Avaliação da atividade antimicrobiana da ubiquitina e análise da transcrição do gene que a codifica no camarão Litopenaeus vannamei (Boone, 1931) cultivado em bioflocos e água clara

Abstract

Ao longo dos anos, a carcinicultura tem ampliado seu espaço no mercado mundial. Uma das espécies de camarão mais produzidas mundialmente é o camarão-branco do Pacífico, Litopenaeus vannamei. Na última década, o Brasil e outros países produtores tiveram um grande desenvolvimento na produção dessa espécie de camarão. Em contrapartida, a carcinicultura tem sido afetada por enfermidades, as quais têm impactado negativamente a atividade. A doença causada pelo Vírus da Síndrome da Mancha Branca (WSSV) tem causado alta mortalidade nos cultivos e, consequentemente, os maiores prejuízos econômicos em nível mundial. Além disso, outras enfermidades podem afetar os cultivos, como as vibrioses, desencadeadas por diferentes bactérias do gênero Vibrio. Fatores associados às condições de cultivo e manejo podem influenciar de forma positiva ou negativa a resposta imunológica dos camarões frente a um agente patogênico. Estudos recentes indicam que a proteína ubiquitina pode exercer atividade antimicrobiana e antiviral, participando, assim, das respostas de defesa dos invertebrados. Neste trabalho, a atividade antimicrobiana da ubiquitina de L. vannamei foi avaliada em ensaios in vitro frente a Vibrio alginolyticus. A análise comparativa da transcrição diferencial do gene que a codifica (UBQ) foi realizada em brânquias de camarões cultivados em Sistema Bioflocos (SBF) e em Sistema Tradicional Água Clara (SAC), antes e após a infecção experimental com o WSSV. As análises comparativas do nível dos transcritos foram realizadas por meio da Reação em Cadeia da Polimerase em tempo real quantitativa (qPCR). Os níveis de transcrição do UBQ nas brânquias dos camarões mantidos em SAC não apresentaram diferença estatística significativa entre os animais infectados e os não infectados com WSSV. Entretanto, os animais mantidos em SBF, e infectados experimentalmente com o WSSV, apresentaram nível de transcritos estatisticamente significativo (p<0,05), tanto em relação ao grupo pré - infecção, quanto ao grupo pós-infecção. Pode-se considerar que durante o período de aclimatação, os camarões mantidos em SAC não estiveram submetidos aos mesmos fatores presentes no SBF, o que poderia ter influenciado a resposta molecular contra o vírus WSSV durante a infecção. Esta consideração poderia estar refletida na ausência de transcrição diferencial do UBQ nos animais mantidos em SAC. A ubiquitina heteróloga purificada (LvUBQr) mostrou atividade antimicrobiana frente a V. alginolyticus in vitro compatível com aquela da lisozima nas mesmas condições. A LvUBQr inibiu parcialmente o crescimento dessa bactéria na concentração igual a 3,3 μg/mL. Esses resultados podem estar potencialmente associados a características da região C-terminal da LvUBQ, os quais, associados à transcrição diferencial do gene que a codifica frente a infecção pelo WSSV, fornecem subsídios relacionados ao envolvimento dessa proteína na resposta de defesa de L.vannmei contra patógenos.

Over the years shrimp farming has gained space in the world market. One of the most widely cultivated shrimp species in the world is the Pacific white shrimp, Litopenaeus vannamei. In the last decade, Brazil and other countries had experienced a great development in the production of this shrimp species. Nonetheless, shrimp farming has been continuously suffering from damages caused by diseases, which negatively interfere in farming success. The disease caused by the White Spot Syndrome Virus (WSSV) is associated with high mortality rates, which has caused great economic impacts to shrimp farming worldwide. In addition, vibrioses represent another disease that has been further impacting shrimp farming, being triggered by different bacteria of the genus Vibrio. Furthermore, different factors associated to farming and husbandry conditions may influence, in a positive or negative manner, shrimp immune response towards a pathogenic agent. Recent studies indicate that ubiquitin may display antimicrobial and antiviral activity, therefore, actively participating in invertebrate defense responses. In the present work, the antimicrobial activity of L.vannamei ubiquitin (LvUBQ) has been assayed in vitro towards Vibrio alginolyticus. Moreover, a comparative analysis of the transcriptional profile of the gene encoding (UBQ) has been performed in gill of shrimp kept in biofloc (SBF) and clear sea water (SAC), before and after WSSV challenge. The comparative transcriptional analyses were achieved through quantitative real time PCR (qPCR). UBQ transcriptional levels in gills of shrimp kept in SAC showed no statistical difference between WSSV infected and non-infected groups. However, shrimp kept in SBF and infected with WSSV displayed differences in UBQ transcription levels (p<0,05), in comparison to both control and pre-infected groups. One could consider that since shrimp kept in SAC during the acclimation period were not submitted to the same factors present in SBF, this might have influenced their molecular responses upon WSSV infection. This consideration could be reflected in the absence of differential transcription of UBQ in shrimp kept in SAC. Recombinant LvUBQr showed antimicrobial activity towards V.alginolyticus in vitro which was compatible to that displayed by lysozyme under the same conditions. LvUBQr partially inhibited the growing of V.alginolyticus under the concentration of 3,3 μg/mL. These results may potentially be associated to molecular characteristics of the LvUBQ C-terminal region. These findings, associated to the UBQ differential transcription upon WSSV infection, provide clues to the enrollment of LvUBQ in the defense responses of L.vannmei towards pathogens.