Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/11422/27778

Tipo: Tese
Título: Proteína ligadora de odor 17 (RproOBP17) de Rhodnius prolixus como alvo molecular para o controle populacional do vetor da doença de Chagas
Autor(es)/Inventor(es): Brito, Nathália Faro de
Orientador: Melo, Ana Claudia do Amaral
Coorientador: Leal, Walter Soares
Resumo: A doença de Chagas é considerada uma doença tropical negligenciada que ainda afeta cerca de 7 milhões de pessoas em todo o mundo. Seu agente etiológico é o protozoário Trypanosoma cruzi, transmitido por insetos triatomíneos conhecidos como barbeiros, dentre os quais o Rhodnius prolixus é um vetor importante, principalmente na região setentrional da América do Sul e na América Central. Como não existe vacina para a doença de Chagas, o controle do vetor é o meio mais eficaz de prevenção da infecção. No entanto, o manejo de populações de vetores triatomíneos usando inseticidas químicos parece não ter sucesso. Repelentes clássicos que se mostraram úteis para proteção constra mosquitos, como o DEET, IR3535 e icaridina também se mostraram ineficazes para triatomíneos. Uma vez que é bem estabelecido que a interpretação de sinais químicos no ambiente é essencial para a sobrevivência do inseto, o mecanismo molecular associado ao sistema olfativo tornou-se uma área de interesse para pesquisas com o objetivo de desenvolver novas estratégias de controle capazes de interferir em respostas comportamentais mediadas pela olfação. Diversas proteínas participam do processo de olfação, dentre as quais destacam-se as proteínas ligadoras de odor (OBP), responsáveis pelo transporte de semioquímicos majoritariamente hidrofóbicos através da linfa sensilar até os receptores olfativos (ORs) localizados na membrana dos dendritos sensoriais, iniciando a trandução do sinal olfativo e a resposta comportamental associada. OBPs são proteínas pequenas e solúveis secretadas na linfa sensilar por células acessórias. Como odores não chegam até os ORs sem o auxílio de uma OBP, elas podem ser usadas como alvos moleculares para triagem de novos compostos comportamentalmente ativos em insetos (atrativos ou repelentes) por meio de uma abordagem conhecida como ecologia química reversa.Para utilizar OBPs nesse tipo de estudo, é essencial focar em OBPs funcionais, ou seja, aquelas realmente envolvidas na comunicação química. Além de selecionar OBPs funcionais, protocolos de expressão e purificação capazes de produzir a proteína recombinante para análises in vitro também precisam ser elaborados para torná-la um alvo adequado. Portanto, o objetivo desse estudo foi utilizar a RproOBP17 como alvo molecular visando o desenvolvimento de novas estratégias de controle vetorial. Os resultados revelaram que a expressão do RproOBP17 ocorre especificamente em antenas e não depende do estado nutricional do R. prolixus. Utilizando análises experimentais associadas a estudos in silico, foi possível hipotetizar a participação dessa proteína na detecção de voláteis da glândula de Brindley, como 2- metilpropanoato de 2-feniletila, 2-feniletanol e 2-metilpropanoato de 2-metilpropila. A expressão e purificação da RproOBP17 também foi realizada com sucesso. Finalmente, a triagem in silico por novos compostos comportamentalmente ativos usando a OBP17 sugeriu alta afinidade de ligação por compostos como cedrol, α-humuleno, β-cariofileno e β- damascenona.
Resumo: Chagas disease is considered a neglected tropical disease which still affects around 7 million people worldwide. Its etiological agent is the protozoan Trypanosoma cruzi, transmitted by triatomine insects known as kissing bugs, amongst which Rhodnius prolixus is a major vector, especially in the Andean region of South America and in Central America. Seeing that there is no vaccine for Chagas disease, vector control has been the most effective means for preventing infection. However, population management of triatomine vectors using chemicals has been repeatedly unsuccessful. A while ago, insecticide resistance of triatomines was considered unlikely due to their long life-cycle and low genetic variability. Nonetheless, several studies have reported the resistance of different species to various insecticides, essentially the most commonly used pyrethroids. Classic repellents shown to be useful for protection against mosquito populations such as DEET, IR3535 and picaridin were also proven ineffective when dealing with triatomines. Since it is well established that interpretation of chemical signals from the environment is essential for insect survival, the molecular mechanism underlying their olfactory system has become an area of interest for research aiming to develop new strategies for vector control capable of interfering in olfaction-mediated behavioral responses. After reaching the antennae, semiochemicals penetrate the cuticle through pores in the sensilla and arrive at the aqueous environment of the sensillar lymph, rich in soluble proteins. Several proteins take part in insect olfaction, including odorant-binding proteins (OBPs), responsible for binding and transporting hydrophobic odorants across the sensillar lymph until they reach sensory dendrites and activate membrane-bound odorant receptors (ORs), initiating the transduction of the olfactory signal that will evoke a behavioral response. OBPs are small soluble proteins secreted by accessory cells into the sensillar lymph. Given that no odorant comes to ORs except through OBPs, they can be used as molecular targets for the screening of new insect behaviorally active compounds (attractants or repellents) through a reverse chemical ecology approach. In order to use OBPs as molecular targets in that kind of study, it is essential to focus on functional OBPs, namely, the ones actually involved in chemical communication. Therefore, the purpose of this study was to use OBP17 from R. prolixus (RproOBP17) as a molecular target aiming at the development of novel strategies for population management of this vector. Results revealed that RproOBP17 is antennae-specific and non-dependent of the insects’ nutritional state. Combining experimental analysis and in silico studies, we were able to hypothesize a role for RproOBP17 in detecting Brindley’s glands volatiles, like 2- phenylethyl 2-methylpropanoate, 2-phenylethanol, 2-methylpropyl 2-methylpropanoate. We have also been able to successfully express and purify RproOBP17. Finally, virtual screening for potential behaviorally active compounds using RproOBP17 suggested high binding affinity for ligands such as cedrol, α-humulene, β-caryophyllene and β-damascenone.
Palavras-chave: Proteína Ligadora de Odor (OBP)
Rhodnius prolixus
Olfação
Controle vetorial
Assunto CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Programa: Programa de Pós-Graduação em Bioquímica
Unidade produtora: Instituto de Química
Editora: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Data de publicação: Mai-2021
País de publicação: Brasil
Idioma da publicação: por
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Citação: BRITO, Nathália Faro de. Proteína ligadora de odor 17 (Rproobp17) de Rhodnius prolixus como alvo molecular para o controle populacional do vetor da doença de Chagas. 2021. 162 f. Tese (Doutorado em Química) - Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.
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