Caracterización genómico funcional de los neuropéptidos Allatotropina y Allatostatina-C y sus receptores en insectos vectores de la enfermedad de Chagas

Allatotropina (AT) y Allatostatina-C (AST-C), son neurohormonas de naturaleza proteica caracterizadas por su capacidad de estimular o inhibir la síntesis de hormonas juveniles en insectos, respectivamente. Estos péptidos han demostrado ser pleiotrópicos. AT cumple diferentes funciones a nivel del sistema nervioso central como neuromodulador además de controlar ritmos circadianos, estimula la síntesis de enzimas y controla el transporte de iones a nivel del tubo digestivo, intervienen en la actividad fagocítica de las células del sistema inmune, y se encuentra regulando la frecuencia de contracción de la musculatura asociada al tubo digestivo y del vaso dorsal. Por otro lado, la información sobre las funciones que desempeña AST-C es escasa. Se ha descripto que modula negativamente las contracciones de la musculatura visceral del intestino anterior en lepidópteros y del vaso dorsal de algunos dípteros. Rhodnius prolixus (Hemiptera:Reduvidae), es un insecto hematófago vector del Mal de Chagas, enfermedad endémica de América, la cual provoca patologías coronarias y asociadas al tubo digestivo. El causante de esta enfermedad en el parásito Trypanosoma cruzi y la trasmisión del mismo ocurre cuando los insectos se alimentan. En ese momento se desencadena el proceso de diuresis post ingesta, generando la eliminación de grandes cantidades de orina y heces sobre el huésped. El parásito ingresa al mismo a través de estos desechos por la injuria provocada por el aparato sucto-picador. El proceso de diuresis es controlado por mecanismos neuroendocrinos, para reestablecer el desbalance hídrico-mineral provocado durante la ingesta. Nuestro laboratorio ha demostrado en la especie afín, Triatoma infestans, que AT interviene en la modulación de la frecuencia cardíaca y de la tasa de ondas peristálticas en el tubo digestivo durante este proceso, lo cual propicia la recirculación de la hemolinfa. Nos es relevante entonces, caracterizar la actividad de este péptido y analizar el efecto del péptido allatostático AST-C, así como la expresión de sus receptores en R. prolixus, en el sistema digestivo, circulatorio y reproductor durante momentos fisiológicos cruciales en la vida del insecto como lo son el proceso de diuresis post-prandial, la cópula y la oviposición en la hembra adulta. Se evaluó la capacidad miomoduladora de AT y AST-C durante distintos momentos fisiológicos. AT demostró poseer la capacidad de sinergizar el efecto estimulador de la serotonina, incrementando la frecuencia de contracción de la aorta en insectos machos ayunados, mientras que AST-C antagonizó dicha actividad, disminuyendo significativamente la frecuencia de este órgano. Así mismo, este péptido disminuyo la actividad contráctil de manera dosis dependiente durante el proceso de diuresis post ingesta tanto en la aorta como en el buche. Mediante el uso de microscopía de barrido laser confocal se demostró la presencia de AST-C en los ganglios nerviosos ventrales (órganos neurohemales), en la hemolinfa del interior del corazón, en los nefrocitos asociados a los músculos alares, y en las células secretoras del epitelio del buche. El efecto miomodulador de AT y AST-C en el sistema reproductor de la hembra fue analizado en diferentes estados fisiológicos (hembras ayunadas, vírgenes y copuladas - alimentadas y grávidas). Cada uno de los péptidos respondió de manera dosis dependiente. Los eventos de la cópula y la ingesta sanguínea demostraron ser condicionantes para que cada péptido desempeñe su actividad. Más aún, cada órgano que se encuentra conformando este sistema respondió de manera diferencial ante la presencia de los péptidos. AT demostró ser mioestimulador en ambos casos, mientras que no hubo respuesta sobre los órganos en hembras vírgenes que no habían recibido alimento. Por otro lado, AST-C provocó un descenso significativo en la frecuencia de contracción de los ovarios de las hembras grávidas. Los receptores de ambos péptidos fueron clonados, secuenciados y registrados en el Genbank. Su expresión fue evidenciada en los órganos en estudios además de los tubos de Malpighi y recto. Los mismos pertenecen a la familia de los GPCRs (receptores de membrana acoplados a proteína G). Mediante el análisis genómico y bioinformática identificamos que las características propias de estos receptores se encuentran altamente conservadas entre las secuencias homólogas de insectos. Dichos análisis arrojaron como resultado que el receptor de AT de R. prolixus comparte características estructurales con los receptores de orexina de mamíferos, tales como la secuencia ubicada en el segundo dominio intracelular DRW, mientras que el receptor de AST-C es homólogo con aquellas secuencias que se encuentran relacionadas evolutivamente con los receptores de somatostatina de mamíferos, ya que poseen no solo la secuencia de DRY, característica de la familia de los GPCR, sino que además presenta el motivo secuencial YSNSAMNPILYA, altamente conservado en los receptores tipo somatostatina. En conclusión, utilizando diferentes disciplinas y metodologías, el presente trabajo de investigación cuenta con el primer reporte en cuanto a la relación funcional de péptidos allatotrópicos como moduladores del a musculatura visceral. Se ha profundizado en el entendimiento de las funciones mioestimuladoras que cumple AT, mientras que se ha descripto por primera vez el efecto antagónico de AST-C sobre el mismo. Se demuestra, además, su distribución en insectos triatominos explicando su probable fuente de síntesis y acción. Siendo el genoma de esta especie accesible llevamos a cabo la caracterización genómica de ambos receptores, cuya familia a la que pertenecen es de sumo interés ya que podrían ser utilizadas como potenciales alternativas para el desarrollo de nuevos agentes selectivos para el control de plagas.