Rol de la cutícula en la resistencia a insecticidas y en la comunicación química de insectos vectores de la Enfermedad de Chagas

Abstract

La enfermedad de Chagas es una enfermedad parasitaria sistémica causada por el protozoo flagelado Tripanosoma cruzi, considerada una de las endemias mas esparcidas de América Latina. La transmisión vectorial representa la forma de contagio más frecuente de Chagas, siendo Triatoma infestans el principal vector de la enfermedad en el Cono Sur de Sudamérica. Su control se basa en el rociado con insecticidas piretroides (principalmente deltametrina); sin embargo, desde hace varios años se vienen detectando fallas de control debido al desarrollo de poblaciones resistentes. La resistencia a insecticidas es un fenómeno multifactorial, que involucra varios mecanismos, entre ellos: resistencia metabólica por un aumento en la capacidad de metabolizar el insecticida, resistencia por modificación del sitio de acción que reduce la sensibilidad del insecticida y el factor cuticular, que implica una disminución en la penetración a través de la cutícula. El integumento, formado por la cutícula y la epidermis subyacente, es un tejido clave en contribuir al éxito evolutivo de los insectos y en su adaptación a ambientes muy diversos. Los lípidos de la superficie cuticular comprenden una mezcla compleja de compuestos carbonados de largas y muy largas cadenas, donde predominan hidrocarburos, ceras, alcoholes grasos, ácidos grasos y otros compuestos oxigenados de elevado peso molecular. Estos lípidos son esenciales en la fisiología de los insectos ya que evitan la pérdida de agua por evaporación, actúan en comunicación química como feromonas de contacto y regulan la penetración de insecticidas y microorganismos. El objetivo de este trabajo fue avanzar en el conocimiento de aspectos bioquímicos y moleculares del integumento y los lípidos cuticulares involucrados en la resistencia a insecticidas y en la comunicación química en triatominos. Estos conocimientos contribuyen no sólo a dilucidar los mecanismos y regulación de su formación, sino también en el mediano plazo, al diseño de estrategias que permitan tanto interferir en la formación de esta cubierta protectora o utilizarlo para el control de insectos plaga o de interés sanitario. Se lograron cuantificar las feromonas de contacto sexual C20-ol y C22-ol presentes en la epicutícula de hembras de T. infestans, que tienen un importante rol en la eficiencia reproductiva de la especie. A su vez, se comenzó con el estudio de genes codificantes de acil-CoA reductasas, enzimas involucradas en la síntesis de alcoholes grasos, y se evidenció la sobreexpresión de dos de ellos en el integumento de hembras, lo que sugiere su posible participación en la síntesis de estas feromonas. Mediante el análisis cuali-cuantitativos de lípidos cuticulares de insectos T. infestans de poblaciones resistente y susceptible a deltametrina, se logró concluir que los hidrocarburos son los principales responsables del componente lipídico del factor cuticular de la resistencia. Se caracterizaron molecular y funcionalmente los genes CYP4G, y se demostró que intervienen en la síntesis de los hidrocarburos con un rol diferenciado en función de la presencia o ausencia de ramificaciones en la cadena carbonada. Se evaluó la vía de transporte de deltametrina en la hemolinfa de insectos resistentes y susceptibles, y se determinó que la misma es ligada por principalmente por lipoforina y en menor medida por lipoproteína de muy alta densidad I. La cantidad transportada por las proteínas de hemolinfa no está relacionada con la susceptibilidad al insecticida. Se identificaron y clasificaron genes putativamente involucrados en la detoxificación de deltametrina en el integumento de T. infestans, y se demostró por primera vez que 5 genes pertenecientes al clan 4 de las citocromo P450 se encuentran sobreexpresados específicamente en el integumento de insectos resistentes. Esta información aporta nuevas evidencias sobre el rol del integumento en el fenómeno de resistencia: además de participar como barrera física con mayores cantidades de HC cuticulares, también contribuye en la detoxificación de insecticidas. Se incorpora un nuevo rol al factor cuticular: resistencia metabólica en la superficie.