A restrição de açúcar e a ingestão de sangue moldam trajetórias divergentes de defesa imunológica no mosquito Aedes aegypti

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12368 (2023) Citar este artigo

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A defesa imunológica é composta por (1) resistência: a capacidade de reduzir a carga de patógenos, e (2) tolerância: a capacidade de limitar a gravidade da doença induzida por uma determinada carga de patógenos. O estudo da tolerância no campo da imunidade animal é bastante incipiente em comparação com a resistência. Consequentemente, os estudos que examinam a defesa imunitária de forma abrangente (ou seja, considerando a resistência e a tolerância em conjunto) são pouco comuns, apesar da sua exigência em alcançar uma compreensão completa da defesa imunitária. Além disso, compreender a tolerância em vectores de doenças artrópodes é exclusivamente relevante, uma vez que a tolerância é essencial para a transmissão cíclica de agentes patogénicos por artrópodes. Aqui, testamos o(s) efeito(s) da concentração de sacarose na dieta e da ingestão de sangue na resistência e tolerância à infecção por Escherichia coli no mosquito da febre amarela Aedes aegypti. A resistência e a tolerância foram medidas simultaneamente e em vários momentos. Descobrimos que os mosquitos do tratamento com açúcar restrito apresentaram maior resistência em todos os momentos pós-infecção em comparação com aqueles do tratamento com açúcar padrão de laboratório. O sangue também melhorou a resistência, mas apenas no início da infecção. Embora a restrição de sacarose não tenha tido efeito sobre a tolerância, mostramos que o consumo de sangue antes da infecção bacteriana melhora um declínio temporal na tolerância que os mosquitos experimentam quando recebem apenas refeições açucaradas. Tomados em conjunto, os nossos resultados indicam que diferentes componentes dietéticos podem ter impactos únicos e, por vezes, temporalmente dinâmicos na resistência e na tolerância.

A resposta de um organismo à infecção (ou seja, defesa imunitária) é composta tanto por resistência como por tolerância1,2. A resistência é definida como a capacidade de reduzir o número de patógenos dentro do corpo, enquanto a tolerância é definida como a capacidade de limitar o impacto da infecção na aptidão do hospedeiro. Ambas as estratégias são críticas para sobreviver à infecção. A resistência e a tolerância foram conceituadas pela primeira vez pelos botânicos no final de 18003, e os biólogos vegetais obtiveram insights importantes sobre a resistência e a tolerância nos anos seguintes. Em contraste, os cientistas que estudam hospedeiros animais concentraram-se desproporcionalmente na resistência até recentemente2,4,5. Como resultado, a tolerância imunológica em animais é um campo de estudo incipiente, mas em rápido desenvolvimento. As estratégias de tolerância provavelmente incluem táticas como reparo de danos teciduais induzidos por patógenos, desintoxicação de subprodutos de patógenos, limitação de autolesão mediada pela resposta imune (ou seja, imunopatologia) e promoção da homeostase geral durante e após a infecção. saúde do hospedeiro sem necessariamente afetar os níveis de patógenos2,6,7,8,9. A imunologia ecológica postula que a resistência e a tolerância, como componentes da defesa do hospedeiro, são caras e só devem ser empregadas quando os benefícios superam os custos10. Portanto, o equilíbrio de um hospedeiro entre resistência e tolerância é provavelmente importante do ponto de vista da limitação de recursos, uma vez que um equilíbrio inadequado entre resistência e tolerância pode levar a um resultado de infecção indesejável. Por exemplo, uma forte resposta de resistência pode resultar na eliminação completa do agente patogénico, mas tal resultado poderia deixar reservas de energia inadequadas para reparar danos induzidos por infecções. Se isto resultar numa redução da aptidão reprodutiva ao longo da vida, não seria uma estratégia bem sucedida.

Embora um equilíbrio apropriado entre resistência e tolerância seja importante em todos os sistemas hospedeiro-patógeno, ele tem relevância única em artrópodes hematófagos que transmitem patógenos. Os patógenos transmitidos por artrópodes são altamente diversos e incluem vírus, bactérias, parasitas protozoários e vermes filariais. As doenças causadas por estes agentes patogénicos representam mais de 17% de todas as doenças infecciosas globais11 e, portanto, impõem um enorme fardo à saúde pública e veterinária. Patógenos transmitidos por artrópodes são ingeridos pelo artrópode quando ele se alimenta de sangue de um hospedeiro vertebrado infectado. Como a transmissão depende categoricamente da capacidade do artrópode de tolerar a infecção por tempo suficiente para espalhar o patógeno para um hospedeiro vertebrado subsequente, o estudo da tolerância imunológica é fundamental para a capacidade de compreender e abordar a transmissão de patógenos transmitidos por artrópodes. Portanto, exploramos o efeito da dieta na resistência e tolerância à infecção concomitantemente no mosquito da febre amarela, Ae. aegypti, que transmite vários patógenos humanos, incluindo o vírus da dengue e o vírus Zika.