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Previous issue date: 2012-06-04 / Financiadora de Estudos e Projetos / Infestations caused by ectoparasites are among the main problems that affect stock raising in tropical countries, and in Brazil, the Rhipicephalus (Boophilus) tick is responsible for substantial losses in the animal production. The aim of this study was to evaluate the response of three genetic groups of cattle artificially infested with Rhipicephalus (Boophilus) microplus. For this, skin samples from Nellore (NX) and crossbreeds, Senepol x Nellore (SN) and Angus x Nellore (TA) heifers were collected before and 24 hours after the last artificial infestation with Rhipicephalus (Boophilus) microplus larvae for gene expression analysis and histology. We collected hair and performed behavioral analysis in order to relate them to the cattle parasite load. There were significant differences (P <0.01) for the tick count within three studied groups. TA animals (0.92 ± 0.07) had higher mean and the NX group (0.28 ± 0.07), the lowest mean. In the differential leukocyte count, TA animals had higher numbers of monocytes that NX (P <0.05), not differing from SN. No significant differences were evaluated for other leukocytes. However, the NX genetic group had higher mean for mast cells than SN and TA (P <0.01). NX had more CD4 cells that TA that did not differ from SN. Negative correlation was observed between the number of ticks and CD4 T cells. In the hair and haircoat analysis, TA showed the higher values of haircoat mean (CP) and mass density (MD) of hair than SN and NX (p <0.05), which did not differ from each other. For the number of hairs per sample and number of hair/cm2, NX had larger mean (p <0.05) than SN and TA, which did not differ. Results of Pearson correlations indicated that CP and DM have a positive correlation (p <0.05) with tick count. Regarding grooming behavior it has been observed that the total of self-grooming, as well as, allogrooming events influenced the tick count evaluated, and that there is a negative correlation with the tick number, helping to reduce this parasite, especially in Nellore. On 1, 4, 6 and 7 days after infestation and at the times 7:00, 9:00 and 12:00 h animals performed more grooming events when compared to other periods. According to the large scale gene expression results, there was no difference within genetic groups. The comparison between the groups before and after 24 hours infestation showed that 1,502 genes were differentially expressed. Of these, 851 were activated and 651 had reduced expression after challenge. The microarray experiment was validated by quantitative real time PCR. 12 Among the genes and pathways activated in response to tick, the chemokine genes, MAPK signaling pathways and Jak-Stat, cytokine receptors, complement and focal adhesion molecules as well as calcium channel genes stood out. Such genes and pathways can be identified as candidates to play the role of host protection at this time of bovine parasitic cycle. In this way, it was observed that mechanisms as grooming and increase of mast cells should confer resistance to tick. Furthermore, we found metabolic pathways that were not previously described in the literature may be novel targets for the development of strategies prevent tick infestation, as vaccines and drugs. / Entre os principais problemas da pecuária brasileira está o parasitismo por carrapatos da espécie Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta de bovinos de três grupos genéticos infestados com R. microplus. Para isso, amostras de pele de fêmeas Nelore (NX) e cruzadas, Senepol x Nelore (SN) e Angus x Nelore (TA), foram coletadas, antes e após a infestação artificial com larvas de R. microplus para análises de expressão gênica e de histologia. Foram também coletados pelos e realizada análise comportamental visando relacioná-los com a carga parasitária dos animais. Foi verificada diferença significativa (P<0,01) para a contagem de carrapatos entre os três grupos avaliados, sendo que os animais TA (0,92±0,07) apresentaram maiores médias e o grupo NX (0,28±0,07), a menor média. Na contagem diferencial de leucócitos, animais TA tiveram maiores (P<0,05) quantidades de monócitos que NX, não diferindo de SN. Não houve diferença significativa para os outros leucócitos avaliados. Entretanto, o grupo genético NX teve maiores médias (P<0,01) de mastócitos que SN e TA. NX apresentou mais células TCD4 que TA, não diferindo de SN. Foi observada correlação negativa entre o número de carrapatos e de células TCD4. Nas análises de pelo e pelame, o grupo genético TA apresentou maiores valores das características comprimento médio de pelo (CP) e densidade de massa (DM) dos pelos que SN e NX (p < 0,05), que não diferiram entre si. Já para as características de número de pelos por amostra e número de pelos/cm2, NX apresentou maiores médias (p < 0,05) que SN e TA, que não diferiram entre si. Os resultados da correlação de Pearson indicaram que CP e DM têm correlação positiva (P<0,05) com a contagem de carrapatos. Na análise de comportamento foi possível observar que o total dos eventos de auto-limpeza (grooming) avaliados influenciou a contagem de carrapatos e que há correlação negativa com o número de carrapatos, auxiliando a redução desse parasita, especialmente na raça Nelore e que nos dias 1, 4, 6 e 7 após a infestação e nos horários das 7:00, 9:00 e 12:00 h os animais realizaram mais eventos de grooming, quando comparados aos outros períodos. De acordo com os resultados de expressão gênica em larga escala das amostras de pele, não foi possível observar influência do grupo genético na expressão dos genes. A comparação entre os grupos antes e depois da infestação mostrou que 10 1502 genes foram diferencialmente expressos. Desses, 851 foram ativados e 651 tiveram sua expressão reduzida após o desafio. Os resultados encontrados no experimento de microarranjos foram validados por PCR quantitativo em tempo real. Entre os genes e vias metabólicas ativados na resposta ao carrapato destacaram-se as quimiocinas, os genes de sinalização das vias MAPK e Jak-Stat, os receptores de citocinas, do complemento e de moléculas de adesão focal. Tais vias e genes podem ser apontados como candidatos a desempenhar papel de proteção do hospedeiro bovino nesse período do ciclo parasitário. Dessa maneira, foi possível observar que mecanismos como, comportamento de auto-limpeza e aumento no número de mastócitos devem conferir resistência ao carrapato. Além disso, foram encontradas vias metabólicas ainda não descritas na literatura que podem ser novos alvos para o desenvolvimento de estratégias de combate ao carrapato, como vacinas e fármacos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/5400 |
| Date | 04 June 2012 |
| Creators | Ibelli, Adriana Mércia Guaratini |
| Contributors | Regitano, Luciana Correia de Almeida |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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