Efeito do desafio viral e das condições de cultivo sobre o perfil transcricional no intestino médio de genes associados à imunidade de camarões Litopenaeus vannamei

Abstract

O vírus da síndrome da mancha branca (WSSV) tem acometido os cultivos de camarões peneídeos em todo o mundo ocasionando grandes prejuízos econômicos. Pouco se conhece sobre a participação do epitélio intestinal na imunidade do Litopenaeus vannamei, apesar da via oral ser uma das principais rotas de entrada de patógenos nestes animais. Sistemas alternativos de cultivo de camarões, como a tecnologia em bioflocos (BFT), emerge como uma forma mais sustentável de cultivo e sanitariamente mais seguro. O presente estudo teve por objetivo avaliar o perfil transcricional no intestino médio (IM) de cinquenta genes associados à imunidade em camarões juvenis Litopenaeus vannamei cultivados em BTF ou e água clara (grupo controle, AC) e 48h após, desafiados oralmente com o WSSV (grupos BTF.W e AC.W, respectivamente). Para as análises considerou-se a alteração no perfil transcricional relacionada ao desafio viral em animais de um mesmo cultivo BFT.W/BFT e AC.W/AC. Dentre os genes avaliados, seis transcritos apresentaram expressão aumentada no grupo BFT.W: homeostasia (LvHMGBa 2.2x; "alarminas"; LvHHAP 4.1x; homeostase de hemócitos; LvTGI 3.8x; coagulação da hemolinfa), defesa antiviral (LvAgo2 2.0x; cortador de RNAi) e defesa antimicrobiana (LvproPO 2.3x; sistema de ativação de pró-fenoloxidase; LvCrustina IIa 2.4x; peptídeo antimicrobiano). A presença do WSSV no intestino médio de camarões cultivados em água clara (AC.W AC) parece ter reprimido a expressão de LvDscam (2,7x; proteínas hipervariáveis para o reconhecimento do padrão molecular de microrganismos), bem como do LvDuox1 (4,3x; dupla oxidase), aumentando contudo a expressão de LvToll3 (2,7x), pertencente à via de sinalização de Toll. Estes achados em conjunto sugerem que o cultivo em bioflocos associado à presença do WSSV no intestino médio dos camarões promoveram um aumento na expressão de um maior número de genes, quando comparado aos animais em água clara. O ambiente rico em microrganismos, oferecido pelo sistema de bioflocos, pode agir como agente imunoestimulante para camarões, possivelmente, melhorando suas defesas de forma integrada (hemolinfa e epitelial). O significado fisiológico destes resultados não é ainda compreendido e maiores estudos deverão ser conduzidos. Estudos dessa natureza poderão auxiliar na busca de candidatos a marcadores moleculares das condições de saúde dos camarões, bem como fornecer insights futuros sobre o papel do ambiente de cultivo na interação patógeno-hospedeiro.

The white spot syndrome virus (WSSV) causes economic losses on shrimp farms around the world periodically. The participation of the intestinal epithelium on antiviral and antimicrobial defenses of shrimp is poorly known, although the oral route represents a central route to pathogen entry. Biofloc technology (BFT) represents an alternative shrimp culture by providing sustainable and biosafety rearing and remove nitrogen compounds through absorption by the microorganism community. The present study proposed to evaluate the transcriptional profile of fifty immune-related genes in Litopenaeus vannamei midgut reared in biofloc (BTF) or clean water (AC, control) and, 48h after, challenged with WSSV (BTF.W and AC.W, respectively). The analysis considered the change in the transcriptional profile from challenged animals reared in the same system (BFT.W/BFT and AC.W/AC). Among the evaluated genes, six transcripts showed increased expression in BFT.W group, belong different functional categories, such as: homeostasis (LvHMGBa 2.2x; "alarmins"; LvHHAP 4.1x; hemocyte homeostasis; LvTGI 3.8x; hemolymph coagulation), antiviral defense (LvAgo2 2.0x; RNAi cutter) and antimicrobial defense (LvproPO 2.3x; pro-phenoloxidase activation system; LvCrustina IIa 2.4x; antimicrobial peptide). The WSSV presence in the shrimp midgut reared in clear water (AC.W AC) suppressed the expression of LvDscam (2.7x; hypervariable proteins) and LvDuox1 (4.3x; dual oxidase), and increasing the expression of LvToll3 (2.7x; Toll signaling pathway). Our findings suggest that biofloc culture associated with the presence of WSSV in the shrimp midgut increased the expression of several immune-related genes. Additionally, the microorganism-rich environment offered by the BFT system may act as an immunostimulant, altering the gene expression profile in the midgut and, probably, promoting activation of the gut defenses. The physiological meaning of these findings is not yet understood, and further studies are needed to find potential molecular markers to assess the health conditions of shrimp and reveals insights into the host-pathogen interaction.