Journal de Dados do PBMB – 01/12/2025

Data: 01/12/2025

O próximo journal de dados do Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia será apresentado por Matheus Nobate Gomes, aluno de Doutorado do Prof. Pedro Oliveira. Título e resumo encontram-se abaixo.

Data: 01/12/2025.
Local: Sala de aula da Pós-graduação em Química Biológica (CCS, Bloco D, subsolo).
Horário: 12h.

Título: A interação entre a via das quinureninas e o eixo Mesh–DUOX regula a homeostase intestinal e o controle da microbiota.

Resumo: A digestão de sangue em mosquitos gera altas concentrações de aminoácidos livres no intestino médio, alcançando níveis potencialmente tóxicos apesar de seu papel nutricional. Em trabalho anterior, mostramos que metabólitos de triptofano derivados da via das quinureninas contribuem para a manutenção da homeostase intestinal e da microbiota após o repasto sanguíneo. Resultados do nosso grupo demonstraram que mosquitos mutantes (kh–/–) para a quinurenina-3-monooxigenase (KMO) apresentam expansão da microbiota indígena cerca de (~30 vezes) maior em relação à linhagem selvagem, um fenótipo associado à redução de aptidão, sendo revertido pela suplementação de metabólitos da via do triptofano. Apesar dessa intensa expansão bacteriana, os mutantes não ativam respostas clássicas mediadas por peptídeos antimicrobianos (AMPs), o que nos levou a investigar outra via importante de defesa: a produção de espécies reativas de oxigênio (ROS). Uma via alternativa de regulação de DUOX foi recentemente descrita em Drosophila melanogaster e Aedes aegypti, na qual a proteína de membrana Mesh atua a montante, regulando a expressão de DUOX por meio de uma cascata dependente de arrestinas e das quinases MAPK JNK/ERK. Originalmente caracterizada como componente de junções septadas, Mesh mostrou-se também essencial para o controle da proliferação bacteriana no intestino. Observamos que a interrupção do fluxo das quinureninas pela mutação em KMO reduz a transcrição de arrestinas, afetando o eixo Mesh–DUOX e comprometendo a indução de ROS durante a digestão de sangue. Enquanto arrestinas A e B são moduladas na linhagem selvagem após o repasto, ambas permanecem persistentemente reduzidas nos mutantes. Avaliamos também o papel de MAPKs nesse processo e identificamos que a fosforilação dessas quinases não depende das arrestinas em nosso modelo, sugerindo vias adicionais de ativação. Curiosamente, a suplementação de ácido xanturênico (XA) diminui a fosforilação de JNK, apontando para um possível efeito deste metabólito sobre essa quinase. Para demonstrar que o defeito na indução de ROS na linhagem mutante resulta da disfunção da via das quinureninas, silenciamos KMO em mosquitos selvagens (Red-Eye) para avaliar o efeito sobre componentes da via de sinalização Mesh-DUOX e sobre a expansão microbiana através de 16S. A redução de KMO por RNAi comprometeu a ativação de DUOX e efetores oxidativos mesmo na presença de disbiose, indicando que o metabolismo de triptofano atua como regulador-chave da imunidade epitelial oxidativa. Além disso, o bloqueio do fluxo metabólico da quinurenina leva à expansão significativa da carga bacteriana intestinal, achado que também foi observado no presente trabalho. Nossos experimentos de knockdown combinatório foram desenhados para testar diretamente o possível crosstalk entre o metabolismo das quinureninas e o eixo de integridade epitelial Mesh-DUOX. Para isso silenciamos cada componente individualmente (KMO ou Arrestina A) e realizamos um duplo knockdown para avaliar a função desses genes no controle da expansão microbiana. Nossos dados revelam que KMO e Arrestin A atuam em uma mesma via funcional no controle da homeostase intestinal. O silenciamento simultâneo de KMO e Arrestin A não exacerbou o fenótipo de expansão bacteriana observado nos knockdowns individuais, indicando um relacionamento epistático entre esses componentes. Essa ausência de aditividade sugere que a via das quinureninas modula o eixo Mesh–DUOX predominantemente por meio da regulação de Arrestin A, posicionando KMO a montante da maquinaria de integridade epitelial e produção de ROS. Assim, os resultados conectam diretamente o metabolismo do triptofano à resposta antimicrobiana dependente de DUOX, fornecendo um arcabouço mecanístico para o fenótipo observado no mutante White-Eye.

Carla Ribeiro Polycarpo
Coordenação do Journal de Dados do Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia