Clonagem, caracterização e expressão de cDNAs similares a calreticulina e paramiosina isolados de glândula salivar do carrapato Boophilus microplus (Canestrini, 1887)

O carrapato Boophilus microplus é um dos mais importantes ectoparasitas dos rebanhos bovinos, estando em todas as áreas tropicais e subtropicais entre o paralelo 32 °N e 32 °S, abrangendo regiões que se dedicam à pecuária na América, África, Ásia e Oceania. O controle do carrapato B. microplus é realizado principalmente com o uso de acaricidas, entretanto devido a crescente preocupação com os problemas criados pela poluição química do ambiente, ao alto custo e toxicidade das drogas e ao aparecimento de carrapatos resistentes aos acaricidas, alternativas para o controle do B. microplus devem ser encontradas. A sobrevivência dos carrapatos depende grandemente da sua capacidade de evadir o sistema imunológico dos hospedeiros, portanto antígenos da glândula salivar poderiam ser alvos para intervenção imunoprofilática. Neste trabalho foram isolados cDNAs não previamente descritos correspondentes a antígenos presentes na glândula salivar. cDNAs que codificam para proteínas similares a paramiosina e calreticulina foram seqüenciados, expressos em Escherichia coli e as proteínas recombinantes purificadas, tendo sido produzidos soros policlonais contra as proteínas recombinantes em coelhos. As seqüências foram caracterizadas e alinhamentos múltiplos com outras seqüências foram determinados. O gene da calreticulina mostrou ser expresso em todos os estágios e tecidos testados, tanto em experimentos de RT-PCR quanto de Western blot, tendo sido demonstrado também a sua secreção pela saliva. Análise filogenética indica o agrupamento do gene de B. microplus com seqüências de outros artrópodos. Soros de bovinos infestados não reconhecem a calreticulina recombinante, apesar dela ser reconhecida pelo soro de cães infestados pelo carrapato Rhippicephalus sanguineus. A paramiosina mostrou-se, em ensaios de Western blot, também estar presente em todos os estágios testados, porém não na saliva. A paramiosina recombinante foi capaz de ligar colágeno e IgGs. Ambas as proteínas correspondem a proteínas multi-funcionais possivelmente envolvidas na imunomodulação do hospedeiro, tendo sido sugeridas como imunógenos protetores contra outros parasitas.

Clonagem e caracterização parcial de cDNA de glândula salivar de Boophilus microplus (Acari:Ixodidae) similar a glutationa s-transferase

O carrapato Boophilus microplus é um ectoparasita hematófago de bovino que causa sérias perdas econômicas. Estudos para o desenvolvimento de formas alternativas de controle do carrapato tem sido realizados para diminuir ou substituir a aplicação de agentes químicos, que contaminam o ambiente, os derivados da carne, além dos problemas de resistência das gerações de carrapatos aos acaricidas. As vacinas são uma forma alternativa de controle do carrapato. As enzimas glutationa S-transferase (GSTs) são alvo potencial para intervenção imunológica contra alguns parasitas. Este trabalho teve como objetivo isolar e caracterizar parcialmente um cDNA de B. microplus similar a GST da classe Mu. O clone SG2 foi isolado dentre aproximadamente 8 x 103 pfu de fagos recombinantes de uma biblioteca de cDNA de glândula salivar de partenógina, sondada com anti-soro de coelho contra glândula salivar. O clone SG2 contendo um inserto de 864 pb teve sua seqüência determinada e a fase de leitura aberta corresponde a 220 amino ácidos. A análise desta seqüência indicou que o gene clonado codifica uma GST de B. microplus (BmGST) com um motivo altamente conservado entre os resíduos 60 e 68 que compreende o sítio de ligação a glutationa (GSH) e outro motivo SLAILRYL, centrado no resíduo 78 da seqüência. No alinhamento múltiplo da AgSG2 com outras GSTs foi observada uma similaridade de até 41% com GSTs da classe Mu de outros organismos e inclusive com outra GST da classe Mu isolada de larva de B. microplus (HE et al., 1999). A proteína recombinante AgSG2 purificada apresentou atividade enzimática contra o substrato cromogênico CDNB. Ensaios de atividade enzimática com extratos de tecidos, secreções e excreções foram realizados para verificar a presença de GST. Ensaios de RT-PCR com tecidos de B. microplus indicaram que os sítios de síntese de BmGST são glândulas salivares e intestino de partenógina e teleógina.

Purificação e caracterização da microfilina, o segundo inibidor de trombina da saliva do carrapato Boophilus microplus

A saliva do carrapato bovino Boophilus microplus contém dois inibidores de trombina: o BmAP e a microfilina. Este trabalho apresenta a purificação e a caracterização deste último anticoagulante. A microfilina foi purificada da saliva por cromatografia de gel filtração, ultrafiltração em membrana de exclusão de 3 kDa e cromatografia de afinidade em trombina-Sepharose. A análise por espectrometria de massas mostrou uma massa molecular de 1770 Da. Com uma composição de 16 aminoácidos, a microfilina é o segundo menor inibidor peptídico de trombina já descrito. A microfilina inibe a fibrinocoagulação e a agregação plaquetária induzida por trombina com IC50 de 5 M. Como ela não inibe a atividade amidolítica da enzima sobre S2238, mas inibe a hidrólise de um substrato sintético longo que interage com o exosítio I da trombina, o mecanismo de ação proposto para a microfilina é o bloqueio do exosítio I da enzima. A microfilina é resistente à temperatura e não inibe a atividade amidolítica de fXa, plasmina, proteína C ativada, uroquinase, quimiotripsina e tripsina. O estudo mais detalhado da microfilina permitirá sua avaliação como antígeno contra o carrapato e/ou como droga antitrombótica.

Caracterização molecular e morfofisiológica de diferentes isolados do fungo entomopatogênico Metarhizium anisopliae e análise morfológica do processo de infecção em Boophilus microplus

A caracterização molecular e morfofisiológica de 28 isolados de Metarhizium ssp. foi avaliada por análises de seqüências do espaçador transcrito interno (ITS1 e ITS2), presença de elementos dsRNA e taxa de crescimento e esporulação em diferentes temperaturas e pH. A patogenicidade de 19 isolados do fungo entomopatogênico Metarhizium ssp. foi avaliada para fêmeas ingurgitadas do carrapato Boophilus microplus. As alterações cronológicas durante o processo de infecção Metarhizium anisopliae isolado E6 em B. microplus foi avaliada em detalhe por microscopia óptica e eletrônica de varredura e transmissão. O seqüenciamento do espaçador transcrito interno confirmou a identidade taxonômica dos isolados avaliados como M. anisopliae var. anisopliae ou M. anisopliae var. majus e mostrou que dois isolados (CG291 e CG423), previamente classificados como Metarhizium flavoviride, são pertencentes a M. anisopliae var. anisopliae. Os testes sobre a influência da temperatura e pH no desenvolvimento e esporulação dos isolados evidenciaram que a melhor temperatura de crescimento para a maioria desses foi 28oC e que o crescimento foi ótimo na faixa de pH entre 4 a 9. Os bioensaios mostraram que três isolados (C14, CG47 e CG97) foram altamente patogênicos para fêmeas ingurgitadas de B. microplus sendo tão virulentos quanto o isolado E6, previamente analisado, causando cerca de 90-100% de mortalidade ao 4o dia de infecção. Outros isolados foram menos virulentos ou não mostraram virulência para o carrapato. A presença de dsRNA foi avaliada em 28 isolados e detectada em 21 isolados. Vários padrões de dsRNA foram observados baseados no tamanho molecular analisado por eletroforese em gel de agarose. Nenhuma correlação foi observada entre a presença de dsRNA e a virulência do fungo. As observações microscópicas evidenciaram que o fungo M. anisopliae isolado E6 invade seu hospedeiro por penetração direta da cutícula, sendo que este processo envolveu as etapas de adesão e germinação dos conídios, formação do apressório e penetração do fungo na cutícula do hospedeiro. A adesão e germinação dos conídios na superfície da cutícula se iniciou após 24 h de infecção. Neste mesmo tempo, ocorreu diferenciação do apressório, estrutura que exerce a pressão mecânica durante o processo de penetração, sendo que este processo é facilitado pela ação de enzimas hidrolíticas secretadas pelo fungo. A penetração de algumas hifas ocorreu até 24 h após a infecção do fungo, embora, neste mesmo tempo de infecção, a maioria dos conídios ainda estivesse em processo de germinação. A penetração em massa do fungo foi observada 72 h após a infecção e, após 96 h, as hifas emergiram na superfície da cutícula para originarem novos conídios e assegurarem a perpetuação do fungo. A intensa invasão das hifas nos tecidos adjacentes confirmou a eficácia do isolado E6 na infecção do carrapato B. microplus.

Obtenção e avaliação da proteína BYC (Boophilus Yolk pro-Cathepsin) recombinante em uma vacina contra o carrapato Boophilus microplus

O carrapato Boophilus microplus é um ectoparasita hematófago que infesta os rebanhos bovinos de regiões tropicais e subtropicais, causando grande prejuízo à pecuária. O principal método de controle deste parasita baseia-se no uso de acaricidas, entretanto, o uso de vacinas tem sido estudado como um método de controle promissor. A Boophilus Yolk pro-Cathepsin (BYC) é uma aspártico proteinase presente no ovo do carrapato e envolvida na embriogênese que foi anteriormente testada como imunógeno vacinal. Neste estudo, o cDNA da BYC foi amplificado por PCR e clonado em dois vetores de expressão para produção de duas formas da proteína recombinante com cauda de histidina, rBYC e rBYC-Trx (fusionada com tioredoxina). As duas formas foram expressas em Escherichia coli na forma de corpúsculos de inclusão (CI) e comparadas quanto ao nível de expressão, solubilidade e rendimento na purificacão. Três agentes desnaturantes (N-lauroil sarcosina, hidrocloreto de guanidina e uréia) foram testados para solubilização dos CIs. Sarcosina foi o agente mais eficiente, solubilizando mais de 90 % de rBYC-Trx e rBYC. As duas proteínas recombinantes foram purificadas em cromatografia de afinidade por metal (Ni2+), sob condições desnaturantes. O rendimento na purificação da proteína solúvel foi de 84 % para r-BYC-Trx e 6 % para rBYC. As duas formas foram reconhecidas por soro de coelhos, camundongos e bovinos previamente imunizados com BYC nativa, demonstrando a existência de epítopos comuns entre a BYC nativa e as formas recombinantes expressas em E. coli. Para verificar o potencial vacinal da proteína recombinante, um grupo de bovinos Hereford foi imunizado com rBYC e desafiado com 20.000 larvas de B. microplus por animal. Os soros dos bovinos imunizados reconheceram a BYC nativa em ELISA e “Western blot”, com títulos entre 500 e 4.000. Os resultados do desafio mostraram uma proteção parcial contra a infestação, com 25 % de proteção global. O perfil de expressão de citocinas (IL-2, IL-4, IL-10, IFN-γ) foi verificado por RT-PCR, porém os resultados não permitiram identificar a polarização da resposta imune em Th1 ou Th2. Os resultados de imunoproteção obtidos com a BYC recombinante foram similares aos obtidos na imunização de bovinos com BYC nativa, indicando a possibilidade de uso da forma recombinante como imunógeno vacinal.

Cell Death in Salivary Glands of Rhipicephalus (Boophilus) microplus (Canestrini, 1887) (Acari: Ixodidae) Females at Semi-engorged Feeding Stage

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Rhipicephalus (Boophilus) microplus: Distinct acute phase proteins vary during infestations according to the genetic composition of the bovine hosts, Bos taurus and Bos indicus

Tick bites may trigger acute phase responses. Positive and negative acute phase proteins were measured in infested cattle genetically resistant and susceptible to ticks. During heavier infestations levels of haptoglobin increased significantly in susceptible bovines; levels of serum amyloid A increased in resistant bovines; levels of alpha-l-acid glycoprotein decreased significantly in resistant bovines; levels of transferrin decreased significantly in susceptible bovines.In conclusion, tick infestations trigger acute phase responses and enhancement of specific acute phase proteins differs according to the genetic composition of hosts. Acute phase proteins may constitute useful biological signatures for monitoring the stress induced by tick infestations. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Controle de larvas de Boophilus microplus por Metarhizium anisopliae em pastagens infestadas artificialmente

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Effect of Metarhizium anisopliae fungus on off-host Rhipicephalus (Boophilus) microplus from tick-infested pasture under cattle grazing in Brazil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Cellular and molecular characterization of an embryonic cell line (BME26) from the tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus

The cellular and molecular characteristics of a cell line (BME26) derived from embryos of the cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus were studied. The cells contained glycogen inclusions, numerous mitochondria, and vesicles with heterogeneous electron densities dispersed throughout the cytoplasm. Vesicles contained lipids and sequestered palladium meso-porphyrin (Pd-mP) and rhodamine-hemoglobin, suggesting their involvement in the autophagic and endocytic pathways. The cells phagocytosed yeast and expressed genes encoding the antimicrobial peptides (microplusin and defensin). A cDNA library was made and 898 unique mRNA sequences were obtained. Among them, 556 sequences were not significantly similar to any sequence found in public databases. Annotation using Gene Ontology revealed transcripts related to several different functional classes. We identified transcripts involved in immune response such as ferritin, serine proteases, protease inhibitors,. antimicrobial peptides, heat shock protein, glutathione S-transferase, peroxidase, and NADPH oxidase. BME26 cells transfected with a plasmid carrying a red fluorescent protein reporter gene (DsRed2) transiently expressed DsRed2 for up to 5 weeks. We conclude that BME26 can be used to experimentally analyze diverse biological processes that occur in R. (B.) microplus such as the innate immune response to tick-borne pathogens. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Mapping of quantitative trait loci controlling tick [Riphicephalus (Boophilus) microplus] resistance on bovine chromosomes 5, 7 and 14

Differences in domestication and selection processes have contributed to considerable phenotypic and genotypic differences between Bos taurus and Bos indicus cattle breeds. of particular interest in tropical and subtropical production environments are those genetic differences between subspecies that underlie the phenotypic extremes in tolerance and susceptibility to parasite infection. In general, B. taurus cattle are more susceptible to ectoparasites than B. indicus cattle in tropical environments, and much of this difference is under genetic control. To identify genomic regions involved in tick resistance, we developed a B. taurus x B. indicus F-2 experimental population to map quantitative trait loci (QTL) for resistance to the Riphicephalus (Boophilus) microplus tick. About 300 individuals were measured for parasite load in two seasons (rainy and dry) and genotyped for 23 microsatellite markers covering chromosomes 5, 7 and 14. We mapped a suggestive chromosome-wide QTL for tick load in the rainy season (P < 0.05) on chromosome 5. For the dry season, suggestive (P < 0.10) chromosome-wide QTL were mapped on chromosomes 7 and 14. The additive effect of the QTL on chromosome 14 corresponds to 3.18% of the total observed phenotypic variance. Our QTL-mapping study has identified different genomic regions controlling tick resistance; these QTL were dependent upon the season in which the ticks were counted, suggesting that the QTL in question may depend on environmental factors.

Babesia spp. infection in Boophilus microplus engorged females and eggs in São Paulo State, Brazil

Babesia spp. infections were investigated in Bos taurus x Bos indicus dairy cows and calves and in Boophilus microplus engorged female ticks and eggs. Blood samples and engorged female ticks were collected from 25 cows and 27 calves. Babesia spp. was detected in ticks by microscopic examination of hemolymph of engorged female and by squashes of egg samples. Cattle infection was investigated in blood thin smears and by DNA amplification methods (PCR and nested PCR), using specific primers for Babesia bovis and Babesia bigemina. Merozoites of B. bovis (3 animals) and B. bigemina (12 animals) were detected exclusively in blood smears of calves. DNA amplification methods revealed that the frequency of B. bigemina infection in calves (92.6%) and in cows (84%) and of B. bovis in calves (85.2%) and in cows (100%) did not differ significantly (P > 0.05). Babesia spp. infection was more frequent in female ticks and eggs collected from calves (P < 0.01) than from cows, especially in those which had patent parasitemia. Hatching rates of B. microplus larvae were assessed according to the origin of engorged females, parasiternia of the vertebrate host, frequency and intensity of infection in engorged female tick, and frequency of egg infection. Hatching rate was lower in samples collected from calves (P < 0.01) than from cows, and in those in which Babesia spp. was detected in egg samples (P < 0.01). Published by Elsevier B.V.

Detection of Babesia bigemina in cattle of different genetic groups and in Rhipicephalus (Boophilus) microplus tick

Babesia bigemina infections were investigated in four genetic groups of beef cattle and in Rhipicephalus (Boophilus) microplus engorged female ticks. Blood samples and engorged female ticks were collected from 15 cows and 15 calves from each of the following genetic groups: Nelore, Angus x Nelore, Canchim x Nelore, and Simmental x Nelore. Microscopic examination of blood smears and tick hemolymph revealed that merozoites of B. bigemina (6/60) as well as kinetes of Babesia spp. (9/549) were only detected in samples (blood and ticks, respectively) originated from calves. PCR-based methods using primers for specific detection of B. bigemina revealed 100% infection in both calves and cows, regardless the genetic group. Tick infection was detected by nested-PCR amplifications showing that the frequency of B. bigemina was higher (P 0.01) in female ticks collected from calves (134/549) than in those collected from cows (52/553). The frequency of B. bigemina was similar in ticks collected from animals, either cows or calves, of the four genetic groups (P > 0.05). (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Oocysts of Hepatozoon canis in Rhipicephalus (Boophilus) microplus collected from a naturally infected dog

Canine hepatozoonosis is a tick-borne disease caused by protozoans of the genus Hepatozoon. Several tick species have been implicated as potential vectors. Therefore, extensive studies are needed to determine the 'natural' endemic cycle of this parasite. This paper presents the first report of the presence of Hepatozoon canis oocysts in Rhipicephalus (Boophilus) microplus collected from an infected dog. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Morphological, histological, and ultrastructural characterization of degenerating salivary glands in females of the cattle-tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus (CANESTRINI, 1887) (Acari : Ixodidae)

The present study describes the morphology and ultrastructure of the salivary glands of semi-engorged females of the southern cattle-tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus. The acini that compose these glands, at that specific feeding stage, show cells featuring degenerative process of the salivary glands, such as: vacuolated cytoplasm, condensed chromatin, fragmented nuclei, and presence of apoptotic bodies. In addition, the presence of microorganisms was detected, with morphology typical of protozoa, inside these organs. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.