A influência das proteínas de choque térmico na competência vetorial de Aedes aegypti (Diptera) durante a infecção pelo ZIKV

Abstract

As mudanças climáticas têm favorecido a expansão de Aedes aegypti, principal vetor do vírus Zika (ZIKV). Dentre potenciais alvos para estratégias antivirais e de controle de vetores estão as Proteínas de Choque Térmico (HSPs), que participam da resposta ao estresse e podem influenciar a infecção viral; entretanto, sua atuação durante a infecção por ZIKV em Ae. aegypti ainda é pouco compreendida. Assim, este estudo investigou a expressão dos genes sHSP, HSF1 e HSP70 em mosquitos submetidos ao estresse térmico e à infecção por ZIKV, além de avaliar, por meio de silenciamento gênico via RNA de interferência (RNAi), a contribuição dessas proteínas para a competência vetorial do mosquito. Para isso, fêmeas de Ae. aegypti foram submetidas a experimentos envolvendo estresse térmico, silenciamento gênico e infecção por ZIKV. Os mosquitos foram expostos ao calor e ao frio para avaliar a expressão de HSPs. Os genes sHSP, HSF1 e HSP70 foram silenciados via RNAi, por meio da injeção de dsRNA, permitindo a realização subsequente de ensaios de tolerância ao frio (CCRT) e de infecção viral, realizada por alimentação com sangue humano contendo o vírus, seguida da análise de carga viral no intestino médio e na carcaça. Adicionalmente, realizou-se a infecção por ZIKV em mosquitos não silenciados para avaliar a influência do vírus na expressão de HSPs em diferentes tecidos. A expressão gênica e a carga viral foram quantificadas por RT-qPCR. Os resultados indicaram que a exposição ao estresse térmico modulou a expressão das HSPs em Ae. aegypti, com aumento de sHSP e HSP70 sob condição de calor e resposta menos pronunciada ao frio, enquanto HSF1 apresentou expressão relativamente estável. As análises teciduais revelaram respostas específicas no intestino médio e na carcaça, sugerindo uma atuação diferencial das HSPs na homeostase térmica. O CCRT não foi significativamente afetado pelo silenciamento, o que sugere um papel restrito dessas proteínas na tolerância ao frio nas condições testadas. Já a infecção por ZIKV modulou principalmente a HSP70, com redução de sua expressão após a infecção, enquanto a alimentação com sangue promoveu forte indução de sHSP e HSP70 no intestino médio. Ainda, o silenciamento de sHSP e HSF1 não alterou a infecção por ZIKV; entretanto, o silenciamento de HSP70 aumentou significativamente a carga viral de ZIKV no intestino médio, sugerindo um papel antiviral desse gene em Ae. aegypti. Em resumo, os achados reforçam a participação das HSPs na resposta fisiológica ao estresse térmico e no contexto da infecção viral e indicam a HSP70 como potencial alvo para estratégias antivirais em Ae. aegypti voltadas ao controle da transmissão do ZIKV.

Abstract: Climate change has facilitated the spread of Aedes aegypti, the primary vector for the Zika virus (ZIKV). Among potential targets for antiviral and vector control strategies are Heat Shock Proteins (HSPs), which participate in the stress response and may influence viral infection; however, their role during ZIKV infection in Ae. aegypti is still poorly understood. Thus, this study investigated the expression of the sHSP, HSF1 and HSP70 genes in mosquitoes subjected to thermal stress and ZIKV infection, and evaluated, through gene silencing via RNA interference (RNAi), the contribution of these proteins to the mosquito?s vector competence. To this end, Ae. aegypti females were subjected to experiments involving heat stress, gene silencing and ZIKV infection. The mosquitoes were exposed to heat and cold to assess HSP expression. The sHSP, HSF1 and HSP70 genes were silenced via RNAi through dsRNA injection, allowing for subsequent cold tolerance (CCRT) and viral infection assays, performed by feeding the mosquitoes human blood containing the virus, followed by analysis of viral load in the midgut and carcass. Additionally, ZIKV infection was performed in non-silenced mosquitoes to assess the virus?s influence on HSP expression in different tissues. Gene expression and viral load were quantified by RT-qPCR. The results indicated that exposure to heat stress modulated HSP expression in Ae. aegypti, with increased sHSP and HSP70 expression under heat conditions and a less pronounced response to cold, while HSF1 showed relatively stable expression. Tissue analyses revealed specific responses in the midgut and thorax, suggesting a differential role of HSPs in thermal homeostasis. CCRT was not significantly affected by silencing, suggesting a limited role for these proteins in cold tolerance under the tested conditions. In contrast, ZIKV infection primarily modulated HSP70, with reduced expression following infection, while blood feeding promoted strong induction of sHSP and HSP70 in the midgut. Furthermore, silencing of sHSP and HSF1 did not alter ZIKV infection; however, silencing of HSP70 significantly increased the ZIKV viral load in the midgut, suggesting an antiviral role for this gene in Ae. aegypti. In summary, the findings reinforce the involvement of HSPs in the physiological response to heat stress and in the context of viral infection and identify HSP70 as a potential target for antiviral strategies in Ae. aegypti aimed at controlling ZIKV transmission.