Os carrapatos estão distribuídos por todo mundo e impactam tanto a saúde animal quanto humana. A espécie Rhipicephalus (Boophilus) microplus é o principal parasita que afeta a bovinocultura nas regiões tropicais e subtropicais do globo, causando grandes prejuísos econômicos. Os métodos de controle estão baseados no uso de acaricidas químicos, o que resulta na seleção de populações resistentes e no risco de poluição do meio ambiente e dos alimentos. As vacinas têm-se mostrado um método de controle factível, e representam uma alternativa ao uso de acaricidas químicos. No entanto, dez anos após a disponibilização da primeira vacina comercial contra carrapatos, ainda não foi encontrada uma formulação capaz de alcançar a proteção necessária para dispensar o uso de agentes químicos. Sendo assim, estudar a biologia do parasita e conhecer mecanismos de importância fisiológica pode ser uma boa estratégia para encontrar moléculas alvo que possam ser usadas como antígenos no desenvovimento de uma vacina eficaz. Com este objetivo, nesta tese foi estudada a reprodução em carrapatos e avaliada a eficácia de uma enzima evolvida neste processo como antígeno vacinal. Foram abordados os processos de vitelogênese e de embriogênese. Em uma primeira etapa, usando carrapatos da espécie Amblyomma hebraeum como modelo, foi investigada a atuação do hormônio 20- hidroxiecdisona (20E) e de fatores adicionais, presentes na hemolinfa, na captação de vitelogenina (Vg) pelos oócitos. Neste trabalho, verificamos que existem diferentes estratégias de controle da captação de Vg pelo ovário nos carrapatos Ixodide, e que para que ocorra capatação de Vg pelos oócitos de A. hebraeum é necessaário um fator adicional presente na hemolinfa das fêmeas. Uma vez que o desenvolvimento do embrião depende da disponibilidade do material do vitelo estocado nos oócitos, a segunda parte da tese explorou uma cisteíno endopeptidase envolvida na degradação de vitelina (Vt) em ovos do carrapato R. microplus denominada Vitellin Degrading Cysteine endopeptidase (VTDCE). As enzimas da classe das cisteíno endopeptidases estão amplamente distribuidas nas fêmeas deste carrapato. Os estudos com VTDCE mostraram que esta é uma enzima de origem materna, com provável síntese extraovariana e transporte pela hemolinfa, até ser internalizada pelos oócitos. A VTDCE está presente durante todo o desenvolvimento embrionário, assim como em larvas. Interessantemente, esta cisteíno endopeptidase apresenta a propriedade de se associar a Vt por um outro sítio, além do sítio ativo. A VTDCE é a enzima mais eficiente na degradação de vitelina (Vt) em ovos de R. microplus, e devido a sua importância fisiológica, a VTDCE foi testada como antígeno em experimento de vacinação de bovinos e desafio com larvas de R. microplus. Os parâmetros mais afetados nos carrapatos alimentados em bovinos vacinados, com relação aos controles, foram o peso das fêmeas ingurgitadas (19,3 %) e a fertilidade dos ovos (17,6 %). Relacionado os parâmetros análisados, vimos que este antígeno confere uma proteção de 21% aos animais imunizados quando infestados por R. microplus. A proteção parcial alcançada pela VTDCE pode ser complementar a de outros antígenos no desenvolvimento de um coquetel antigênico contra carrapatos, uma vez que nenhum antígeno encontrado até o momento foi capaz de oferecer a proteção necessária para ser empregado individualmente na composição de uma vacina. Estudos como os realizados nesta tese contribuem para o melhor entendimento da biologia dos carrapatos, assim como para o desenvolvimento de novos e melhores métodos de controle desses parasitas. / Ticks are distributed worldwide impacting human and animal health. The cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus is the main parasite that affects livestock in tropical and subtropical regions of world, causing large economical losses. Tick control methods are based on the application of chemical acaricides, which has resulted in selection of resistant ticks and a potential risk of environmental pollution and food contamination. Vaccines have been shown to be a feasible tick control method that offers a cost-effective, environmentally friendly alternative to chemical control. However, ten years after the commercialization of the first vaccine against ticks, to identify tickprotective antigens remains a limiting step in the development of an efficient formulation that would avoid the use of chemical acaricides. In face of this situation, to study the parasite biology and understanding physiological important mechanisms could be a good strategy to find new targets to be used in an efficient vaccine. In order that, this thesis subject was to investigate the reproduction process in ticks and to evaluate the efficiency of an enzyme involved in this process as vaccinal antigen. The process of vitellogenesis and embryogenesis were studied. In the first part, using Amblyomma hebraeum ticks as model, the role of 20- hydroxiecdisone and additional hemolymph borne factors in vitellogenin (Vg) uptake by oocytes were investigated. Our findings showed that there are different strategies to control Vg uptake by ovary in Ixodide ticks. Additionally, for Vg uptake in A. hebraeum ovaries, a vitellogenin uptake factor (VUF) present in female hemolymph is required. As embryo development depends on the availability of yolk material stored into the oocytes, in the second part we studied a cysteine endopeptidase involved in Vt digestion in R. microplus eggs, named vitellin-degrading cysteine endopeptidase (VTDCE). Cysteine endopeptidase enzymes are widely distributed in these tick females. Studies with VTDCE demonstrate that it is a maternal derived endopeptidase involved in a route including extraovarian synthesis, transport, and ovary uptake, before internalization by oocytes. VTDCE is present during all tick development, as well as in larva. Interestingly, this cysteine endopeptidase is able to associate with Vt in another site than the active site. VTDCE showed to be the most efficient Vt hydrolytic enzyme in R. microplus eggs. So, supported by its physiological role, VTDCE was used as antigen in bovine vaccination and R. microplus challenge experiment. The most affected biological parameters in ticks fed on vaccinated animals were weight of engorged ticks (19.3 %), and egg fertility (17.6 %). Relating the biological parameters analyzed, bovine vaccination with VTDCE as antigen resulted in an overall protection of 21%. Therefore, this partial protection could be complementary in the formulation of an antigenic cocktail against tick, once there is not one single protein that achieves the protection level necessary for an efficient and practical vaccine development. Studies like that contribute to the better understanding of tick biology, as well as to the development of new and more efficient methods of control.

The cattle tick, Rhipicephalus microplus, has a debilitating effect on the livestock industry worldwide, owing to its being a vector of the causative agents of bovine babesiosis and anaplasmosis. In South Africa, co-infestation of livestock with R. microplus and R. decoloratus occurs. An alternative to chemical control methods is sought in the form of an anti-tick vaccine. Using microarray technology, this study aimed at identifying genes that are shared between midgut tissues of adult female R. microplus and R. decoloratus ticks. In addition, results from another study were used and a reverse vaccinology pipeline was devised to identify putative novel vaccine candidates. Using a custom oligonucleotide microarray comprising 13 477 R. microplus sequences, 2476 genes were found to be shared between the two abovementioned tick species. In addition, 136 were found to be more abundantly expressed in R. decoloratus and 1084 in R. microplus. Chi-square analysis revealed that genes involved in lipid transport and metabolism are significantly over-represented in R. microplus and R. decoloratus. With vaccine design in mind, considering genes that are expressed in the midgut of both tick species, 6730 genes were identified and of these, 1224 are predicted to contain membrane-spanning helices. One major limitation to anti-tick vaccine discovery in the past has been a lack of candidates to evaluate, combined with limited knowledge of the transcriptome of R. microplus. This study identified a large pool of transcripts that are expressed in the midgut of both R. microplus and R. decoloratus adult females. Of these, those that are expressed in larvae, nymphs and the midgut were identified in another study and an in silico pipeline was used to predict membrane-bound protective antigens using an alignment-free approach, which led to the identification of seven proteins that were predicted to be both glycosylphosphatidylinositol (GPI)-anchored and more likely than Bm86 to be protective antigens. Finally, epitopes were predicted and corresponding synthetic peptides were evaluated using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), resulting in the identification of three epitopes that are recognized to a greater extent than previously published Bm86 epitopes, when using murine serum raised against membrane proteins from the midgut of R. microplus. These results are significant because novel R. microplus proteins that are also present in R. decoloratus were identified. Trials using recombinant protein are under way and this will ultimately validate the experimental methodology discussed in this dissertation. Finally, regardless of whether the next-generation anti-tick vaccine has been discovered, this study also led to the identification of novel reference genes that can be used for real-time PCR experiments. / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2013. / gm2014 / Biochemistry / Unrestricted

Rhipicephalus microplus belongs to the Ixodidae, the largest family of ticks, which are of great economic importance due to their negative socio-economic impact on agriculture (BROUQUI 2011; PORTO NETOA et al. 2011; SONENSHINE 1991). Acaricides have been the first choice in tick control for cattle farmers, but R. microplus rapidly acquires resistance to these chemicals. Replication slippage and recombination drive genetic diversity in tick populations (BAFFI et al. 2007; GUERRERO et al. 2007; LI et al. 2007); generating point mutations and frame shifts within the genes targeted by acaricides, resulting in resistance (BAFFI et al. 2007; HERNANDEZ et al. 2002; HERNANDEZ et al. 2000; JONSSON et al. 2010; MORGAN et al. 2009). In addition, resistance can quickly accumulate in a population due to the pangamy mating structure of ticks (CHEVILLON et al. 2007b; CUTULLÉ et al. 2010) and their ability to produce multiple generations within one season (BUDELI et al. 2009; LI et al. 2007). Vaccines have become increasingly important to control ticks, as acaricide resistance can be acquired by field tick populations within two years (RODRIGUEZ-VIVAS et al. 2011). Although Bm86 has been successful against multiple-acaricide resistant ticks, recent reports indicate that the Bm86 vaccine has become ineffective, possibly due to resistance (PARIZI et al. 2009). Also, Bm86 vaccines display great variability in terms of their efficacy against ticks isolated across Argentina (GARCIA-GARCIA et al. 2000; PARIZI et al. 2009). This is hypothesised to be due to the genetic variability between R. micoplus populations. The majority of phylogenetic studies on ticks have been based on slow evolving sequences, such as 18S or 28S rRNA, which provide genus-level resolution. The COI, D3, ANT and ITS2 genes have the potential to resolve intra-specific and interspecies variation, and may assist with the identification of cryptic speciation within R. microplus of South Africa (ANSTEAD et al. 2011; BARKER 1998; CAREW et al. 2009; MURRELL et al. 2000; SONGA et al. 2011). Phylogeography is a multidisciplinary field that utilises phylogenetic (molecular evidence of speciation) and population genetic principles (coalescence theory), in combination with additional data (such as geography and population history), to determine the genetic relationships of populations within a species (AVISE 2009) and was one of the main aspects of this study. The phylogenetic and population genetic structure of R. microplus will provide valuable information to geneticists, farmers and acaricide/vaccine suppliers about the different R. microplus tick populations of South Africa. The information will facilitate more efficient and targeted tick control whether acaricide or vaccine based as opposed to the inefficient approaches generally adopted to tick control. / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2014. / lk2014 / Genetics / MSc / Unrestricted

Rhipicephalus micropulus, conhecido como carrapato dos bovinos, é um dos parasitas mais importantes para a pecuária, pois causa enormes prejuízos ao produtor. Esses prejuízos se estendem desde a ação espoliativa que o carrapato exerce nos seus hospedeiros até a transmissão de uma diversidade de patógenos. Os carrapatos utilizam vários estímulos térmicos, sonoros, visuais, gustativos, táteis e olfativos na fase de busca pelo hospedeiro. Essas substâncias são conhecidas como semioquímicos e podem atuar em indivíduos de uma mesma espécie como os ferormônios ou entre indivíduos de espécies diferentes como os alomônios e cairomônios. Nos bovinos, já se sabe que uma de suas lipocalinas pode atrair insetos, porém não é sabido se essa atração ocorre para R. microplus. Já é sabido que o carrapato consegue distinguir odores liberados entre bovinos das raças Nelore e Holandês Preto e Branco (HPB), sendo mais atraído para bovinos da raça Holandês. A lipocalina por ser uma proteína globular e estar associada com o transporte de pequenas moléculas hidrofóbicas, tais como odorantes e esteroides, e pode favorecer a atração do R. microplus, uma vez que essa proteína bovina pode ligar a odorantes e desempenhar um papel fundamental na liberação de odores para o ambiente, que por sua vez pode atrair, ou não, o R. microplus. Existem diferentes níveis de infestação de carrapatos entre bovinos das raças Nelore e Holandês, bem como entre os sexos da mesma raça. Além disso, o período do ciclo de vida do bovino também pode influenciar na susceptibilidade a infestação, por exemplo, as vacas no período de lactação são consideradas mais susceptíveis ao parasito. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar o papel da lipocalina bovina na resistência e suscetibilidade ao carrapato, através da quantificação dessa proteína em líquidos corporais dos bovinos, tais como soro, saliva, urina, suor, secreção nasal e biopsia de pele obtidos de bovinos que apresentam fenótipos contrastantes de infestações, a saber: hospedeiros macho (touros) e fêmea (vacas em lactação) das raças resistentes (Bos indicus) e suscetíveis (Bos taurus). Os resultados deste trabalho tem demonstrado que a lipocalina bovina está presente em todos os fluídos investigados, exceto a urina, como observado por Western blot. Com os resultados deste trabalho podemos concluir que a bcOBP apresenta 9 diferença significativa nos fluidos de saliva e secreção nasal de touros e vacas em lactação da raça HPB quando comparados com touros e vacas em lactação da raça Nelore. Em amostras de biópsia de pele também ocorreu uma maior marcação da bcOBP na raça susceptível (HPB), demonstrando que a bcOBP possivelmente esta auxiliando na susceptibilidade destes bovinos ao carrapato, através do transporte de um maior número de odorantes que estariam atraindo um maior número de carrapatos. Ao analisar os fluidos entre bovinos da mesma raça, porém de sexo diferente, observou-se uma maior quantidade de bcOBP em vacas no período de lactação HPB nos fluidos de saliva e secreção nasal, visto que as vacas estão no período de lactação e são mais susceptíveis a infestações. Consequentemente, a bcOBP poderia estar colaborando para a sua maior susceptibilidade quando comparadas com touros HPB, e o mesmo ocorreu para biopsia de pele. Porém no fluído soro o aumento foi significativo para touro HPB quando comparado às vacas em lactação da raça HPB. Acredita-se que esse fenômeno ocorra devido ao período de lactação nas fêmeas uma vez que a produção da lipocalina bovina esta intimamente relacionada com a produção do leite. Os resultados deste trabalho demonstram que possivelmente a bcOBP na raça HPB está carreando odorantes para o ambiente os quais estariam atraindo mais carrapatos, e auxiliando na susceptibilidade destes bovinos. / Rhipicephalus micropulus, known as bovine tick, is one of the most important parasites for livestock, as they cause enormous damage to the producer. These demages extend from the spoliation action that the tick exerts on the skin of its hosts until the transmission of a diversity of pathogens. Ticks use various thermal, sound, visual, gustatory, tactile and olfactory stimuli in the search phase to the host. These substances are known as semiochemicals and can act within individuals of the same species as the pheromones or among individuals of different species such as alomones and cairomones. In the cattle, it is known that the lipocalin protein may attract insects, but this attraction is not known to influence the R. microplus. It is known that the tick can distinguish released odors between Nelore and Holstein cattle, being more attracted to cattle of the Holstein breed. Lipocalin, being a globular protein and associated with the transport of small hydrophobic molecules, such as odorants and steroids, can favor the attraction of R. microplus, since this bovine protein can bind to odorants and play a key role in the release of odors into the environment, which in turn may or may not attract R. microplus. There are different levels of tick infestation among cattle of the Nelore and Holstein breeds, as well as between the sexes of the same breed. In addition, the life cycle period of the bovine can also influence the susceptibility to infestation. For example, cows in the lactation period are considered more susceptible to the parasite. Thus, the objective of the present study was to evaluate the role of bovine lipocalin in the resistance and susceptibility to tick by quantifying that protein in bovine body fluids such as serum, saliva and urine, sweat, nasal secretions and skin biopsies obtained from resistant (Bos indicus) and susceptible (Bos taurus) cattle breeds. The results of this work have demonstrated that bovine lipocalin is present in all investigated fluids except urine, as observed by Western Blot. With the results of this work we can conclude that bcOBP presents a significant difference in fluids saliva and nasal secretion of bulls and cows in lactation breed HPB when compared to bulls and lactating cows of the Nelore breed. In skin biopsy specimens, there was also a greater labeling of bcOBP in the susceptible strain (HPB), which could then aid in the susceptibility of these cattle to the 11 tick, by transporting a larger number of odorants that would be attracting a greater number of ticks. When analyzing the fluids between bovines of the same breed, but of different sex, a greater amount of bcOBP was observed in cows during the period of HPB lactation in the fluids saliva and nasal secretion, since the cows are in the lactation period and are more susceptible to infestations. Consequently, bcOBP could be contributing to its greater susceptibility when compared to HPB bulls, and the same was done for skin biopsy. However, in the fluid serum, the increase was significant for the bull when compared to the lactating cows of the HPB race. It is believed that this phenomenon occurs due to the lactation period in females since the production of bovine lipocalin is closely related to milk production. The results of this work demonstrate that possibly Lipocalin in Holstein cattle is carrying odorants to the environment which would be attracting more ticks, and enhancing in the susceptibility of these cattle.

Própolis é uma substância resinosa produzida por Apis mellifera, contendo principalmente resinas vegetais e cera das próprias abelhas. É usada na colmeia para diversas finalidades, como vedar aberturas, reparar as células e envolver invasores que foram mortos na colméia, além de contribuir para a quase constância da temperatura dentro da colmeia (28 - 30oC). A própolis é importante para as abelhas, pois é responsável pela manutenção de um ambiente quase estéril, agindo contra bactérias, fungos e até larvas invasoras. Em virtude do amplo espectro de atividades biológicas e farmacológicas associadas a esse produto, a própolis vem sendo extensivamente utilizada em medicina alternativa, bem como na indústria cosmética e alimentícia. Apesar dos numerosos estudos já realizados com própolis, os poucos que foram feitos visando ao uso em veterinária relacionavam-se a combate de endoparasitas. Muitas doenças de animais vêm acometendo o homem atualmente, tais como as transmitidas pelos carrapato vermelho do cão (Rhipicephalus sanguineus) e carrapato-estrela (Amblyomma cajennense). Problemas de saúde para o gado e queda da produtividade pecuária é causada pelo carrapato do boi (Rhipicephalus microplus). Além disso, é crescente o interesse de profissionais veterinários pelo uso de produtos naturais, sobretudo em relação aos animais domésticos. Vale lembrar que o uso indiscriminado de acaricidas levou à seleção de carrapatos resistentes, de modo que outras estratégias para o controle dessas pragas são de grande importância. Com isso, o intuito do presente projeto foi a determinação da atividade de extratos brutos de própolis brasileira e seus constituintes no controle de carrapatos específicos e generalistas. Foram preparados extratos clorofórmicos de amostras de própolis verde de Lavras (MG) e própolis preta de Picos (PI), anteriormente analisadas quimicamente. Os extratos foram concentrados à secura e redissolvidos para administração a carrapatos mantidos em laboratório. Os ensaios com extratos brutos foram realizados in vitro para avaliar seu efeito nos artrópodos, empregando-se o teste de pacote de larvas. Foram realizados isolamentos biomonitorados, na tentativa de obtenção de substâncias ativas presentes nas própolis analisadas. O extrato bruto de Picos não revelou atividade acaricida. Por outro lado, o extrato bruto de Lavras mostrou-se bastante ativo e, então, foi fracionado por cromatografia em coluna de gel de sílica. As frações resultantes foram novamente avaliadas em ensaios in vitro em carrapatos. Novo fracionamento e novos bioensaios foram realizados, e foi identificada uma subfração com atividade acaricida. Análises por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) foram desenvolvidas e quatro substâncias majoritárias (ácido 2,2-dimetil-cromeno-6-propenoico-dicafeoil glucosídeo, artepilina-C, bacarina e ácido 2,2-dimetil-cromeno-8-prenil-6-propenoico) dessa subfração ativa foram isoladas em CLAE-preparativo. As substâncias obtidas foram identificadas por meio de análises espectroscópicas correntes em química de produtos naturais (IV, UV, massas e RMN). Por fim, novos bioensaios foram realizados com a espécie de carrapato mais suscetível, Rhipicephalus microplus, porém não se observou atividade acaricida significativa para as substâncias isoladas. Assim sendo, talvez a alta atividade acaricida constatada na subfração ativa seja decorrente do sinergismo entre substâncias. / Propolis is a resinous substance produced by bees Apis mellifera, containing mainly plant exudates and bee waxes. It is used in the hive to close holes, repair cells and involve intruders that are killed inside the hive. Propolis is important to the bees, as it is responsible for the maintenance of the hive as a sterile environment, acting against bacteria, fungus and even invading larvae. Because of the wide range of biological and pharmacological activities of propolis, it has been extensivelly used in alternative medicine, as well as in cosmetic and food industries. However, few studies have been developed concerning the use of propolis to animal health. Nowadays, many animal diseases have affected humans, such as those transmited by ticks, the brown dog tick (Rhipicephalus sanguineus) and the star tick (Amblyomma cajennense). Cattle health problems and decrease of livestock productivity is caused by the cattle tick (Rhipicephalus microplus). In addition, the interest of veterinary professionals toward the use of natural products to animal health is increasing, mainly for the treatment of domestic animals. It is worth remembering that the indiscriminate use of acaricides leads to resistence selection. Thus, new strategies are of great importance for tick control. Hence, the aim of this project was to determine the activity of crude extracts of Brazilian propolis and their constituents for the control of specific and generalist ticks. Chloroform extracts were prepared from samples of green propolis from Lavras (state of Minas Gerais) and black propolis from Picos (state of Piauí), previously analyzed chemically. The extracts were concentrated to dryness and redissolved for ticks administration in laboratory. The bioassays were carried out in vitro to verify the effectivness of the extracts using the larval package test. Bioassays-guided isolations were carried out to obtain active constituents presented in the studied samples. The crude extract of propolis sample from Picos did not show any acaricide activity. On the other hand, the sample propolis from Lavras showed high activity, and then was fractionated by colunm chromatography in silica gel. The fractions obtained were tested, and a subfraction with acaricide activity was obtained. Analyses by high performance liquid chromatography (HPLC) were developed and four compounds (2,2-dimethyl-cromene-6-propenoic-dicafeoyl glucoside acid, artepillin-C, baccarin and 2,2-dimethyl-cromene-8-prenyl-6-propenoic acid) of the active subfraction were isolated using preparative HPLC. These compounds were identified by means of current spectroscopic analysis in chemistry of natural products (IR, UV, mass and NMR). Finally, new bioassays were carried out with the most susceptible tick specie, Rhipicephalus microplus, but no effect was observed testing the isolated compounds. Thus, probably the high acaricidal activity observed in the active subfraction was due to a synergism among the subfraction constituents.

Os carrapatos Rhipicephalus (Boophilus) microplus e Haemaphysalis longicornis são ectoparasitas hematófagos que infestam bovinos. O uso de vacinas anticarrapato tem mostrado ser uma estratégia alternativa promissora para o controle desses parasitos. As glutationa-S-transferases (GSTs) pertencem a uma família de enzimas multifuncionais presentes em organismos animais e vegetais, e, entre suas funções, pode-se destacar o transporte intracelular, a participação em processos digestivos, a síntese de prostaglandinas, a detoxificação de substâncias tóxicas e a proteção contra o estresse oxidativo. Em trabalhos anteriores, verificou-se em camundongos que a GST de H. longicornis (rGST-Hl) é mais imunogênica que a GST de R. microplus (rGST-Bm). O objetivo do presente estudo foi investigar a proteção cruzada conferida pela imunização de bovinos com a rGST-Hl frente a uma infestação de R. microplus. Por Western blot, verificou-se que os bovinos vacinados com a rGST-Hl apresentaram um aumento nos níveis de anticorpos anti-rGST-Hl, os quais foram capazes de reconhecer a GST-Bm nativa de extratos de larva, ovário e glândula salivar. Posteriormente, os bovinos foram infestados com 20.000 larvas de R. microplus. O percentual de proteção conferido foi calculado em função da variação entre os grupos tratados e controle, em relação ao número e peso de carrapatos que terminaram a alimentação, a capacidade de postura e a fertilidade dos ovos. O grupo dos bovinos vacinados com rGST-Hl mostrou uma redução de 53% e 52% no número e no peso de teleóginas, respectivamente. A postura de ovos e a eclodibilidade apresentaram uma redução no grupo vacinado de 0,6% e 8%, respectivamente. A eficácia total contra a infestação de R. microplus foi de 57%, quando comparado ao grupo controle. / The ticks Rhipicephalus (Boophilus) microplus and Haemaphysalis longicornis are hematophagous ectoparasites that infest bovines. Vaccine has been considered one of the most promising methods for the control of these parasites. Glutathione Stransferases (GSTs) enzymes are present in animal and vegetal organisms and are important in intracellular transport, digestive process, synthesis of prostaglandins, detoxification and protection against oxidative stress. In a previous study with mice we showed that H. longicornis GST (rGST-Hl) is more immunogenic than R. microplus GST (rGST-Bm). The objective of the present study was to investigate the crossprotection against R. microplus infestation in bovine vaccinated with rGST-Hl. By Western blot, the immunized bovines showed an increase in antibodies anti-rGST-Hl. The native GST-Bm in larvae, ovary and salivary gland were recognized by sera of bovines immunized with rGST-Hl, indicating that the antibodies induced by rGST-Hl immunization recognize native R. microplus GSTs. The bovines were challenged with 20,000 larvae of R. microplus. Protection was calculated by variation in number and weight of fully engorged ticks, egg laying capacity and egg fertility. The bovines vaccinated with rGST-Hl showed a reduction of 53% and 52% in number and weight of engorged ticks, respectively. Egg laying capacity and egg fertility of ticks from vaccinated bovines were respectively 0.6% and 8% lower, as compared to ticks from control animals. The overall efficacy ratio against R. microplus was 57.03%, as compared with the control group.

Os carrapatos Rhipicephalus (Boophilus) microplus e Haemaphysalis longicornis são ectoparasitas hematófagos que infestam bovinos. O uso de vacinas anticarrapato tem mostrado ser uma estratégia alternativa promissora para o controle desses parasitos. As glutationa-S-transferases (GSTs) pertencem a uma família de enzimas multifuncionais presentes em organismos animais e vegetais, e, entre suas funções, pode-se destacar o transporte intracelular, a participação em processos digestivos, a síntese de prostaglandinas, a detoxificação de substâncias tóxicas e a proteção contra o estresse oxidativo. Em trabalhos anteriores, verificou-se em camundongos que a GST de H. longicornis (rGST-Hl) é mais imunogênica que a GST de R. microplus (rGST-Bm). O objetivo do presente estudo foi investigar a proteção cruzada conferida pela imunização de bovinos com a rGST-Hl frente a uma infestação de R. microplus. Por Western blot, verificou-se que os bovinos vacinados com a rGST-Hl apresentaram um aumento nos níveis de anticorpos anti-rGST-Hl, os quais foram capazes de reconhecer a GST-Bm nativa de extratos de larva, ovário e glândula salivar. Posteriormente, os bovinos foram infestados com 20.000 larvas de R. microplus. O percentual de proteção conferido foi calculado em função da variação entre os grupos tratados e controle, em relação ao número e peso de carrapatos que terminaram a alimentação, a capacidade de postura e a fertilidade dos ovos. O grupo dos bovinos vacinados com rGST-Hl mostrou uma redução de 53% e 52% no número e no peso de teleóginas, respectivamente. A postura de ovos e a eclodibilidade apresentaram uma redução no grupo vacinado de 0,6% e 8%, respectivamente. A eficácia total contra a infestação de R. microplus foi de 57%, quando comparado ao grupo controle. / The ticks Rhipicephalus (Boophilus) microplus and Haemaphysalis longicornis are hematophagous ectoparasites that infest bovines. Vaccine has been considered one of the most promising methods for the control of these parasites. Glutathione Stransferases (GSTs) enzymes are present in animal and vegetal organisms and are important in intracellular transport, digestive process, synthesis of prostaglandins, detoxification and protection against oxidative stress. In a previous study with mice we showed that H. longicornis GST (rGST-Hl) is more immunogenic than R. microplus GST (rGST-Bm). The objective of the present study was to investigate the crossprotection against R. microplus infestation in bovine vaccinated with rGST-Hl. By Western blot, the immunized bovines showed an increase in antibodies anti-rGST-Hl. The native GST-Bm in larvae, ovary and salivary gland were recognized by sera of bovines immunized with rGST-Hl, indicating that the antibodies induced by rGST-Hl immunization recognize native R. microplus GSTs. The bovines were challenged with 20,000 larvae of R. microplus. Protection was calculated by variation in number and weight of fully engorged ticks, egg laying capacity and egg fertility. The bovines vaccinated with rGST-Hl showed a reduction of 53% and 52% in number and weight of engorged ticks, respectively. Egg laying capacity and egg fertility of ticks from vaccinated bovines were respectively 0.6% and 8% lower, as compared to ticks from control animals. The overall efficacy ratio against R. microplus was 57.03%, as compared with the control group.

Os carrapatos Rhipicephalus (Boophilus) microplus e Haemaphysalis longicornis são ectoparasitas hematófagos que infestam bovinos. O uso de vacinas anticarrapato tem mostrado ser uma estratégia alternativa promissora para o controle desses parasitos. As glutationa-S-transferases (GSTs) pertencem a uma família de enzimas multifuncionais presentes em organismos animais e vegetais, e, entre suas funções, pode-se destacar o transporte intracelular, a participação em processos digestivos, a síntese de prostaglandinas, a detoxificação de substâncias tóxicas e a proteção contra o estresse oxidativo. Em trabalhos anteriores, verificou-se em camundongos que a GST de H. longicornis (rGST-Hl) é mais imunogênica que a GST de R. microplus (rGST-Bm). O objetivo do presente estudo foi investigar a proteção cruzada conferida pela imunização de bovinos com a rGST-Hl frente a uma infestação de R. microplus. Por Western blot, verificou-se que os bovinos vacinados com a rGST-Hl apresentaram um aumento nos níveis de anticorpos anti-rGST-Hl, os quais foram capazes de reconhecer a GST-Bm nativa de extratos de larva, ovário e glândula salivar. Posteriormente, os bovinos foram infestados com 20.000 larvas de R. microplus. O percentual de proteção conferido foi calculado em função da variação entre os grupos tratados e controle, em relação ao número e peso de carrapatos que terminaram a alimentação, a capacidade de postura e a fertilidade dos ovos. O grupo dos bovinos vacinados com rGST-Hl mostrou uma redução de 53% e 52% no número e no peso de teleóginas, respectivamente. A postura de ovos e a eclodibilidade apresentaram uma redução no grupo vacinado de 0,6% e 8%, respectivamente. A eficácia total contra a infestação de R. microplus foi de 57%, quando comparado ao grupo controle. / The ticks Rhipicephalus (Boophilus) microplus and Haemaphysalis longicornis are hematophagous ectoparasites that infest bovines. Vaccine has been considered one of the most promising methods for the control of these parasites. Glutathione Stransferases (GSTs) enzymes are present in animal and vegetal organisms and are important in intracellular transport, digestive process, synthesis of prostaglandins, detoxification and protection against oxidative stress. In a previous study with mice we showed that H. longicornis GST (rGST-Hl) is more immunogenic than R. microplus GST (rGST-Bm). The objective of the present study was to investigate the crossprotection against R. microplus infestation in bovine vaccinated with rGST-Hl. By Western blot, the immunized bovines showed an increase in antibodies anti-rGST-Hl. The native GST-Bm in larvae, ovary and salivary gland were recognized by sera of bovines immunized with rGST-Hl, indicating that the antibodies induced by rGST-Hl immunization recognize native R. microplus GSTs. The bovines were challenged with 20,000 larvae of R. microplus. Protection was calculated by variation in number and weight of fully engorged ticks, egg laying capacity and egg fertility. The bovines vaccinated with rGST-Hl showed a reduction of 53% and 52% in number and weight of engorged ticks, respectively. Egg laying capacity and egg fertility of ticks from vaccinated bovines were respectively 0.6% and 8% lower, as compared to ticks from control animals. The overall efficacy ratio against R. microplus was 57.03%, as compared with the control group.

Rhipicephalus micropulus, conhecido como carrapato dos bovinos, é um dos parasitas mais importantes para a pecuária, pois causa enormes prejuízos ao produtor. Esses prejuízos se estendem desde a ação espoliativa que o carrapato exerce nos seus hospedeiros até a transmissão de uma diversidade de patógenos. Os carrapatos utilizam vários estímulos térmicos, sonoros, visuais, gustativos, táteis e olfativos na fase de busca pelo hospedeiro. Essas substâncias são conhecidas como semioquímicos e podem atuar em indivíduos de uma mesma espécie como os ferormônios ou entre indivíduos de espécies diferentes como os alomônios e cairomônios. Nos bovinos, já se sabe que uma de suas lipocalinas pode atrair insetos, porém não é sabido se essa atração ocorre para R. microplus. Já é sabido que o carrapato consegue distinguir odores liberados entre bovinos das raças Nelore e Holandês Preto e Branco (HPB), sendo mais atraído para bovinos da raça Holandês. A lipocalina por ser uma proteína globular e estar associada com o transporte de pequenas moléculas hidrofóbicas, tais como odorantes e esteroides, e pode favorecer a atração do R. microplus, uma vez que essa proteína bovina pode ligar a odorantes e desempenhar um papel fundamental na liberação de odores para o ambiente, que por sua vez pode atrair, ou não, o R. microplus. Existem diferentes níveis de infestação de carrapatos entre bovinos das raças Nelore e Holandês, bem como entre os sexos da mesma raça. Além disso, o período do ciclo de vida do bovino também pode influenciar na susceptibilidade a infestação, por exemplo, as vacas no período de lactação são consideradas mais susceptíveis ao parasito. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar o papel da lipocalina bovina na resistência e suscetibilidade ao carrapato, através da quantificação dessa proteína em líquidos corporais dos bovinos, tais como soro, saliva, urina, suor, secreção nasal e biopsia de pele obtidos de bovinos que apresentam fenótipos contrastantes de infestações, a saber: hospedeiros macho (touros) e fêmea (vacas em lactação) das raças resistentes (Bos indicus) e suscetíveis (Bos taurus). Os resultados deste trabalho tem demonstrado que a lipocalina bovina está presente em todos os fluídos investigados, exceto a urina, como observado por Western blot. Com os resultados deste trabalho podemos concluir que a bcOBP apresenta 9 diferença significativa nos fluidos de saliva e secreção nasal de touros e vacas em lactação da raça HPB quando comparados com touros e vacas em lactação da raça Nelore. Em amostras de biópsia de pele também ocorreu uma maior marcação da bcOBP na raça susceptível (HPB), demonstrando que a bcOBP possivelmente esta auxiliando na susceptibilidade destes bovinos ao carrapato, através do transporte de um maior número de odorantes que estariam atraindo um maior número de carrapatos. Ao analisar os fluidos entre bovinos da mesma raça, porém de sexo diferente, observou-se uma maior quantidade de bcOBP em vacas no período de lactação HPB nos fluidos de saliva e secreção nasal, visto que as vacas estão no período de lactação e são mais susceptíveis a infestações. Consequentemente, a bcOBP poderia estar colaborando para a sua maior susceptibilidade quando comparadas com touros HPB, e o mesmo ocorreu para biopsia de pele. Porém no fluído soro o aumento foi significativo para touro HPB quando comparado às vacas em lactação da raça HPB. Acredita-se que esse fenômeno ocorra devido ao período de lactação nas fêmeas uma vez que a produção da lipocalina bovina esta intimamente relacionada com a produção do leite. Os resultados deste trabalho demonstram que possivelmente a bcOBP na raça HPB está carreando odorantes para o ambiente os quais estariam atraindo mais carrapatos, e auxiliando na susceptibilidade destes bovinos. / Rhipicephalus micropulus, known as bovine tick, is one of the most important parasites for livestock, as they cause enormous damage to the producer. These demages extend from the spoliation action that the tick exerts on the skin of its hosts until the transmission of a diversity of pathogens. Ticks use various thermal, sound, visual, gustatory, tactile and olfactory stimuli in the search phase to the host. These substances are known as semiochemicals and can act within individuals of the same species as the pheromones or among individuals of different species such as alomones and cairomones. In the cattle, it is known that the lipocalin protein may attract insects, but this attraction is not known to influence the R. microplus. It is known that the tick can distinguish released odors between Nelore and Holstein cattle, being more attracted to cattle of the Holstein breed. Lipocalin, being a globular protein and associated with the transport of small hydrophobic molecules, such as odorants and steroids, can favor the attraction of R. microplus, since this bovine protein can bind to odorants and play a key role in the release of odors into the environment, which in turn may or may not attract R. microplus. There are different levels of tick infestation among cattle of the Nelore and Holstein breeds, as well as between the sexes of the same breed. In addition, the life cycle period of the bovine can also influence the susceptibility to infestation. For example, cows in the lactation period are considered more susceptible to the parasite. Thus, the objective of the present study was to evaluate the role of bovine lipocalin in the resistance and susceptibility to tick by quantifying that protein in bovine body fluids such as serum, saliva and urine, sweat, nasal secretions and skin biopsies obtained from resistant (Bos indicus) and susceptible (Bos taurus) cattle breeds. The results of this work have demonstrated that bovine lipocalin is present in all investigated fluids except urine, as observed by Western Blot. With the results of this work we can conclude that bcOBP presents a significant difference in fluids saliva and nasal secretion of bulls and cows in lactation breed HPB when compared to bulls and lactating cows of the Nelore breed. In skin biopsy specimens, there was also a greater labeling of bcOBP in the susceptible strain (HPB), which could then aid in the susceptibility of these cattle to the 11 tick, by transporting a larger number of odorants that would be attracting a greater number of ticks. When analyzing the fluids between bovines of the same breed, but of different sex, a greater amount of bcOBP was observed in cows during the period of HPB lactation in the fluids saliva and nasal secretion, since the cows are in the lactation period and are more susceptible to infestations. Consequently, bcOBP could be contributing to its greater susceptibility when compared to HPB bulls, and the same was done for skin biopsy. However, in the fluid serum, the increase was significant for the bull when compared to the lactating cows of the HPB race. It is believed that this phenomenon occurs due to the lactation period in females since the production of bovine lipocalin is closely related to milk production. The results of this work demonstrate that possibly Lipocalin in Holstein cattle is carrying odorants to the environment which would be attracting more ticks, and enhancing in the susceptibility of these cattle.

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