Relação patógeno-hospedeiro : análise bioquímica e proteômica da interação do fungo Metarhizium anisopliae e seus hospedeiros artrópodes

Abstract

O fungo filamentoso Metarhizium anisopliae é um patógeno capaz de infectar uma grande variedade de artrópodes. A identificação de proteínas e atividades enzimáticas que participem ativamente do processo de infecção é um importante alvo de estudo. Com o objetivo de identificar tais proteínas, uma nova estratégia foi utilizada: imunoproteômica. Estudos relacionados à produção de esporos, formulação e infectividade de M. anisopliae para o controle de Dysdercus peruvianus (Hemiptera: Pyrrhocoridae) foram também realizados. Formulações contendo 10% de óleo de soja adicionado a 108 conídio.mL-¹ foi a mais efetiva para ninfas e adultos, sendo as ninfas mais sensíveis ao fungo. Analisando as proteínas extraídas da superfície do esporo, foram identificadas atividades relacionadas à proteção, nutrição e patogenicidade do fungo, como proteases, quitinases, lipases, fosfolipase C (identificada pela primeira vez em esporos), trealase e enzimas envolvidas na proteção contra espécies reativas de oxigênio. Utilizando a metodologia de imunoproteômica diferencial, foram observadas diferenças na secreção de proteínas de M. anisopliae em relação aos dois hospedeiros testados: D. peruvianus e Rhipicephalus microplus (Acari: Ixodidae). Foram identificadas proteases, quitinases e proteínas relacionadas com o processo de infecção em outros organismos (DNase e proteína rica em prolina). Os resultados obtidos neste trabalho indicam que M. anisopliae é eficiente no controle de ninfas e adultos de D. peruvianus, e formulações contendo 10% de óleo de soja são as mais eficientes dentre as testadas. Um extenso arsenal enzimático foi detectado no sobrenadante de esporos lavados, favorecendo a adaptação do fungo a diferentes substratos, hospedeiros, condições ambientais e nichos de atuação, seja como patógeno ou saprófito. Os resultados de imunoproteômica reforçam a potencialidade do fungo em secretar diferentes proteínas para adaptar-se, no caso, à infecção de D. peruvianus ou R. microplus, além de evidenciar proteínas e atividades compartilhadas entre os diferentes hospedeiros. As proteínas e enzimas identificadas neste trabalho poderão, isoladamente, ser alvo de novas pesquisas a fim de elucidar o processo de infecção de M. anisopliae, em especial à fase inicial da patogênese.

The filamentous fungus Metarhizium anisopliae is a pathogen that infects a variety of arthropods. The identification of proteins and enzymatic activities that participate actively in the infection process is an important target of study. In order to identify these proteins, a new strategy was used: immunoproteomics. Studies related to the spore production, formulation and M. anisopliae infectivity for the control of Dysdercus peruvianus (Hemiptera: Pyrrhocoridae) were also made. Formulations containing 10% of soybean oil added to 108 conidia.mL-¹ was the most effective for nymphs and adults, and the nymphs were more susceptible to fungus. Analyzing the proteins extracted from the spore surface, the activities were identified related to the protection, nutrition and pathogenicity of the fungus, such as proteases, chitinases, lipases, phospholipase C (first identified in spores), trealase and enzymes involved in protection to reactive oxygen species. Using the differential immunoproteomics, differences were observed in the M. anisopliae secretion proteins in the two hosts tested: D. peruvianus and Rhipicephalus microplus (Acari: Ixodidae). Proteases, chitinases and proteins related to the infection process of other organisms (DNase and proline-rich protein) were identified. The results in this work indicate that M. anisopliae is effective for the control of D. peruvianus nymphs and adults, and that formulations containing 10% of soybean oil were the most efficient between tested. An extensive arsenal was detected in supernatant of washed spores, favoring the adaptation of the fungus to different substrates, host, environmental conditions and niches of action, either as pathogen or saprophyte. The results of immunoproteomics reinforce the capability of the fungus to secrete different proteins to adapt, in this case, the infection of D. peruvianus or R. microplus, in addition to evidence proteins and activities shared between different hosts. The proteins identified in this work and enzymes may, alone, be the subject of further research to elucidate the infection process of M. anisopliae, particularly in the early stages of pathogenesis.