The dynamics of energy metabolism in the tick embryo

Abstract

The cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus is an ectoparasite capable of transmitting a large number of pathogens, causing considerable losses in the cattle industry, with substantial damage to livestock. Over the years, important stages of its life cycle, such as the embryo, have been largely ignored by researchers. Tick embryogenesis has been typically described as an energy-consuming process, sustaining cell proliferation, differentiation, and growth. During the embryonic stage of arthropods, there is mobilization of metabolites of maternal origin for the development of organs and tissues of the embryo. Glycogen resynthesis in late embryogenesis is considered as an effective indicator of embryonic integrity. In the cattle tick R.(B. (B.) microplus, glycogen resynthesis is sustained by protein degradation through the gluconeogenesis pathway at the end of the embryonic period. Despite recent advancements in research on tick energy metabolism at the molecular level, the dynamics of nutrient utilization during R. (B.) microplus embryogenesis is still poorly understood. The present review aims to describe the regulatory mechanisms of carbohydrate metabolism during maternal-zygotic transition and identify possible new targets for the development of novel drugs and other control measures against R. (B.) microplus infestations.

O carrapato bovino Rhipicephalus (B.) microplus é um ectoparasita capaz de transmitir diversos patógenos, sendo responsável por grandes perdas na pecuária pelos danos causados ao gado. Atualmente, muitos estudos têm negligenciado fases importantes do ciclo de vida deste parasita, como a fase embrionária. A embriogênese é classicamente descrita como um processo que demanda um consumo de energia, possibilitando a proliferação celular, diferenciação e crescimento. Além disso, em artrópodes, o estágio da embriogênese é caracterizado pela mobilização de metabolitos de origem materna para o desenvolvimento de novos tecidos e órgãos. A ressíntese de glicogênio no final da embriogênese tem sido descrita em diversas espécies de artrópodes, sendo considerada um indicador de integridade do embrião. No caso do R. (B.) microplus a ressíntese de glicogênio é sustentada pela degradação de proteínas durante a gliconeogênese, no terço final da embriogênese. Apesar dos recentes avanços, no estudo molecular e do metabolismo energético, os mecanismos envolvidos na dinâmica da utilização de diferentes substratos energéticos durante a embriogênese do carrapato R. (B.) microplus ainda é pouco entendido. Diante deste panorama, estudos que descrevam a regulação destes mecanismos e da associação do metabolismo de carboidratos com a transição materno zigótica, pode auxiliar na busca de novos alvos para o desenvolvimento de novos acaricidas e outras intervenções para o controle infestações de R. (B.) microplus.