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RHODNIUS PROLIXUS INTERACTION WITH TRYPANOSOMA RANGELI: MODULATION OF THE IMMUNE SYSTEM AND MICROBIOTA POPULATION
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Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ). Instituto de Florestas. Departamento de Ciências Ambientais. Seropédica, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Entomologia Molecular (INCT-EM). Departamento de Entomologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ. Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Entomologia Molecular (INCT-EM). Departamento de Entomologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ. Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Entomologia Molecular (INCT-EM). Departamento de Entomologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ. Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ). Instituto de Florestas. Departamento de Ciências Ambientais. Seropédica, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Entomologia Molecular (INCT-EM). Departamento de Entomologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ. Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Entomologia Molecular (INCT-EM). Departamento de Entomologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ. Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Insetos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Entomologia Molecular (INCT-EM). Departamento de Entomologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ. Brasil.
Abstract
Background: Trypanosoma rangeli is a protozoan that infects a variety of mammalian hosts, including humans. Its
main insect vector is Rhodnius prolixus and is found in several Latin American countries. The R. prolixus vector
competence depends on the T. rangeli strain and the molecular interactions, as well as the insect’s immune
responses in the gut and haemocoel. This work focuses on the modulation of the humoral immune responses of
the midgut of R. prolixus infected with T. rangeli Macias strain, considering the influence of the parasite on the
intestinal microbiota.
Methods: The population density of T. rangeli Macias strain was analysed in different R. prolixus midgut
compartments in long and short-term experiments. Cultivable and non-cultivable midgut bacteria were investigated
by colony forming unit (CFU) assays and by 454 pyrosequencing of the 16S rRNA gene, respectively. The modulation
of R. prolixus immune responses was studied by analysis of the antimicrobial activity in vitro against different bacteria
using turbidimetric tests, the abundance of mRNAs encoding antimicrobial peptides (AMPs) defensin (DefA, DefB, DefC),
prolixicin (Prol) and lysozymes (LysA, LysB) by RT-PCR and analysis of the phenoloxidase (PO) activity.
Results: Our results showed that T. rangeli successfully colonized R. prolixus midgut altering the microbiota population
and the immune responses as follows: 1 - reduced cultivable midgut bacteria; 2 - decreased the number of
sequences of the Enterococcaceae but increased those of the Burkholderiaceae family; the families Nocardiaceae,
Enterobacteriaceae and Mycobacteriaceae encountered in control and infected insects remained the same;
3 - enhanced midgut antibacterial activities against Serratia marcescens and Staphylococcus aureus; 4 - downregulated
LysB and Prol mRNA levels; altered DefB, DefC and LysA depending on the infection (short and longterm);
5 - decreased PO activity.
Conclusion: Our findings suggest that T. rangeli Macias strain modulates R. prolixus immune system and modifies
the natural microbiota composition.
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