Os carrapatos são artrópodes hematófagos, vetores de doenças. Vacinas são uma alternativa para o seu controle, já que esses parasitas durante a infestação, estimulam as respostas imunes do hospedeiro, as quais são implicadas em sua rejeição. As glândulas salivares do parasita são importantes para permitir a alimentação e para mediar os mecanismos de escape às defesas do hospedeiro. Diversas evidências indicam que ocorre reatividade cruzada entre espécies de carrapatos e que reações de hipersensibilidade cutânea tardia (DTH) são correlacionadas com resistência ao carrapato. A possibilidade de vacinar cachorros que são parasitados pelo R. sanguineus com antígenos do carrapato do boi, o R microplus, foi investigada por meio da análise in silico de 45 GIs de R microplus clonados em vetor plasmidial (TOPO VR2001), dentre os quais 14 Gls de R microplus se revelaram mais similares a sequências do R sanguineus, e foram empregados para avaliar: 1) A capacidade em elicitar reações cutâneas tardias em cobaias imunes a carrapatos por meio de infestações prévias com R sanguineus. 2) A capacidade de vacinas contendo GIs individuais em afetar infestações de camundongos com adultos de R sanguineus. 3) a capacidade do GI induzir anticorpos específicos após vacinação em camundongos. Dos 14 GIs testados, apenas dois não induziram reações cutâneas, quatro não afetaram nenhum parâmetro parasitológico da infestação, e três não induziram a produção de anticorpos nesses animais. Dentre os GIs, sete foram escolhidos para compor uma vacina multigênica contra o carrapato do cão R sanguineus. A vacina foi capaz de induzir resistência á infestação por R sanguineus em camundongos e em cachorros vacinados evidenciadoa pela diminuição do número de fêmeas que conseguiram colocar ovos, do peso médio da massa de ovos produzidos por essas fêmeas, do índice reprodutivo dessas fêmeas, e da taxa de eclosão das larvas, demonstrando que GIs de R microplus podem ser alvos para formulação de uma vacina contra o carrapato R sanguineus. / Ticks are arthropod vectors of disease. Vaccines are an alternative to chemicals for controlling ticks because during infestations these parasites stimulate host immune responses such as delayed hypersensitivity skin reactions (DTH), which are involved in their rejection and are correlated with resistance to ticks. Tick salivary glands are important for the parasite to acquire blood meals because their products mediate escape mechanisms from host defenses. The possibility of vaccinating dogs against infestations with the brown dog tick, Rhipicephalus sanguineus, with antigens derived from salivary glands of the cattle tick, R. microplus, was investigated by in silica analysis of 45 genes from R. microplus. These genes were targeted because of their putative biological function and had been cloned into the plasmid vector TOPO VR2001. Of them, 14 were chosen to be evaluated in a vaccine because their sequences were the most similar to several genes expressed in salivary glands of R. sanguineus. The plasmids containing the genes of interest (GIs) were used to assess: 1) The ability of the product of the genes to elicit delayed skin reactions in guinea pigs immune to ticks by previous infestations with R sanguineus. 2) The ability of individual GIs delivered as DNA vaccines to affect infestations of mice with adult R sanguineus. 3) The ability of the genes to induce specific antibodies after vaccination in mice. Only two of the 14 genes delivered to guinea pigs via intradermal injection of DNA did not elicit delayed skin reaction, four used in a vaccine did not affect any parameter of tick infestations, and three did not induce production of antibodies in these animals after DNA vaccination. Of the 14 genes, seven were chosen to formulate a multigene vaccine against the dog tick R. sanguineus. The vaccine was able to significantly affect several parameters of infestations by R sanguineus in vaccinated dogs and mice. This was reflected in the reduction of the number of females that were able to lay eggs, of the average weight of the egg mass produced by these females, of the reproductive rate of these females, and of hatching rate of larvae, demonstrating that GIs from R microplus may be targets for development of a vaccine against the tick R sanguineus.

Os carrapatos são artrópodes hematófagos, vetores de doenças. Vacinas são uma alternativa para o seu controle, já que esses parasitas durante a infestação, estimulam as respostas imunes do hospedeiro, as quais são implicadas em sua rejeição. As glândulas salivares do parasita são importantes para permitir a alimentação e para mediar os mecanismos de escape às defesas do hospedeiro. Diversas evidências indicam que ocorre reatividade cruzada entre espécies de carrapatos e que reações de hipersensibilidade cutânea tardia (DTH) são correlacionadas com resistência ao carrapato. A possibilidade de vacinar cachorros que são parasitados pelo R. sanguineus com antígenos do carrapato do boi, o R microplus, foi investigada por meio da análise in silico de 45 GIs de R microplus clonados em vetor plasmidial (TOPO VR2001), dentre os quais 14 Gls de R microplus se revelaram mais similares a sequências do R sanguineus, e foram empregados para avaliar: 1) A capacidade em elicitar reações cutâneas tardias em cobaias imunes a carrapatos por meio de infestações prévias com R sanguineus. 2) A capacidade de vacinas contendo GIs individuais em afetar infestações de camundongos com adultos de R sanguineus. 3) a capacidade do GI induzir anticorpos específicos após vacinação em camundongos. Dos 14 GIs testados, apenas dois não induziram reações cutâneas, quatro não afetaram nenhum parâmetro parasitológico da infestação, e três não induziram a produção de anticorpos nesses animais. Dentre os GIs, sete foram escolhidos para compor uma vacina multigênica contra o carrapato do cão R sanguineus. A vacina foi capaz de induzir resistência á infestação por R sanguineus em camundongos e em cachorros vacinados evidenciadoa pela diminuição do número de fêmeas que conseguiram colocar ovos, do peso médio da massa de ovos produzidos por essas fêmeas, do índice reprodutivo dessas fêmeas, e da taxa de eclosão das larvas, demonstrando que GIs de R microplus podem ser alvos para formulação de uma vacina contra o carrapato R sanguineus. / Ticks are arthropod vectors of disease. Vaccines are an alternative to chemicals for controlling ticks because during infestations these parasites stimulate host immune responses such as delayed hypersensitivity skin reactions (DTH), which are involved in their rejection and are correlated with resistance to ticks. Tick salivary glands are important for the parasite to acquire blood meals because their products mediate escape mechanisms from host defenses. The possibility of vaccinating dogs against infestations with the brown dog tick, Rhipicephalus sanguineus, with antigens derived from salivary glands of the cattle tick, R. microplus, was investigated by in silica analysis of 45 genes from R. microplus. These genes were targeted because of their putative biological function and had been cloned into the plasmid vector TOPO VR2001. Of them, 14 were chosen to be evaluated in a vaccine because their sequences were the most similar to several genes expressed in salivary glands of R. sanguineus. The plasmids containing the genes of interest (GIs) were used to assess: 1) The ability of the product of the genes to elicit delayed skin reactions in guinea pigs immune to ticks by previous infestations with R sanguineus. 2) The ability of individual GIs delivered as DNA vaccines to affect infestations of mice with adult R sanguineus. 3) The ability of the genes to induce specific antibodies after vaccination in mice. Only two of the 14 genes delivered to guinea pigs via intradermal injection of DNA did not elicit delayed skin reaction, four used in a vaccine did not affect any parameter of tick infestations, and three did not induce production of antibodies in these animals after DNA vaccination. Of the 14 genes, seven were chosen to formulate a multigene vaccine against the dog tick R. sanguineus. The vaccine was able to significantly affect several parameters of infestations by R sanguineus in vaccinated dogs and mice. This was reflected in the reduction of the number of females that were able to lay eggs, of the average weight of the egg mass produced by these females, of the reproductive rate of these females, and of hatching rate of larvae, demonstrating that GIs from R microplus may be targets for development of a vaccine against the tick R sanguineus.

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No. of bitstreams: 1 TeseCAS.pdf: 3874357 bytes, checksum: 0bd0fdf47146d9a5d45f62a5203ac011 (MD5) Previous issue date: 2016-11-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The present work had as general objective to perform the genomic annotation of Expressed Sequences (ESTs) of Litopenaeus vannamei shrimp, available in the database of Project ShEST and to evaluate the polymorphism of mined SSR and SNP tags. These markers were located in the main chain of protein genes with function related to performance traits and were validated in SPF (Specific Pathogen Free) shrimp families submitted to selection for rapid growth and survival. In addition to the EST-SSR and EST-SNP loci, obtained by Sanger sequencing, Next Generation Sequencing (NGS) analyzes were included in the initial proposal of work with the objective of expanding the set of SNPs available and verifying the differential gene expression. The new assembly of ESTs was performed and produced a set of 2.984 unigenes with protein products for 41% of them, with 1.983 SSRs and 3.472 SNPs being identified. Among the loci with gene product identified, 231 were enzymes with 127 unique EC numbers inserted in 94 KEGG metabolic pathways. Loci validation showed that the loci of the 60S ribosomal (SSR-EST) and crustacyanin (SNP-EST) proteins were polymorphic in the animals sampled from Genearch. Statistical analyzes were conducted to verify the existence of a possible association between the genotypes and the analyzed weight phenotypes, although no association was observed. In addition, cross-species amplification tests were performed on seven species of marine and two freshwater prawns, demonstrating successful transferability for these species. The RNAseq approach was included in the present work with the purpose of increasing the number of SNPs detected in candidate genes with performance-related function and identifying differentially expressed (DE) genes in animals under experimental conditions. A second transcriptome was assembled from the muscle and hepatopancreas tissues of L. vannamei individuals (i) evaluated for rapid growth and survival and (ii) exposed to the White Spot Syndrome Virus (WSSV). A total of 63.105 transcripts were generated, with an average size of 2.511 bp and N50 of 3.464 bp. More than 15.500 SNPs were identified (frequency > 50%). Functional annotation was also performed on the bases of SwissProt, Gene Ontology (GO) and KEGG. Differential gene expression analyzes were performed on the animal samples evaluated for growth and response to WSSV infection. The data generated showed differences in the expression profile between the genes of (i) high and low growth animals, (ii) the hepatopancreas and muscle and (iii) the uninfected (healthy) and infected (ill) animals by WSSV, considering the effect of the tissue. Two-hundred and seven DE genes were identified for growth, 5.816 for hepatopancreas and muscle and 1.017 for ill and healthy animals. / O presente trabalho teve como objetivo geral realizar a anotação genômica de sequências expressas (ESTs) de Litopenaeus vannamei, disponíveis no banco de dados do Projeto ShEST e avaliar o polimorfismo de marcas SSR e SNP mineradas. Esses marcadores estavam localizados na cadeia principal de genes de proteínas com função relacionada a traços de desempenho e foram validados em famílias de camarões SPF (Specific Pathogen Free) submetidas à seleção para rápido crescimento e sobrevivência. Adicionalmente aos locos SSR-EST e SNP-EST, obtidos por sequenciamento Sanger, análises de Sequenciamento de Próxima Geração (NGS) foram incluídas na proposta inicial de trabalho com o objetivo de ampliar o conjunto de SNPs disponíveis e verificar a expressão gênica diferencial. A montagem de novo das ESTs foi realizada e produziu um conjunto de 2.984 unigenes com produtos proteicos para 41% destes, sendo identificados 1.983 SSRs e 3.472 SNPs. Dentre os locos com produto gênico identificado, 231 eram enzimas com 127 EC numbers únicos inseridos em 94 vias metabólicas do KEGG. A validação dos locos SSR-EST e SNP-EST mostrou que os locos das proteínas 60S ribossomal (SSR-EST) e crustacianina (SNP-EST) apresentaram-se polimórficos nos animais amostrados da Genearch. Análises estatísticas foram conduzidas para verificação da existência de uma possível associação entre os genótipos e os fenótipos de peso analisados, embora não tenha sido observada associação. Além disso, testes de amplificação heteróloga foram realizados em sete espécies de camarões marinhos e duas de água doce, demonstrando sucesso na transferabilidade para estas espécies. A abordagem de RNA-seq foi incluída no presente trabalho com o propósito de ampliar o número de SNPs detectados em genes candidatos com função relacionada a traços de desempenho e identificar genes diferentemente expressos (DE) em animais sob condições experimentais. Foi realizada a montagem de novo de um segundo transcriptoma, dos tecidos músculo e hepatopâncreas de indivíduos de L. vannamei (i) avaliados para rápido crescimento e sobrevivência e (ii) expostos ao vírus da Síndrome da Mancha Branca ou White Spot Syndrome Virus (WSSV). Foram gerados 63.105 transcritos, com tamanho médio de 2.511 pb e N50 de 3.464 pb. Foram identificados mais de 15.500 SNPs (frequência > 50%). Também foi realizada a anotação funcional nas bases do SwissProt, Gene Ontology (GO) e KEGG. Análises de expressão diferencial gênica foram realizadas nas amostras dos animais avaliados para crescimento e resposta a infecção pelo WSSV. Os dados gerados demonstraram diferenças no perfil de expressão entre os genes (i) de animais de alto e baixo crescimento, (ii) do hepatopâncreas e músculo e (iii) dos animais não-infectados (saudáveis) e infectados (doentes) pelo WSSV, considerando-se o efeito do tecido. Foram identificados 207 genes DE para crescimento, 5.816 para a comparação entre os tecidos e 1.017 para os animais doentes e saudáveis. / FAPESP: 2012/13069- 6 / FAPESP: 2012/17322-8