Análise do sistema toxina-antitoxina tipo II na fisiologia bacteriana de uma cepa híbrida: Escherichia coli enteropatogênica atípica e E. coli extraintestinal

The toxin-antitoxin (TA) systems are genetic modules associated with some bacterial processes, such as cell formation persistence, biofilm formation, protection against bacteriophages and responses to stressful environments. In these systems, the toxin is related to the inhibition of physiological processes and the antitoxin provides protection to the cell against the toxin. Five TA type II systems present in the genome of the hybrid strain BA1250 (atypical enteropathogenic E. coli and extraintestinal E. coli strain) were analyzed. The hybrid strain BA1250 can colonize different host niches and can face different stress environments, therefore, through transcription analysis under stress conditions such as nutritional, oxidative, osmotic and acid, the CcdB-CcdA, YhaV-PrlF, MazF-MazE, YoeB-YefM and PasI-PasT were evaluated both in the log and stationary phases of BA1250 strain. We observed significant differences in the expression levels of the CcdB-CcdA, YhaV-PrlF, YoeB-YefM and PasT-PasI systems in the presence of nutritional stress in the stationary phase. In acid stress, an increase in the gene expression of YhaV, YefM and PasT toxins in stationary phase was observed. In contrast, the analysis of the MazF-MazE system did not show any change in expression levels under the stress conditions evaluated. These data indicate that these four TA systems seem to be involved in the stress response of the BA1250 strain, therefore involved in the physiological processes of BA1250.

Os sistemas toxina-antitoxina (TA) são módulos genéticos que estão associados a alguns processos das bactérias, como formação de células persistentes, formação de biofilme, proteção contra bacteriófagos e respostas a ambientes estressantes. Nesses sistemas, a toxina está relacionada à inibição de processos fisiológicos e a antitoxina fornece proteção à célula contra a toxina. Cinco sistemas TA tipo II presentes no genoma da cepa híbrida BA1250 (E. coli enteropatogênica atípica e cepa de E. coli extraintestinal) foram analisados. A cepa híbrida BA1250 pode colonizar diferentes nichos do hospedeiro e pode enfrentar diferentes ambientes de estresse, por tanto, por meio de análises de transcrição sob condições de estresse como nutricional, oxidativo, osmótico e ácido, os sistemas CcdB-CcdA, YhaV-PrlF, MazF-MazE, YoeB-YefM e PasI-PasT foram avaliados tanto na fase log quanto estacionária do cultivo da cepa BA1250. Observamos diferenças significativas nos níveis de expressão dos sistemas CcdB-CcdA, YhaV-PrlF, YoeB-YefM e PasT-PasI na presença de estresse nutricional na fase estacionária. No estresse ácido foi observado um aumento de expressão gênica das toxinas YhaV, YefM e PasT em fase estacionária. Em contraste, a análise do sistema MazF-MazE não apresentou nenhuma alteração nos níveis de expressão nas condições de estresse avaliadas. Esses dados indicam que esses quatro sistemas TA parecem estar envolvidos na resposta ao estresse da cepa BA1250, portanto envolvidos em processos fisiológicos da BA1250.

Análise do sistema toxina-antitoxina tipo II na fisiologia bacteriana de uma cepa híbrida: Escherichia coli enteropatogênica atípica e E. coli extraintestinal

The toxin-antitoxin (TA) systems are genetic modules associated with some bacterial processes, such as cell formation persistence, biofilm formation, protection against bacteriophages and responses to stressful environments. In these systems, the toxin is related to the inhibition of physiological processes and the antitoxin provides protection to the cell against the toxin. Five TA type II systems present in the genome of the hybrid strain BA1250 (atypical enteropathogenic E. coli and extraintestinal E. coli strain) were analyzed. The hybrid strain BA1250 can colonize different host niches and can face different stress environments, therefore, through transcription analysis under stress conditions such as nutritional, oxidative, osmotic and acid, the CcdB-CcdA, YhaV-PrlF, MazF-MazE, YoeB-YefM and PasI-PasT were evaluated both in the log and stationary phases of BA1250 strain. We observed significant differences in the expression levels of the CcdB-CcdA, YhaV-PrlF, YoeB-YefM and PasT-PasI systems in the presence of nutritional stress in the stationary phase. In acid stress, an increase in the gene expression of YhaV, YefM and PasT toxins in stationary phase was observed. In contrast, the analysis of the MazF-MazE system did not show any change in expression levels under the stress conditions evaluated. These data indicate that these four TA systems seem to be involved in the stress response of the BA1250 strain, therefore involved in the physiological processes of BA1250.

Os sistemas toxina-antitoxina (TA) são módulos genéticos que estão associados a alguns processos das bactérias, como formação de células persistentes, formação de biofilme, proteção contra bacteriófagos e respostas a ambientes estressantes. Nesses sistemas, a toxina está relacionada à inibição de processos fisiológicos e a antitoxina fornece proteção à célula contra a toxina. Cinco sistemas TA tipo II presentes no genoma da cepa híbrida BA1250 (E. coli enteropatogênica atípica e cepa de E. coli extraintestinal) foram analisados. A cepa híbrida BA1250 pode colonizar diferentes nichos do hospedeiro e pode enfrentar diferentes ambientes de estresse, por tanto, por meio de análises de transcrição sob condições de estresse como nutricional, oxidativo, osmótico e ácido, os sistemas CcdB-CcdA, YhaV-PrlF, MazF-MazE, YoeB-YefM e PasI-PasT foram avaliados tanto na fase log quanto estacionária do cultivo da cepa BA1250. Observamos diferenças significativas nos níveis de expressão dos sistemas CcdB-CcdA, YhaV-PrlF, YoeB-YefM e PasT-PasI na presença de estresse nutricional na fase estacionária. No estresse ácido foi observado um aumento de expressão gênica das toxinas YhaV, YefM e PasT em fase estacionária. Em contraste, a análise do sistema MazF-MazE não apresentou nenhuma alteração nos níveis de expressão nas condições de estresse avaliadas. Esses dados indicam que esses quatro sistemas TA parecem estar envolvidos na resposta ao estresse da cepa BA1250, portanto envolvidos em processos fisiológicos da BA1250.

Modelos in vitro e in vivo e anticorpos recombinantes para o estudo da toxina termolábil produzida por Escherichia coli enterotoxigênica

Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) is one of the main bacterial pathotypes in- volved in diarrhea, mainly affecting children under 5 years old and travelers to areas where this pathogen is endemic. Heat-labile type I toxin (LT-I), one of the main virulence factors of this pathotype, is associated with diarrhea in humans and is described as a potent mucosal and systemic immune adjuvant. Early diagnosis, therapeutic approaches, and in vitro and in vivo models are the main concerns in diarrhea caused by ETEC. Different in vitro and in vivo models have already been described, however, its use does not always allow screening of biomolecules and more systemic studies with the LT toxin. In addition, the generation of specific and high-affinity recombinant antibodies for diagnosis and therapy are of great importance. Thus, the present work aimed to establish strategies for the generation of recombinant antibodies such as scFv and Fab and evaluate and validate Caco-2 cells and zebrafish as models for studies with LT-I. Caco-2 cells were seeded in the 62nd passage and at different cells density per microplate well. The internalization of LT-I conjugated to FITC was visualized in Caco-2 cells at a density of 3x104 cells per well, both associated with the cell membrane and with the nucleus, thus demonstrating its retrograde transport and validating the use of this model. In a zebrafish, the fish embryo test revealed the sensitivity of embryos to different concentrations of LT-I, as well as evident malformation phenotypes, mainly in the pericardial and yolk region. Systemically, migration of the FITC labeled toxin was observed in the cardiac region, yolk, and intestine, suggesting the observed phenotypes of cardiac edema (100%), absence of swim bladder (100%), yolk edema (80%), in addition to growth delay in larvae, were caused by the toxin. None of these phenotypes were observed in the control group of animals. There was also a decrease in heart rate during the larvae' survival kinetics, showing the cardiotoxic effect of LT-I. In ELISA assays the scFv-LT obtained in the present study was reactive against the purified antigen as well to LT-I producing strains supernatant, but not to LT-I-non-producing strains. For the Fab-LT, a synthetic library was constructed, but no LT-I-reactive clones were generated. Therefore, herein we established in vitro and in vivo models that allowed us to validate and demonstrate unknown characteristics of the LT-I concerning its relationship with the host. Moreover, the generation of scFv-LT will allows us to employ recombinant antibodies for ETEC diagnosis avoiding animals immunization.

Escherichia coli enterotoxigênica (ETEC), é um dos principais patotipos bacterianos causadores de diarreia, afetando principalmente crianças menores de cinco anos e viajantes em áreas onde esse patógeno é endêmico. A toxina termolábil do tipo I (LT-I) é um dos principais fatores de virulência deste patotipo e está associada à diarreia em humanos; é também descrita como potente adjuvante de mucosa e sistêmico. O diagnóstico precoce, a abordagem terapêutica e os modelos experimentais são importantes aspectos que merecem atenção em relação à diarreia causada por ETEC. Diferentes modelos in vitro e in vivo já foram descritos, no entanto, seu uso nem sem- pre permite a triagem de biomoléculas e estudos mais sistêmicos com a toxina LT. Além disso, a geração de anticorpos específicos e de alta afinidade para uso no diagnóstico e terapia são de grande importância. Assim, o presente trabalho propôs estabelecer estratégias para geração de fragmentos de anticorpos do tipo scFv e Fab; bem como avaliar e validar as células Caco-2 e o zebrafish como modelos para estudos da LT-I. As células Caco-2 foram utilizadas na 62a passagem e em diferentes densidades de célula por poço da microplaca de cultivo. A internalização da LT-I conjugada ao FITC foi visualizada com 3x104 células Caco-2, tanto associada à membrana celular, quanto ao núcleo, evidenciando seu transporte retrógrado e validando o uso deste modelo. Em zebrafish, pelo teste de sensibilidade em embriões, foi observada sensibilidade dos embriões frente a diferentes concentrações de LT-I e fenótipos de malformações, principalmente na região pericárdica e no vitelo. Por via sistêmica, a migração da LT-I foi observada na região cardíaca, vitelo e intestino, sugerindo que os fenótipos observados de edema cardíaco (100%), ausência de bexiga natatória (100%), edema de vitelo (80%), além de retardo no crescimento nas larvas, tenham sido ocasionados pela toxina. Nenhum desses efeitos foi encontrado no grupo controle de animais. Houve também diminuição dos batimentos cardíacos durante a cinética de sobrevivência, mostrando o efeito cardiotóxico da LT-I. Em testes por técnica de ELISA o scFv-LT obtido no presente estudo mostrou-se reativo contra a toxina LT purificada, reconheceu as cepas produtoras de LT-I e não reconheceu cepas não produtoras da toxina. Para o Fab-LT foi estabelecida a biblioteca sintética, mas não foram gerados clones reativos contra a toxina LT-I. Assim, podemos afirmar que os modelos in vitro e in vivo utilizados permitiram-nos validar e demonstrar características até então não exploradas da LT-I na sua relação com o hospedeiro. A geração do scFv-LT nos permitirá utilizar anticorpos recombinantes no diagnóstico de ETEC sem depender da imunização de animais.

Influência da ativação ultrassônica do gel de hipoclorito de sódio 3 por cento, e da medicação intracanal com hidróxido de cálcio sobre micro-organismos e ácido lipoteicóico / Influence of activation by ultrasound on sodium hypochlorite 3% gel and an intracanal medication of calcium hydroxide on microrganisms and lipotheicoic acid

O objetivo deste estudo foi avaliar in vitro a ação do gel de hipoclorito de sódio (NaOCl) 3 % e da medicação intracanal (MIC) de hidróxido de cálcio (CaOH2), agitados ou não por ultrassom sobre Enterococcus faecalis, Escherichia coli e ácido lipoteicóico (LTA). Para isso 80 dentes humanos unirradiculares tiveram suas coroas removidas padronizando seu comprimento em 16 mm +- 0,5 mm, sendo seus canais instrumentados inicialmente até instrumento R25 (Reciproc). Os canais foram contaminados com suspensões de E. faecalis e E. coli. Os canais foram instrumentados utilizando-se instrumento R40, sob irrigação com 2 ml de NaOCl 3% gel seguida de irrigação com 10 ml de solução salina estéril e apirogênica. Após os canais foram irrigados com EDTA 17%, seguido de irrigação com 5 ml de solução salina estéril e apirogênica, sendo por último preenchidos com medicação intracanal de hidróxido de cálcio mantida durante 7 ou 14 dias. Os espécimes foram divididos inicialmente em 2 grupos (n=40) de acordo com a agitação ultrassônica (US) ou não da substância química auxiliar. Sendo novamente divididos de acordo com a agitação ultrassônica ou não da medicação intracanal (MIC) e o tempo de ação desta (n=10): 1) NaOCl + Ca(OH)2 (7 dias). 2) NaOCl + Ca(OH)2 (14 dias). 3) NaOCl + Ca(OH)2 com US (7 dias) 4) NaOCl + Ca(OH)2 com US (14 dias). 5) NaOCl com US + Ca(OH)2 (7 dias). 6) NaOCl com US + Ca(OH)2 (14dias) 7) NaOCl com US + Ca(OH)2 com US (7dias). 8) NaOCl com US + Ca(OH)2 com US (14 dias). Foram realizadas coletas do canal radicular 28 dias após o início da contaminação dos espécimes (1ª coleta), logo após o preparo biomecânico (PBM) (2ª coleta), logo após o preenchimento com EDTA (3ª coleta) e após o tempo de ação da MIC (4ª coleta). Para todas as coletas foram avaliadas a atividade antimicrobiana (UFC/ml) e quantificação de LTA pelo teste de Elisa. Os resultados foram submetidos aos testes estatísticos Kruskal-Wallis e Dunn (5%). Verificou-se pela análise microbiana e quantificação de LTA, que o NaOCl 3% gel foi capaz de eliminar quase completamente os micro-organismos dos canais radiculares, mas não o ácido lipoteicóico, independente da ativação ultrassônica. A ativação da MIC de Ca(OH)2 não exerceu efeito sobre micro-organismos. Sobre LTA, a ativação da MIC de Ca(OH)2 não foi eficaz, sendo os grupos com maior percentual de redução os que não sofreram agitação da MIC, nem do NaOCl. Conclui-se que o NaOCl 3% gel boa tem capacidade antimicrobina, independente da ativação ultrassônica. O PBM não foi capaz de detoxificar o LTA dos canais radiculares. A MIC com ativação ultrassônica não foi eficiente na redução de LTA(AU)

The aim of this study was to evaluate in vitro the action of sodium hypochlorite (NaOCl) 3% gel and calcium hydroxide as an intracanal medication, both activated by ultrasound on the reduction of E. faecalis e E. coli and lipotheicoic acid (LTA). Eight human single-rooted teeth with standardized size of 16 mm were prepared initially to R25 instrument (Reciproc) and distributed in microplate (n = 10). After sterilization (Co60 gamma radiation), the infection was carried out 8 microlitres of E. coli suspension, and after 7 days 8 microlitres of E. faecalis suspension, maintained for 21 days. Following the collection confirmation was performed (1st collection), then the root were instrumented using R40 instrument, irrigation with 2 ml of NaOCl 3% gel followed by washing with 10 ml of saline. The specimens were divided into 8 groups (n = 10) according to different ultrasonic irrigation protocols and different periods exposed to intracanal medication: 1) NaOCl + Ca(OH)2(7 days). 2) NaOCl + Ca(OH)2 (14 days). 3) NaOCl + Ca(OH)2 with PUI (7 dias) 4) NaOCl + Ca(OH)2 with PUI (14 days). 5) NaOCl with PUI + Ca(OH)2 (7 days). 6) NaOCl with PUI + Ca(OH)2 (14 days) 7) NaOCl with PUI + Ca(OH)2 (7 days). 8) NaOCl with PUI + Ca(OH)2 with PUI (14 days). Were made to sample colections of content of root canals, after instrumentation (2nd sample), after the use of EDTA (3rd sample) and after the Ca(OH)2 (4th Collection) . Microbiological culture and LTA quantification revealed that 3 % NaOCl gel was capable to eliminate E. faecalis and E. coli almost completely from root canals, but not lipotheicoic acid, regardless the use of ultrasonic activation. The ultrasonic activation of intracanal medication (Ca(OH)2) was not effective in removing neither microorganisms nor LTA. In addition, the groups with greatest reduction were the ones with no ultrasonic activation either of intracanal medication or NaOCl. It was concluded that 3% NaOCl gel is effective on antimicrobial activity regardless the use of ultrasonic activation. Biomechanical preparation was not capable to detoxify LTA from root canals. Ultrasonic activation of intracanal medication was not effetive on LTA reduction(AU)

Staphylococcal superantigen-specific IgE antibodies: degree of sensitization and association with severity of asthma / Anticorpos IgE específicos para superantígenos estafilocócicos: grau de sensibilização e associação com a gravidade da asma

ABSTRACT Objective: To determine the presence of staphylococcal superantigen-specific IgE antibodies and degree of IgE-mediated sensitization, as well as whether or not those are associated with the severity of asthma in adult patients. Methods: This was a cross-sectional study involving outpatients with asthma under treatment at a tertiary care university hospital in the city of Rio de Janeiro, Brazil. Consecutive patients were divided into two groups according to the severity of asthma based on the Global Initiative for Asthma criteria: mild asthma (MA), comprising patients with mild intermittent or persistent asthma; and moderate or severe asthma (MSA). We determined the serum levels of staphylococcal toxin-specific IgE antibodies, comparing the results and performing a statistical analysis. Results: The study included 142 patients: 72 in the MA group (median age = 46 years; 59 females) and 70 in the MSA group (median age = 56 years; 60 females). In the sample as a whole, 62 patients (43.7%) presented positive results for staphylococcal toxin-specific IgE antibodies: staphylococcal enterotoxin A (SEA), in 29 (20.4%); SEB, in 35 (24.6%); SEC, in 33 (23.2%); and toxic shock syndrome toxin (TSST), in 45 (31.7%). The mean serum levels of IgE antibodies to SEA, SEB, SEC, and TSST were 0.96 U/L, 1.09 U/L, 1.21 U/L, and 1.18 U/L, respectively. There were no statistically significant differences between the two groups in terms of the qualitative or quantitative results. Conclusions: Serum IgE antibodies to SEA, SEB, SEC, and TSST were detected in 43.7% of the patients in our sample. However, neither the qualitative nor quantitative results showed a statistically significant association with the clinical severity of asthma.

RESUMO Objetivo: Determinar a presença de anticorpos IgE específicos para superantígenos estafilocócicos e o grau de sensibilização mediada por esses, assim como se esses estão associados à gravidade da asma em pacientes adultos. Métodos: Estudo transversal incluindo asmáticos adultos em acompanhamento ambulatorial em um hospital universitário terciário no Rio de Janeiro (RJ). Os pacientes foram alocados consecutivamente em dois grupos de gravidade da asma segundo critérios da Global Initiative for Asthma: asma leve (AL), com asmáticos leves intermitentes ou persistentes, e asma moderada ou grave (AMG). Foram determinados os níveis séricos de anticorpos IgE antitoxinas estafilocócicas, e os resultados foram comparados por análise estatística. Resultados: Foram incluídos 142 pacientes no estudo: 72 no grupo AL (mediana de idade = 46 anos; 59 do sexo feminino) e 70 do grupo AMG (mediana de idade = 56 anos; 60 do sexo feminino). Na amostra geral, 62 pacientes (43,7%) apresentaram resultados positivos para dosagens de anticorpos IgE antitoxinas estafilocócicas: enterotoxina (TX) A, em 29 (20,4%); TXB, em 35 (24,6%); TXC, em 33 (23,2%); e toxic shock syndrome toxin (TSST), em 45 (31,7%). As médias das dosagens séricas de anticorpos IgE específicos anti-TXA, TXB, TXC e TSST foram, respectivamente, de 0,96 U/l, 1,09 U/l, 1,21 U/l, e 1,18 U/l. Não houve diferença estatisticamente significativa dos resultados qualitativos ou quantitativos entre os grupos. Conclusões: A presença de anticorpos IgE séricos anti-TXA, TXB, TXC e TSST, foi detectada em 43,7% nessa amostra de pacientes, mas não houve associação estatisticamente significativa entre seus resultados qualitativos ou quantitativos e gravidade clínica da asma.

Anticorpos recombinantes contra as toxinas Stx1 e Stx2 produzidas por Escherichia coli produtora da toxina de Shiga: obtenção e caracterização dessas ferramentas para o imunodiagnóstico e terapia / Recombinant antibodies against Stx1 and Stx2 toxins: obtainment and characterization of these tools for Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) immunodiagnosis and therapy

Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) causes hemorrhagic colitis and hemolytic uremic syndrome by producing Shiga toxin (Stx), a AB5 type toxin. The B subunit binds to ganglioside receptors, and the active A subunit is translocated into the cell, where it inhibits protein synthesis by acting on rRNA, leading to cell death. Diagnosis of these strains is not commonly done in the routine laboratory of low-income countries. Besides, therapy for intoxication is based on minimizing the symptoms, since no toxin antidote is available. Thus, the development of effective tools for toxin detection and therapy is highly relevant. Antibodies exhibit excellent high affinity for their specific antigens. To maintain the homogeneity and specificity of monoclonal antibodies, together with largescale production and low cost, genetic engineering has been used to develop recombinant antibodies. These include single chain variable fragments and antigenbinding fragments, which consist of antibody fragments that have antigen recognition regions. In the present study we obtained and characterized two different recombinant antibody fragments (Fab and scFv), produced in bacteria, against Stx toxins from STEC isolates. Furthermore, for the first time a human monovalent fragment was constructed (Fab), which was able to recognize and neutralize Stx toxins. These fragments obtained are promising tools for its use in the diagnosis and therapy of intoxication by STEC.

Linhagens de Escherichia coli produtoras da toxina de Shiga (STEC) causam colite hemorrágica e síndrome hemolítica urêmica pela produção da citotoxina de Shiga (Stx), uma toxina do tipo AB5, a subunidade B se liga ao receptor, e transloca a subunidade A ativa que inibe a síntese proteica por agir no rRNA levando à morte celular. O diagnóstico dessas linhagens não é realizado na rotina laboratorial de países em desenvolvimento e a terapia da intoxicação se baseia em tratar os sintomas, pois não há antídoto para a toxina. A obtenção de ferramentas para a detecção e terapia destas toxinas são de grande importância. Os anticorpos tem se mostrado moléculas excelentes como reagentes ligantes de alta afinidade à proteínas. Com o intuito de manter a homogeneidade e a especificidade dos anticorpos monoclonais, aliados ainda à produção em larga escala com baixo custo, a engenharia genética tem sido utilizada para obtenção de anticorpos recombinantes como os fragmentos variáveis de cadeia única e os fragmentos de ligação ao antígeno, que são fragmentos de anticorpos que possuem as regiões de reconhecimento ao antígeno. No presente trabalho foram obtidos e caracterizados dois tipos diferentes de fragmentos de anticorpos recombinantes (scFv e Fab), produzidos em bactérias, contra as toxinas Stx produzidas por isolados de STEC. Além disso, pela primeira vez, foi construído um fragmento monovalente humano (Fab), capaz de reconhecer e neutralizar as toxinas Stx. Estes fragmentos obtidos são promissores para seu uso como ferramentas tanto no diagnóstico como na terapia das intoxicações por STEC.

Modo de ação do biolarvicida Lysinibacillus sphaericus: identificação do epitopo da toxina Binária no receptor Cqm1 e base molecular da seletividade / Mode of action of biolarvicide Lysinibacillus sphaericus: identification of the epitope of the CQM1 Binary toxin receptor and molecular basis of selectivity

A toxina Binária (Bin) é o principal fator tóxico da bactéria entomopatógena Lysinibacillus sphaericus e sua ação em Culex quinquefasciatus depende da ligação com receptores no intestino das larvas. Os receptores são as a-glicosidases Cqm1, localizadas no epitélio, ligadas por uma âncora de glicosil-fosfatidilinositol. Larvas de Aedes aegypti são refratárias à toxina, pois, não apresentam receptores funcionais, apesar de apresentarem um gene que codifica a proteína Aam1, com alta similaridade à Cqm1. Devido às lacunas a respeito do espectro de ação da toxina Bin, o objetivo deste estudo foi identificar epitopos de ligação da toxina no receptor Cqm1 e determinar a base molecular da sua ação para estas espécies de vetores. Os resultados obtidos a partir da análise comparativa das proteínas Cqm1 e Aam1 levaram à identificação de um epitopo da toxina Bin no receptor Cqm1, situado uma alça na região N-terminal S129-A312. Este epitopo é composto pelos aminoácidos 155PATGGG160, não conservados em Aam1 (158AETGKL163), e os resíduos 159GG160 são críticos para a ligação com a Bin...

The Bin toxin is the main toxic factor of the bacterium Lysinibacillus sphaericuswhose action in Culex quinquefasciatuslarvae depends on its binding to the midgut epithelial receptors...

Caracterização ultra-estrutural dos efeitos citopatológicos causados por toxinas de Bacillus sphaericus no instestino de larvas de Culex quinquefasciatus / Ultrastructural characterization of cytopathological effects of Bacillus

O Bacillus sphaericus (Bsp) é uma bactéria entomopatógena eficiente para o controle de Culex quinquefasciatus, um importante vetor da filariose e arboviroses. O fator larvicida do Bsp é a toxina binária (Bin) e a sua ação em C. quinquefasciatus depende da ligação ao receptor Cqm1. A ausência deste receptor no epitélio intestinal é o principal mecanismo de resistência à toxina Bin. Larvas resistentes a esta toxina, são susceptíveis ao Bsp IAB59 que, além da Bin, produz as toxinas Cry48Aa e Cry49Aa. O principal objetivo deste estudo foi caracterizar os efeitos de toxinas do Bsp nas células do epitélio intestinal de C. quinquefasciatus, utilizando como modelos larvas de uma colônia susceptível a todas as toxinas estudadas (S), de uma colônia resistente à toxina Bin (R2362) e de uma colônia resistente à Bin e Cry48Aa/Cry49Aa (RIAB59). Na primeira etapa, larvas não tratadas das colônias S e R2362 disseccionadas 30 min, 4, 6 e 48 h após a muda para o 4° estádio foram fixadas e processadas para microscopia eletrônica de transmissão (MET). A avaliação morfológica do epitélio intestinal mostrou que células de larvas R2362, ao final do 4° estádio, são caracterizadas por um intenso acúmulo de inclusões lipídicas, sugerindo que a ausência da a-glicosidase Cqm1 pode estar envolvida com alterações no metabolismo. Para caracterizar os efeitos causados pelas toxinas no epitélio intestinal, as larvas foram disseccionadas 1 e 6 h após o tratamento e processadas para MET. A avaliação ultra-estrutural da ação da toxina Bin nas células do epitélio intestinal mostrou que os principais efeitos em larvas S foram a vacuolização citoplasmática e destruição de microvilosidades. Estes foram observados exclusivamente em células que possuem o receptor Cqm1, demonstrando que esta molécula é essencial para mediar a ação da toxina Bin. Em células de larvas das colônias S e R2362, susceptíveis à Cry48Aa/Cry49Aa, o principal efeito destas toxinas foi a vacuolização mitocondria...