Análise do perfil e dos sítios de expressão gênica dos peptídeos antimicrobianos (AMPs) do camarão Litopenaeus vannamei

Abstract

Os peptídeos antimicrobianos (AMPs) codificados por gene representam um importante componente do sistema imune inato dos camarões. Eles podem ser divididos em quatro famílias (peneidinas, crustinas, fatores anti-lipopolissacarídeos ou ALFs e stylicinas) que possuem diferentes membros. Em Litopenaeus vannamei a família das stylicinas ainda não foi descrita, sendo o primeiro objetivo desta tese (capítulo 1). Sendo assim, foram descritos dois membros aniônicos (Lvan-Stylicin1 e Lvan-Stylicin2) com características próprias da família. Interessantemente, as stylicinas foram encontradas pela primeira vez no interior de células intestinais, não sendo exclusivamente hemocitárias. O capítulo 2 desta tese descreveu aspectos genômicos dos AMPs, como a localização e organização gênica, além dos níveis de transcrição basal e a localização hemocitária de todas as quatro famílias de AMPs (Litvan PEN1/2, PEN3 e PEN4; Litvan ALF-A, -B, -C, -D, -E, -F e -G; Crustin Lv e Crustin-like Lv; Lvan-Stylicin1 e Lvan-Stylicin2). Foi identificado que o gene PEN3 possui o maior nível de transcrição da família peneidina e dentre todos os AMPs avaliados, seguido dos genes Crustin Lv, ALF-B e STY2. A distribuição dos AMPs nos hemócitos foi bem diversificada para cada membro analisado. Os membros da família peneidina e da família crustina foram mais expressos em hemócitos granulares, possuindo expressão semelhante em hemócitos semigranulares e hialinos. Os ALFs possuíram expressão bem diversificada de acordo com o tipo analisado, sendo os Litvan ALF-B, -D e -E os que possuíram expressão semelhante entre os tipos celulares. Os membros Litvan ALF-A e -C possuíram expressão maior em hemócitos hialinos e semigranulares e quase nenhuma em granulares. O Litvan ALF-G foi o membro menos expresso da família, contudo, sua maior expressão foi em hemócitos hialinos e semigranulares. A família stylicina possuiu maior expressão em hemócitos semigranulares. A expressão em indivíduos não-manipulados é diversificada de acordo com o tipo de AMP analisado. Os AMPs mais presentes são mais expressos em hemócitos granulares, enquanto que os demais são expressos em hemócitos semigranulares e hialinos, respectivamente. Esses dados sugerem que os hemócitos granulares são as células responsáveis pela defesa imediata e produção dos principais AMPs.

Abstract: Gene-encoded antimicrobial peptides (AMPs) represent an important component of shrimp innate immune system. They can be divided into four families (penaeidins, crustins, anti-lipopolysaccharides fator or ALFs and stylicins) that have different members. In Litopenaeus vannamei the stylicin family has not yet been described, which is the first objective of this thesis (chapter 1). Thus, two anionic members (Lvan-Stylicin1 and Lvan-Stylicin2) with specific characteristics to the family were described. Interestingly, stylicins were found for the first time inside intestinal cells, not being exclusively hemocytic. Chapter 2 of this thesis evaluated several genomic aspects of AMPs, such as gene location and organization, in addition to basal transcription levels and hemocytic location of all four AMP families (Litvan PEN1/2, PEN3 and PEN4; Litvan ALF-A; -B, -C, -D, -E, -F and -G; Crustin Lv and Crustin-like Lv; Lvan-Stylicin1 and Lvan-Stylicin2). It was identified that the PEN3 gene has the highest transcription level of the peneidin family and among all the AMPs evaluated, followed by the Crustin Lv, ALF-B and STY2 genes. The distribution of AMPs in hemocytes was well diversified for each analyzed member. The members of the peneidin family and the crustin family were more expressed in granular hemocytes, having similar expression in semigranular and hyaline hemocytes. The ALFs had a well-diversified expression according to the type analyzed, being the Litvan ALF-B, -D and -E those that had similar expression among the cell types. Litvan ALF-A and -C members had greater expression in hyaline and semigranular hemocytes and almost none in granular ones. Litvan ALF-G was the least expressed member of the family; however, its highest expression was in hyaline and semigranular hemocytes. The stylicin family had greater expression in semigranular hemocytes. The expression in unmanipulated individuals varies according to the type of AMP analyzed. The most present AMPs are more expressed in granular hemocytes, while the others are expressed in semigranular and hyaline hemocytes, respectively. These data suggest that granular hemocytes are the cells responsible for the immediate defense and production of the main AMPs.