Danos anatômicos causados ​​por Bacillus thuringiensis variedade israelensis em larvas do mosquito Aedes aegypti (L.) da febre amarela reveladas por micro

Jun 28, 2023

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8759 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Com técnicas de microtomografia computadorizada, usando o contraste de fase do algoritmo de recuperação de fase de distância única, reconstruímos imagens renderizadas aprimoradas de tecidos moles de larvas de quarto ínstar de Aedes aeqypti após o tratamento com Bti. Em contraste com as publicações anteriores baseadas na microscopia convencional, seja óptica ou eletrônica, que se limitavam a estudos parciais, principalmente na forma de cortes histológicos, aqui mostramos pela primeira vez os efeitos do Bti na anatomia interna completa de um inseto . Através de imagens renderizadas em 3D foi possível estudar o efeito da bactéria em tecidos e órgãos, não só em cortes, mas também como um todo. Comparamos a anatomia de larvas sadias com as alterações sofridas nas larvas após exposição ao Bti (por 30 min, 1 h e 6 h) e observamos os danos progressivos que o Bti produz. Foi confirmado dano ao epitélio do intestino médio, com edema progressivo dos enterócitos, espessamento do epitélio, aumento dos espaços vacuolares e finalmente lise celular, produzindo aberturas nas paredes do intestino médio. Simultaneamente, as larvas alteraram sua motilidade, dificultando sua ascensão à superfície e o posicionamento adequado do sifão respiratório para quebrar a tensão superficial e respirar. Internamente, foram observados fenômenos de choque osmótico, resultando em deformação da forma da seção transversal, produzindo o aparecimento de um amplo espaço interno entre a cutícula e as estruturas internas e colapso progressivo dos troncos traqueais. Tomados em conjunto, esses resultados indicam a morte das larvas, não por inanição em consequência da destruição do epitélio do trato digestivo como dito anteriormente, mas devido a um processo sinérgico catastrófico multifatorial, além de asfixia por falta de nutrição adequada. troca gasosa.

O Bacillus thuringiensis (Bt) foi descoberto pela primeira vez em 1901 por Shigetane Ishiwata, que isolou uma bactéria de larvas mortas do bicho-da-seda enquanto investigava a causa da chamada "doença sotto" (doença do colapso súbito). Ele nomeou a bactéria Bacillus sotto1. Vários anos depois, Ernst Berliner isolou uma cepa relacionada a partir de larvas mortas de mariposas mediterrâneas encontradas em um moinho de farinha na Turíngia e, posteriormente, nomeou apropriadamente a bactéria B. thuringiensis. Este autor também observou que uma solução de toxinas Bt cristalizadas foi altamente eficaz contra certas pragas de culturas2,3,4.

Bt é uma bactéria Gram-positiva formadora de esporos encontrada em todo o mundo e em todos os ecossistemas testados5. Durante a esporulação, as cepas de Bt sintetizam toxinas de proteínas cristalinas (Cry) e citolíticas (Cyt) chamadas δ-endotoxinas como corpos parasporais, que são tóxicos para muitos insetos6,7. Foi demonstrado que quando as larvas de insetos ingerem esses cristais de proteínas, eles são solubilizados pelo ambiente alcalino do intestino médio e as protoxinas são ativadas pelas enzimas digestivas causando poros na membrana celular do trato digestivo, com consequências letais para os insetos, ou seja, : Refs.8,9.

A primeira produção comercial de Bt como inseticida foi relatada em 1938 na França e vendida sob o nome de "Sporéine", e desde então seu uso no desenvolvimento de produtos avançados tem aumentado continuamente10. Angus, utilizando larvas de bicho-da-seda (Bombyx mori) e uma cepa da subespécie Bt sotto, foi o primeiro a provar que a toxina Cry era o principal agente inseticida11, e depois demonstrou que o epitélio intestinal era o local de ação da δ -endotoxinas12. Atualmente, as proteínas Cry têm sido testadas para atingir diversas espécies de diferentes ordens de insetos e alguns outros invertebrados, como ácaros e nematóides13. Embora haja uma longa controvérsia sobre se há riscos de efeitos a longo prazo nos ecossistemas devido à liberação indiscriminada de Bt na natureza14,15,16, os produtos Bt são considerados uma alternativa muito melhor do que os inseticidas químicos devido à sua especificidade e biodegradabilidade .