Relationship between corticosterone, captivity as stressor and the immune innate response in anurans

Anfíbios anuros enfrentam um drástico declínio populacional em nível mundial, devido às mudanças ambientais, perda de habitat e doenças infeciosas emergentes. Essas ameaças representam estressores capazes de gerar respostas crônicas com consequências letais aos anuros. As respostas fisiológicas a estressores podem gerar efeitos imunomodulatórios complexos, que dependem da duração e da intensidade do aumento da concentração plasmática de glicocorticoides (GCs) em sua decorrência. Os efeitos tendem a ser imunoestimulatórios em resposta a estressores agudos e imunossupressores em resposta a estressores crônicos. O objetivo dessa tese foi compreender o impacto do aumento experimental da concentração plasmática de GCs e do cativeiro como estressor, sobre a resposta imune inata e microbiota da pele dos anfíbios anuros. No primeiro capítulo da tese, foi investigado se é possível emular experimentalmente níveis crônicos de corticosterona (CORT) para avaliar seus efeitos sobre a imunidade inata em indivíduos de Rhinella ornata, espécie de sapo associada a regiões florestadas do Brasil. Para tanto, sapos foram implantados subcutaneamente com tubos silásticos contendo CORT (grupo experimental) e tubos silásticos vazios (grupo controle). Amostras de plasma foram obtidas a cada 5 dias após o implante, durante 15 dias, para estimar a concentração de CORT e a capacidade bactericida plasmática (CBP) contra Aeromonas hydrophila. O tratamento aplicado aumentou a concentração plasmática de CORT ao longo do período experimental e resultou em aumento do CBP do dia 1 ao dia 10 pós-implante, e uma redução da CBP no dia 15 pós-implante. Esses resultados evidenciaram que os implantes de CORT elevaram a concentração de CORT no plasma de maneira crônica, levando à imunomudulação complexa ao longo do tempo experimental. No segundo capítulo da tese, foi investigado se a manutenção em cativeiro de indivíduos da perereca das folhas (Phyllomedusa distincta) resultou em estresse, gerando impactos sobre a iP. distincta foram mantidos em cativeiro por 28 dias e amostrados a cada 7 dias. Foram coletadas amostras de sangue, secreções cutâneas, e microbiota da pele. A manutenção em cativeiro não alterou a concentração plasmática de CORT, mas reduziu a CBP, incrementou a riqueza de sinais iônicas nas secreções cutâneas e alterou a estrutura do bacterioma da pele, diminuindo a diversidade e abundância gerais. As bactérias potencialmente benéficas contra A. hydrophila e B. dendrobatidis aumentaram em cativeiro. O bacterioma das amostras do campo foi mais parecido com o do último dia em cativeiro, evidenciando uma tendência à resiliência das comunidades. Após a submissão experimental aos estressores (tubos silásticos e cativeiro), as duas espécies mostraram diminuição da CBP, mas só os sapos implantados mostraram aumento da CORT. Esses resultados indicam que o uso de implantes de CORT é um estressor para os sapos, sendo capaz de ativar o eixo HHI, aumentando a secreção de CORT e estimulando a função imunitária no inicio e diminuindo ela com o tempo. Adicionalmente, as pererecas de folha apresentam uma função imune inata plasmática menor se comparada à dos sapos, e elevada ao nível cutâneo o que poderia aumentar seu valor adaptativo no seu ambiente nativo e favorecer o sucesso frente a patógenos emergentes.Amphibians anuran face a dramatic population decline worldwide, because of environmental changes, loss of habitat, and emerging infectious diseases. These threats represent stressors capable of producing chronic responses with lethal consequences to frogs. The physiological responses to stressors can generate complex immunomodulatory effects, which depend on the duration and intensity of the increase in the plasma concentration of glucocorticoids (GCs). The effects lean to be immunostimulatory in response to acute stressors and immunosuppressive in response to chronic stressors. The aim of this thesis was to understand the impact of the experimental increase in the plasma concentration of GCs and captivity as stressors, on the innate immune response and skin microbiota of anuran amphibians. In the first chapter of this thesis, we investigated whether it is possible to emulate experimentally chronic levels of corticosterone (CORT) to evaluate its effects on innate immunity in individuals of Rhinella ornate, a species of toad associated with forested regions of Brazil. For this purpose, we implanted the toads subcutaneously with silastic tubes containing CORT (experimental group) and empty silastic tubes (control group). We got plasma samples every 5 days after implantation, for 15 days, to estimate CORT concentration and plasma bactericidal capacity (BKA) against Aeromonas hydrophila. The applied treatment increased the plasma CORT concentration throughout the experimental period and resulted in an increase in BKA from day 1 to day 10 post-implantation, and a reduction in BKA on day 15 post-implantation. These results showed that the CORT implants chronically increased the concentration of CORT in the plasma, leading to complex immunomodulation over the experimental time. The second chapter of the thesis investigated whether the maintenance in captivity of individuals of the leaf frog (Phyllomedusa distincta) resulted in stress, generating impacts on the innate immunity and the composition of skin bacteria. Briefly, individuals of P. distincta were kept in captivity for 28 days and sampled every 7 days. Blood samples, skin secretions, and skin microbiota were collected. Maintenance in captivity did not alter the plasma concentration of CORT, but reduced BKA, increased the richness of signals in skin secretions, and altered the structure of the skin bacteriome, decreasing overall diversity and abundance. The potentially beneficial bacteria against A. hydrophila and Batrachochytrium dendrobatidis increased in captivity. The bacteriome of the samples from the field was more similar to that of the last day in captivity, showing a tendency to resilience in the communities. After experimental submission to stressors (silastic tubes and captivity), both species showed a decrease in BKA, but only implanted toads showed an increase in CORT. These results indicate that the use of CORT implants is a stressor for anurans, being able to activate the HPA/I axis, increasing the secretion of CORT and stimulating immune function in the beginning, and decreasing it through time. Additionally, leaf frogs have a lower plasma innate immune function compared to that of toads but elevated at the cutaneous level, which could increase their fitness in their native environment and facilitate success against emerging pathogens