Proteoma diferencial da resposta à hormese induzida por deltametrina em populações de caruncho-do-milho (Sitophilus zeamais)

Abstract

Hormese é um termo amplamente utilizado na toxicologia para descrever o comportamento bifásico da curva dose-resposta, onde a exposição ao estresse físico ou químico induz uma resposta estimulatória ou inibitória dose-dependente. O fenômeno é caracteristicamente descrito por um modelo dose-resposta não-linear onde a exposição a baixos níveis de estresse induz um efeito estimulatório enquanto altos níveis de exposição provocam inibição ou toxicidade. Dois modelos logarítmico-logísticos reparameterizados foram utilizados para avaliar bioensaios dose-resposta em Sitophilus zeamais, duas populações resistentes e uma susceptível a inseticidas. Além disso, o perfil de expressão de proteínas foi analisado nas três populações. A curva dose-resposta foi bifásica para as três populações. Foi observado várias alterações no perfil de expressão de proteínas. Nas populações resistentes prevaleceu o aumento de expressão (aumento no volume do spot) enquanto na população susceptível foi observado redução de expressão na maioria dos spots diferencialmente expressos. Essa redução pode ser devido a um período refratário mais prologando nessa população e consequentemente maior retardo no restabelecimento do estado homeostático. Poucos spots foram identificados como expressão de novas proteínas nas três populações. A população de Jacarezinho foi a que apresentou o maior número de spots com expressão de novas proteínas, foram seis spots para população de jacarezinho, um spot para população de Juiz de Fora e nenhum spot na população susceptível de Sete Lagoas. Essa grande variação reflete a dificuldade de relacionar os eventos moleculares com as respostas obtidas nas curvas dose-resposta. Embora as respostas biológicas possam ser observadas com relativa dificuldade, a miríade de eventos moleculares em resposta as variações do ambiente tornam extremamente difícil identificar os eventos mecanisticos envolvidos com a resposta ao estresse. A variação no perfil de expressão de proteínas entre populações reflete a dificuldade para compreensão dos mecanismos envolvidos com o efeito hormético. A exposição mesmo a doses moderadas de estressse induziu muitas alterações no perfil de expressão de proteínas. Em uma próxima etapa a identificação das proteínas diferencialmente expressas seria de grande importância para verificarmos se grupos de proteínas comuns entre as populações são afetados. Além de apresentar maior magnitude no incremento populacional, em doses moderadas de deltametrina, as populações resistentes apresentam maior alteração no perfil de expressão de proteínas e esse comportamento parece ser dependente dos parâmetros de história de vida.

Hormesis is a widely used in toxicology to describe the biphasic dose-response curve, where exposure to chemical or physical stress induces a stimulatory or inhibitory response dose-dependent. This phenomenon is typically described by a nonlinear dose-response where exposure to low levels of stress induces a stimulatory effect while high levels of exposure cause inhibition or toxicity. Two reparameterized logistic-logarithmic models were used to describe deltamethrin dose-response in Sitophilus zeamais, two insecticide-resistant strains and one insecticide-susceptible strain. Moreover, the profile of protein expression was examined in three populations. The biphasic dose-response was observed in three tested strains. It was observed several changes in protein profiling expression. In insecticide-resistant strains prevailed up-regulation protein expression (increase in spot volume) while in the insecticide-susceptible strain was observed down-regulation expression in most spots. This reduction may be due to a more extend refractory period and consequently greater delay in restoring the homeostatic state in the insecticide-susceptible strain. Few spots were identified as the expression of new proteins in the three strains. The Jacarezinho strain showed the largest number of protein spots, were six spots in the Jacarezinho strain, one spot in the Juiz de For a strain and no spot in the Sete Lagoas susceptible strain. This wide variation reflects the difficulty of relating the molecular events with the responses obtained in the dose-response curves. Although the biological responses can be observed with relative difficulty, the myriad of molecular events in response to changes in the environment make it extremely difficult to identify the mechanistic events involved in the stress response. The change in the profile of protein expression between populations reflects the difficulty in understanding the mechanisms involved in the hormesis. The exposure to even moderate doses of stress induces many changes in the profiling protein expression. In a next step the identification of differentially expressed proteins would be of great importance to check whether groups of common proteins among populations are affected. Besides the greater magnitude in population growth, moderate doses of deltamethrin resistant populations have a higher profile changes in protein expression and this behavior seems to be dependent on life history parameters.