Please use this identifier to cite or link to this item:
https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/12954
Type
ArticleCopyright
Open access
Collections
- IOC - Artigos de Periódicos [12642]
Metadata
Show full item record
ATP BINDING CASSETTE TRANSPORTER MEDIATES BOTH HEME AND PESTICIDE DETOXIFICATION IN TICK MIDGUT CELLS
Transportadores de Cassetes de Ligação de ATP
Carrapatos
Pesticidas
Heme
Author
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Microbiologia Celular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Faculdade de Veterinária. Centro de Biotecnologia. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis. Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Microbiologia Celular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis. Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Estadual Paulista. Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias. Departamento de Patologia Veterinária. Jaboticabal, SP, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis. Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular–INCTEM. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
University of Texas at El Paso. The Border Biomedical Research Center. El Paso, Texas, USA.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Faculdade de Veterinária. Centro de Biotecnologia. Porto Alegre, RS, Brasil / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular–INCTEM. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis. Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular–INCTEM. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Faculdade de Veterinária. Centro de Biotecnologia. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis. Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Microbiologia Celular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis. Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Estadual Paulista. Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias. Departamento de Patologia Veterinária. Jaboticabal, SP, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis. Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular–INCTEM. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
University of Texas at El Paso. The Border Biomedical Research Center. El Paso, Texas, USA.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Faculdade de Veterinária. Centro de Biotecnologia. Porto Alegre, RS, Brasil / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular–INCTEM. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis. Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular–INCTEM. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract
In ticks, the digestion of blood occurs intracellularly and proteolytic digestion of hemoglobin
takes place in a dedicated type of lysosome, the digest vesicle, followed by transfer of the
heme moiety of hemoglobin to a specialized organelle that accumulates large heme aggregates,
called hemosomes. In the present work, we studied the uptake of fluorescent metalloporphyrins,
used as heme analogs, and amitraz, one of the most regularly used
acaricides to control cattle tick infestations, by Rhipicephalus (Boophilus) microplus midgut
cells. Both compounds were taken up by midgut cells in vitro and accumulated inside the
hemosomes. Transport of both molecules was sensitive to cyclosporine A (CsA), a wellknown
inhibitor of ATP binding cassette (ABC) transporters. Rhodamine 123, a fluorescent
probe that is also a recognized ABC substrate, was similarly directed to the hemosome in a
CsA-sensitive manner. Using an antibody against conserved domain of PgP-1-type ABC
transporter, we were able to immunolocalize PgP-1 in the digest vesicle membranes. Comparison
between two R. microplus strains that were resistant and susceptible to amitraz
revealed that the resistant strain detoxified both amitraz and Sn-Pp IX more efficiently than
the susceptible strain, a process that was also sensitive to CsA. A transcript containing an
ABC transporter signature exhibited 2.5-fold increased expression in the amitraz-resistant
strain when compared with the susceptible strain. RNAi-induced down-regulation of this
ABC transporter led to the accumulation of metalloporphyrin in the digestive vacuole, interrupting
heme traffic to the hemosome. This evidence further confirms that this transcript
codes for a heme transporter. This is the first report of heme transport in a blood-feeding
organism. While the primary physiological function of the hemosome is to detoxify heme
and attenuate its toxicity, we suggest that the use of this acaricide detoxification pathway by
ticks may represent a new molecular mechanism of resistance to pesticides.
DeCS
Trifosfato de AdenosinaTransportadores de Cassetes de Ligação de ATP
Carrapatos
Pesticidas
Heme
Share