seus funcionários. O comportamento epidemiológico da endemia, avaliado para o período de 2000 a 2004, foi relacionado com as medidas de controle adotadas para reduzir a incidência da doença na área e comparado com o registrado para o município e o Estado do Amazonas. A maior proporção dos casos detectados no período ocorreu no gênero masculino, com atividades laborais de contato com a floresta. O declínio na incidência de casos de LTA na área do estudo, não foi observado como ocorrido no Município e Estado e foi considerado resultante das medidas de controle para a doença, aplicadas na área.
The village of Pitinga, Presidente Figueiredo, AM, is a mining area and endemic for American Cutaneous Leishmaniasis (ACL). The village is the administrative office of the mine and where mining workers live. This study presents the profile of ACL in the 2000-2004 period. The highest prevalence of ACL occurs in male individuals with forest-related activities. The reduction in the number of ACL cases in the study area was not observed in the municipality and the state, a fact probably related to the disease control measures put into practice in the area.