Primer reporte de la implicación de los n-glicanos sulfatados y la composición proteica de las setas urticantes de hylesia metabus en el lepidopterismo y en los posibles mecanismos de defensa.

Resumen

Antecedentes: Hylesia metabus (Lepidoptera:Saturniidae) es una polilla neotropical que habita en el noreste de Venezuela en las zonas pantanosas del Delta del Orinoco. La hembra adulta posee unos ¨pelos urticantes¨ o ¨setas¨ que contienen una solución de composición proteica desconocida que al entrar en contacto con la dermis y la epidermis ocasiona el lepidopterismo en los humanos caracterizado por una dermatitis severa, inflamación, hemorragias focales, insomnio, intranquilidad, estado febril, entre otros síntomas. Este insecto posee fototropismo positivo por lo que golpea de manera incansable toda fuente de iluminación desprendiendo grandes cantidades de setas que obliga a los pobladores de las zonas afectadas y a los trabajadores de zonas de prospección petrolera a apagar toda fuente de iluminación nocturna. Las setas también son utilizadas para recubrir el nido y proteger los huevos fundamentalmente de depredadores e infecciones por hongos, y bacterias durante 26 días. El ciclo de vida de H. metabus dura aproximadamente 100 días por lo que los problemas antes mencionados son de naturaleza cíclica, causan grandes pérdidas económicas y constituye un problema de salud por lo que se considera una plaga que afecta a las poblaciones que viven en esas localidades. Problema que se ha resuelto de acuerdo con los objetivos del trabajo: En el presente estudio identificamos los componentes proteicos y oligosacarídicos del veneno de H. metabus responsables de ocasionar el lepidopterismo en humanos y su posible relación con los mecanismos de defensa utilizados por esta polilla para proteger a la progenie. Resultados: Se identificaron utilizando las herramientas de la proteómica, glicómica y la bioinformática las proteínas presentes en el veneno de las setas de la hembra adulta de H. metabus. El rasgo distintivo de este veneno es la presencia de cinco proteasas del tipo S1A que representan el 65 % del veneno total, y que están N-glicosiladas con una mezcla de N-glicanos diantenados agalactosilados y fucosilados (G0F), neutros y sulfatados. En un modelo animal de lepidopterismo se demostró que la actividad proteolítica de una de las proteasas está relacionada con la erosión de los vasos sanguíneos y la aparición de hemorragias focales. En cambio la presencia de N-glicanos sulfatados en las dos proteasas que concentran la mayor parte de la actividad proteolítica del veneno total, son responsables de estimular la secreción del TNF- en macrófagos y desencadenar la respuesta proinflamatoria típica del lepidopterismo. La composición proteica de las setas presentes en el nido de huevos reveló su relación con posibles mecanismos de defensa. Las proteínas de la hemolinfa (30 kDa y vitellogenina) detectadas pueden tener un rol en la respuesta a entomopatógenos (hongos y bacterias). También se identificó una quitinasa que puede estar relacionada con la respuesta antifúngica, y ser una molécula con potencialidades estimuladoras de la respuesta proinflamatoria y adjuvante ante los componentes del veneno así como potenciar los efectos adversos del lepidopterismo. La acción combinada de la quitinasa y las proteasas pudiera ocasionar daños del exoesqueleto de artrópodos que pretendan entrar al nido. En este trabajo por primera vez se informa la sulfatación de N-glicanos en insectos y su rol clave en el lepidopterismo ocasionado a seres humanos. Se informa por primera vez la composición proteica del veneno de la especie de Hylesia más nociva para los seres humanos. Se propone un método de diferenciación de N-glicanos fosfatados y sulfatados basado en las diferencias de la distribución isotópica del ion reportero de m/z 97. Estos hallazgos constituyen un primer paso para el futuro diseño racional de drogas y el control de plagas. Estos trabajos forman parte de un proyecto conjunto aprobado en la X Comisión Mixta Venezuela-Cuba y está avalado por dos publicaciones internacionales:
1-Glycobiolgy (2016) 26 (3): 230-250. doi:10.1093/glycob/cwv096
2-Journal of Proteomics (2016) doi:10.1016/j.jprot.2016.08.010