Le genre Rickettsia, sont des petites bactéries Gram-négatives et symbiotes intracellulaires obligatoires des eucaryotes. Les Rickettsia sont surtout connus pour leur pathogénicité et pour provoquer des maladies graves chez l'homme et les autres animaux. À ce jour, 26 espèces valides de Rickettsies ont été identifiées dans le monde entier, dont 20 sont des agents pathogènes éprouvées. Toutes les espèces de Rickettsies validées sont associées à des arthropodes. Les phylogénies basées sur divers marqueurs moléculaires ont présenté des topologies discordantes, avec seulement R. bellii et R. canadensis qui ne sont classées ni parmi la fièvre boutonneuse groupe rickettsies, ni parmi le typhus groupe rickettsies. En utilisant les méthodes avancées de séquençage de génomes entiers, nous avons obtenu et analysé quatre séquences génomiques de Rickettsies : R. helvetica, R. honei, R. australis et R. japonica. Via la phylogénomique qui constitue une nouvelle stratégie permettant de mieux comprendre leur évolution, l'on remarque que ces micro-organismes ont subi une évolution génomique réduite au cours de spécialisation en intracellulaire. Plusieurs caractéristiques évolutives, comme le réarrangement des gènes, la réduction génomique, le transfert horizontal de gènes et l'acquisition d'ADN égoïste, ont formé les génomes Rickettsia d'aujourd'hui. Ces processus peuvent jouer un rôle important pour équilibrer la taille du génome afin de l'adapter au mode de vie intracellulaire. En outre, la pathogénicité des rickettsies peut être associée à la réduction génomique. / The Rickettsia genus is composed of small, Gram-negative, bacteria that are obligate intracellular eukaryotic symbionts. Members of the genus Rickettsia are best known for infecting and causing severe diseases in humans and other animals. To date, 26 valid Rickettsia species have been identified worldwide, including 20 that are proven pathogens. All validated Rickettsia species are associated to arthropods that act as vectors and/or reservoirs. The phylogenies based on various molecular markers have resulted in discrepant topologies, with R. bellii and R. canadensis being classified neither among spotted fever nor typhus group rickettsiae. In this thesis, using the advanced whole genomic sequencing methods, we have and analyzed the genomic sequences from four Rickettsia species, including R. helvetica, R. honei, R. australis and R. japonica. Phylogenomics constitute a new strategy to better understand their evolution. These microorganisms underwent a reductive genomic evolution during their specialization to their intracellular lifestyle. Several evolutive characteristics, such as gene rearrangement, reduction, horizontal gene transfer and aquisition of selfish DNA, have shaped Rickettsia genomes. These processes may play an important role in free-living bacteria for balancing the size of genome in order to adapt the intracellular life style. In addition, in contrast with the concept of bacteria becoming pathogens by acquisition of virulence factors, rickettsial pathogenecity may be linked to genomic reduction of metabolism and regulation pathways.

As espécies reativas de oxigênio (ERO) e de nitrogênio (ERN) são essenciais na resposta imune dos artrópodes aos microrganismos. Este estudo teve como objetivo a caracterização do estresse oxidativo das células embrionárias BME26 do carrapato R. microplus em resposta à infecção por A. marginale. Mostrou-se que A. marginale invade as células BME26 durante a primeira hora. No perfil de expressão de diversos genes codificadores de proteínas que estão envolvidas na produção e destoxificação de ERO e ERN após desafios com A. marginale e R. rickettsii, foi observado que A. marginale inibiu os transcritos das enzimas oxidantes 72 horas após a infecção. Em contrapartida os genes codificadores das enzimas antioxidantes foram todos induzidos. O perfil de expressão gênica pela infecção por R. rickettsii foi diferente do obtido com A. marginale uma vez que se detectou uma maior indução dos genes oxidantes e repressão dos antioxidantes. O silenciamento de quatro genes antioxidantes por RNAi indicaram o envolvimento da resposta redox no controle da infecção por A. marginale. Com isto se demonstra que o estresse oxidativo é importante no controle da infecção pela bactéria nas células BME26 podendo afetar a capacidade vetorial do carrapato na transmissão desse patógeno. / The production of reactive oxygen species (ROS) and nitrogen (ERN) is essential in the immune response of the arthropods. The aim of this study was the characterization of the oxidative stress of the embryonic cell line BME26 from the cattle tick R. microplus in response to A. marginale infection. It was shown that A. marginale invade BME26 cells during the first 1 hour. The expression profile of sixteen genes encoding proteins involved in either production or detoxification of ROS and RNS in response to A. marginale e R. rickettsii, was shown A. marginale caused a down-regulation of the genes encoding the oxidant enzymes in 72 hours after infection. In contrast the genes encoding the antioxidant were induced. The gene expression pattern in response to R. rickettsii was different from that triggered by A. marginale challenge, with induction of oxidant genes and down-regulation of antioxidant genes. The knockdown of four genes encoding the antioxidant enzymes by RNAi suggests that redox response play a role in the control of infection by A. marginale. Our dataset have shown the importance of the oxidative stress to control A. marginale infection by BME26 cells and might have implications on the vectorial capacity of R. microplus in transmission of this pathogen.

As espécies reativas de oxigênio (ERO) e de nitrogênio (ERN) são essenciais na resposta imune dos artrópodes aos microrganismos. Este estudo teve como objetivo a caracterização do estresse oxidativo das células embrionárias BME26 do carrapato R. microplus em resposta à infecção por A. marginale. Mostrou-se que A. marginale invade as células BME26 durante a primeira hora. No perfil de expressão de diversos genes codificadores de proteínas que estão envolvidas na produção e destoxificação de ERO e ERN após desafios com A. marginale e R. rickettsii, foi observado que A. marginale inibiu os transcritos das enzimas oxidantes 72 horas após a infecção. Em contrapartida os genes codificadores das enzimas antioxidantes foram todos induzidos. O perfil de expressão gênica pela infecção por R. rickettsii foi diferente do obtido com A. marginale uma vez que se detectou uma maior indução dos genes oxidantes e repressão dos antioxidantes. O silenciamento de quatro genes antioxidantes por RNAi indicaram o envolvimento da resposta redox no controle da infecção por A. marginale. Com isto se demonstra que o estresse oxidativo é importante no controle da infecção pela bactéria nas células BME26 podendo afetar a capacidade vetorial do carrapato na transmissão desse patógeno. / The production of reactive oxygen species (ROS) and nitrogen (ERN) is essential in the immune response of the arthropods. The aim of this study was the characterization of the oxidative stress of the embryonic cell line BME26 from the cattle tick R. microplus in response to A. marginale infection. It was shown that A. marginale invade BME26 cells during the first 1 hour. The expression profile of sixteen genes encoding proteins involved in either production or detoxification of ROS and RNS in response to A. marginale e R. rickettsii, was shown A. marginale caused a down-regulation of the genes encoding the oxidant enzymes in 72 hours after infection. In contrast the genes encoding the antioxidant were induced. The gene expression pattern in response to R. rickettsii was different from that triggered by A. marginale challenge, with induction of oxidant genes and down-regulation of antioxidant genes. The knockdown of four genes encoding the antioxidant enzymes by RNAi suggests that redox response play a role in the control of infection by A. marginale. Our dataset have shown the importance of the oxidative stress to control A. marginale infection by BME26 cells and might have implications on the vectorial capacity of R. microplus in transmission of this pathogen.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / No Brasil, a maioria das viroses transmitidas por artrópodes (arboviroses) pertence ao gênero Flavivirus, no entanto, aqueles transmitidos por carrapatos são menos estudados do que os transmitidos por insetos. Além dos vírus, outros microrganismos possuem grande relevância em saúde pública. Riquétsias são os principais agentes de zoonoses transmitidas por carrapatos no Brasil, especialmente as do Grupo da Febre Maculosa (GFM), que inclui diversas espécies patogênicas e que são transmitidas por carrapatos. Dentre os diversos biomas, dois foram particularmente degradados no Brasil, a Mata Atlântica e o Cerrado. Diante destes motivos, esta tese compõe-se de três capítulos, que tiveram como objetivo identificar carrapatos vetores em áreas do Cerrado e Mata Atlântica adjacentes a áreas com atividade humana, pesquisando por patógenos causadores de zoonoses, Rickettsia spp. e Flavivirus. No primeiro capítulo, a presença de riquétsias foi averiguada em carrapatos de cães e carnívoros da região de Cumari-GO. Pesquisou-se por esse microrganismo em oito espécies de carnívoros silvestres e em cães domésticos. Duas amostras amplificaram fragmentos do gene ompB, presente em riquétsias do GFM, e ao mesmo tempo amplificaram fragmentos específicos para Rickettsia bellii, que não pertence a esse grupo. Isso demonstra uma possível infecção cruzada, podendo o carrapato manter concomitantemente estas duas espécies divergentes. O segundo capítulo, dados de carrapatos de tamanduás (Myrmecophaga tridactyla e Tamandua tetradactyla) referentes a um período de 18 anos foram analisados, 169 amostras foram avaliadas quanto à presença de riquétsias. Quatro destas amostras exibiram sequência de ompA com 100% de identidade com outras sequências de carrapato Amblyomma nodosum, indicando que Rickettsia spp. do grupo da febre maculosa (SFG) em Amblyomma nodosum estava circulando no entorno da cidade de Uberlândia e estado de São Paulo, podendo outros carrapatos, tais como A. sculptum serem infectados, gerando risco para animais domésticos e seres humanos. No último capítulo, carrapatos de seis áreas, uma pertencente à Mata Atlântica e as outras do bioma Cerrado, foram avaliados quanto à presença de Flavivirus. Nestes locais foram pesquisados carrapatos de doze espécies diferentes, sendo onze da família Ixodidae e um da família Argasidae, estes pertenciam às espécies: Amblyomma sculptum, Rhipicephalus sanguineus, Rhipicephalus microplus, Dermacentor nitens, Amblyomma ovale, Amblyomma dubitatum, Amblyomma parvum, Amblyomma rotundatum, Amblyomma incisum, Amblyomma brasiliense, Amblyomma naponense e Ornithodoros sp. Detectou-se a presença de um flavivírus em carrapatos R. microplus coletados na região de Uberlândia. Estas amostras exibiram aproximadamente 98% de identidade com o Vírus do Carrapato Mogiana (MGTV). Todos os carrapatos que exibiram resultados positivos para flavivírus ou riquétsias, foram coletados em áreas antropizadas, confirmando a importância do estudo de vetores hematófagos na epidemiologia de agentes virais e bacterianos de animais domésticos e selvagens. / In Brazil, most arthropod-transmitted viruses (arboviruses) belong to Flavivirus genus, being tick-transmitted less studied than insect-transmitted ones. Other microorganisms have great public health relevance, such as Rickettsia, the main agent of tick-borne diseases in Brazil, specially the Macular Fever (MF) group, which includes several pathogenic species that are transmitted by ticks. Within different biomes, both the Atlantic Forest and the Cerrado were severely degraded in Brazil. This thesis consisted of three chapters, aiming to identify ticks in areas of Cerrado and Atlantic Forest with surrounding human activity, looking for both Rickettsia and Flavivirus infected ticks. In the first chapter, the presence of Rickettsia was investigated in ticks from dogs and other carnivores, being eight wild carnivores species and domestic dogs in Cumari, Goiás state, Brazil. Two samples were positive for ompB gene, common in the MF group, being also positive for specific genes found in Rickettsia bellii, which does not belong to the MF group. This result shows a possible cross-infection, being tick able to maintain these two different species simultaneously. The second chapter, an 18- year-study-data from anteater ticks (Myrmecophaga tridactyla and Tamandua tetradactyla) was analyzed, accounting 169 samples evaluated for the presence of Rickettsia. Four samples were positive for ompA gene, being 100% identical to other tick sequences present in Amblyomma nodosum, indicating that Rickettsia from the MF group in A. nodosum was circulating around the city of Uberlândia and state of São Paulo. Other ticks, such as A. sculptum, could become infected by the Rickettsia presence, generating risk for domestic animals and humans. In the last chapter, ticks from six areas, being one from the Atlantic Forest and the others from the Cerrado biome, were evaluated for the presence of Flavivirus. 12 different species were accounted, in which eleven were from the Ixodidae family and one was from the Argasidae family, having the following species identified: Amblyomma sculptum, Rhipicephalus sanguineus, Rhipicephalus microplus, Dermacentor nitens, Amblyomma ovale, Amblyomma dubitatum, Amblyomma parvum, Amblyomma rotundatum, Amblyomma incisum, Amblyomma brasiliense, Amblyomma naponense and Ornithodoros sp. The presence of a Flavivirus in R. microplus ticks collected in the Uberlândia region was detected. These samples exhibited approximately 98% identity with the Mogiana Tick Virus (MGTV). All ticks that were positive for Flavivirus or Rickettsia were collected in areas with human activities, stating the importance of studies on hematophagous vectors in the epidemiology of both viral and bacterial agents in domestic and wild animals. / Tese (Doutorado)