Sangue

Biologia delle comunicazioni volume 6, numero articolo: 517 (2023) Citare questo articolo

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Il Dermanyssus gallinae è un acaro ematofago che parassita gli uccelli selvatici e il pollame d'allevamento. La sua straordinaria rapidità di elaborazione del sangue, insieme alla capacità di nutrirsi di sangue durante la maggior parte degli stadi di sviluppo, rendono questo acaro un parassita altamente debilitante. Per identificare adattamenti specifici alla digestione di una dieta ricca di emoglobina, abbiamo costruito e confrontato i trascrittomi degli stadi affamati e nutriti con sangue del parassita e identificato le trascrizioni arricchite dell'intestino medio. Abbiamo notato che le trascrizioni dell'intestino medio che codificano per le proteasi della cisteina erano sovraregolate con un pasto di sangue. Mappando l'intero apparato proteolitico, abbiamo notato una riduzione della suite di proteasi della cisteina, omologhi mancanti per la catepsina B e C. Abbiamo ulteriormente identificato e analizzato filogeneticamente tre distinte trascrizioni che codificano per le vitellogenine che facilitano la capacità riproduttiva degli acari. Abbiamo anche mappato completamente le trascrizioni per la biosintesi dell'eme e il sistema basato sulla ferritina di stoccaggio del ferro e del traffico intertissutale. Inoltre, abbiamo identificato trascritti che codificano per proteine ​​implicate nella segnalazione immunitaria (vie Toll e IMD) e nell'attività (difensine e proteine ​​contenenti tioestere), RNAi e canalizzazione ionica (con bersagli per acaricidi commerciali come Fluralaner, Fipronil e Ivermectina). Le sequenze virali sono state filtrate dalle letture Illumina e abbiamo descritto, in parte, l'RNA-viroma di D. gallinae con l'identificazione di un nuovo virus, Red mite quaranjavirus 1.

Gli acari Dermanyssus sono ectoparassiti ematofagi degli uccelli1. L'acaro rosso del pollame (D. gallinae) è un parassita globale delle ovaiole per la produzione di uova sia domestica che ad alta intensità commerciale2,3,4, parte di un mercato globale importante e in continua crescita5. Gli acari D. gallinae hanno un ciclo vitale molto breve, passando dallo stadio giovanile a quello adulto maturo entro una settimana. La necessità di nutrirsi con sangue per la maggior parte degli stadi di sviluppo e la rapida dinamica riproduttiva rendono D. gallinae un parassita altamente irritante e fastidioso. Durante l'alimentazione con sangue, gli acari D. gallinae possono trasmettere diversi importanti agenti patogeni animali ai loro ospiti6, inclusi alcuni zoonotici7. Sebbene sia stato riscontrato un gran numero di virus e batteri associati a D. gallinae, la sua capacità di agire come vettore o serbatoio è stata supportata sperimentalmente solo per pochi agenti patogeni8,9,10. Ciò è particolarmente allarmante per la trasmissione di Salmonella spp.10, che causa la salmonellosi associata alle uova e la malattia tifoide dei volatili11, nonché la diffusione del virus dell'influenza aviaria A12. D. gallinae è stata associata anche a diverse altre specie batteriche e virali, con prove in attesa di conferma sperimentale della sua capacità vettoriale2,10,13,14.

Nonostante la conoscenza generale dell’impatto globale dell’infestazione da acari sul benessere delle galline nella produzione di deposizione delle uova, la nostra comprensione dei processi molecolari che consentono un’alimentazione sanguigna rapida e ripetitiva, la digestione del sangue, lo sviluppo e la riproduzione rimane scarsa. Precedenti studi di trascrittomica hanno descritto i trascrittomi di interi corpi di acari D. gallinae, per lo più in modo specifico per lo stadio di sviluppo o lo stato di alimentazione15,16,17,18. Per aumentare ulteriormente le nostre conoscenze, abbiamo mirato a identificare le trascrizioni specifiche dell'intestino medio che codificano per proteine ​​che sono fondamentali per il successo dell'alimentazione del sangue e della digestione. Per raggiungere questo obiettivo, abbiamo confrontato trascrittomi appena sequenziati e assemblati, con successiva selezione di trascrizioni arricchite negli acari alimentati con sangue rispetto a quelli non alimentati, con chiara espressione specifica dell'intestino. Particolare attenzione è stata prestata ai processi inerenti al successo degli alimentatori di sangue, compresa la digestione enzimatica delle proteine ​​del sangue ospite, la biologia dell'eme e del ferro, la vitellogenesi e l'immunità innata. I dati RNA-seq sono stati quindi verificati mediante RT-qPCR su set di cDNA preparati da più repliche biologiche indipendenti. Inoltre, abbiamo integrato l'analisi dei dati RNA-seq con diversi test biologici, in cui inibitori di piccole molecole sono stati introdotti nell'acaro mediante alimentazione di membrana ex vivo o microiniezione nel suo emocele per comprendere l'importanza di molecole e percorsi selezionati. Inoltre, le letture Illumina dell'origine virale sono state filtrate e utilizzate per un assemblaggio parziale del viroma dell'RNA dell'acaro.