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# Biologie # Molekularbiologie

Die Auswirkungen von Toxocara canis auf die Gesundheit

Lern was über Toxocara canis, seine Auswirkungen auf Hunde und Menschen und die Medikamentenresistenz.

Theresa A. Quintana, Matthew T. Brewer, Jeba R. Jesudoss Chelladurai

― 6 min Lesedauer


Toxocara canis: Eine Toxocara canis: Eine versteckte Bedrohung und Menschen. Toxocara canis birgt Risiken für Hunde
Inhaltsverzeichnis

Toxocara canis ist eine Art von Rundwurm, die hauptsächlich Hunde befällt. Sie gehört zu einer Gruppe von Parasiten, die auch Menschen betreffen können, was zu einer Erkrankung namens Toxokariasis führt. Das ist nicht nur ein Problem für unsere pelzigen Freunde, denn Millionen von Menschen, vor allem in einkommensschwachen Gegenden, könnten ebenfalls diesem Wurm ausgesetzt sein. In den Vereinigten Staaten wird geschätzt, dass etwa 5% bis 20% der Bevölkerung infiziert sind, was etwa 17 bis 66 Millionen Menschen entspricht. Weltweit könnten etwa 1,52 Milliarden Menschen dem Toxocara-Arten ausgesetzt sein. Das Infektionsrisiko ist in Entwicklungsländern, wo die sanitären Bedingungen schlecht sind und der Kontakt mit Tieren häufig ist, noch höher.

Wie infizieren sich Menschen?

Menschen infizieren sich normalerweise mit Toxocara canis, indem sie versehentlich larvierte Eier schlucken. Diese winzigen Eier findet man in kontaminiertem Boden oder im Fell infizierter Tiere. Nach der Einnahme schlüpfen die Eier im Darm und die Larven können sich im Körper verbreiten und verschiedene Symptome verursachen. Einige Leute haben milde Probleme wie Fieber oder Bauchschmerzen, während andere ernstere Probleme mit ihren Organen oder Augen haben können.

Lebenszyklus von Toxocara canis

Der Lebenszyklus von T. canis beginnt, wenn erwachsene Würmer im Dünndarm infizierter Hunde leben. Hunde infizieren sich normalerweise, indem sie larvierte Eier fressen, die im Boden oder auf anderen Tieren zu finden sind. Einmal aufgenommen, schlüpfen diese Eier im Darm und die Larven gelangen zur Leber und zu den Lungen. Bei jungen Hunden werden die Larven aus den Lungen hochgehustet, geschluckt und reifen dann zu erwachsenen Würmern im Darm. Die erwachsenen Weibchen produzieren tausende von Eiern, die mit dem Kot des Hundes ausgeschieden werden und die Umwelt kontaminieren. Diese Eier können lange überleben, was das Risiko einer menschlichen Exposition erhöht.

Auswirkungen auf Hunde

Die Auswirkungen einer T. canis-Infektion bei Hunden können je nach Schwere der Infektion und dem Alter des Hundes variieren. In schweren Fällen können Hunde mit Gewichtsverlust, schlechtem Wachstum, Erbrechen und Durchfall kämpfen. Glücklicherweise gibt es verschiedene Medikamente, die diese Infektionen bei Hunden erfolgreich behandeln können, darunter ein paar verschiedene Klassen von Medikamenten. Bei älteren Hunden können die Larven jedoch in Geweben dormieren, was bedeutet, dass die Infektion weiterhin eine Bedrohung darstellt, selbst wenn die erwachsenen Würmer behandelt werden.

Das Rätsel der Medikationsresistenz

Eine der rätselhaften Seiten von T. canis ist, wie bestimmte Larven Behandlungen resistent gegenüber sind. Während Medikamente wie Ivermectin und Moxidectin gut gegen erwachsene Würmer wirken, scheinen die schlafenden Larven in Geweben diese Behandlungen zu tolerieren. Die genauen Gründe für diese Toleranz sind noch nicht vollständig verstanden.

Weitere Faktoren der Medikationsresistenz

Die Herausforderung der Medikationsresistenz ist nicht nur auf T. canis beschränkt. Viele parasitäre Würmer haben möglicherweise andere Schutzmechanismen, wie spezifische Proteine, die helfen, Medikamente aus ihren Zellen zu pumpen. Diese Proteine, bekannt als P-Glykoproteine, sind am Medikamententransport beteiligt und können eine grosse Rolle bei der Resistenz spielen.

Verständnis der Gene des Wurms

Um zu verstehen, wie T. canis auf Medikamente reagiert, müssen Wissenschaftler einen genaueren Blick auf seine Gene werfen. Bis jetzt gab es nicht viel Informationen über den vollständigen Satz von Genen in T. canis, aber die Forschung hat begonnen, zu untersuchen, wie sich die Gene dieses Wurms verhalten, wenn sie Arzneimitteln ausgesetzt sind.

Forschungszweck

In neuesten Studien wollten Wissenschaftler die Genaktivität in T. canis-Larven nach der Exposition gegenüber Behandlungen wie Ivermectin und Moxidectin analysieren. Sie schauten speziell darauf, wie diese Medikamente die Expression von Genen beeinflussen, von denen angenommen wird, dass sie an der Medikationsresistenz beteiligt sind.

Das Experiment

Für die Experimente sammelten Forscher T. canis von einem natürlich infizierten Hund. Sie liessen die Eier in einer kontrollierten Umgebung zu Larven schlüpfen. Die Larven wurden dann entweder den Medikamenten ausgesetzt oder blieben unbehandelt. Danach analysierten die Forscher die Gene, die in den Larven exprimiert wurden.

Was waren die Ergebnisse?

Die Ergebnisse zeigten, dass viele Gene signifikant von den Medikamenten beeinflusst wurden. Insgesamt identifizierten die Wissenschaftler mehrere Hundert Gene, die unterschiedlich reagierten, wenn sie Ivermectin oder Moxidectin ausgesetzt waren, im Vergleich zu unbehandelten Larven.

Hochregulierte Gene

In den Experimenten zeigten einige Gene eine erhöhte Aktivität als Reaktion auf die Medikamente. Diese Gene sind wichtig, da sie möglicherweise dazu beitragen, wie der Wurm überlebt, selbst wenn er Behandlungen ausgesetzt ist, die ihn normalerweise töten.

Niedrigregulierte Gene

Im Gegensatz dazu zeigten andere Gene eine verringerte Aktivität, wenn Larven mit diesen Medikamenten behandelt wurden, was darauf hindeutet, dass die Behandlung die normale Funktion der Würmer verändert.

Die Rolle der GluCls

Ein entscheidender Bestandteil der Wirksamkeit der Medikamente ist ihre Fähigkeit, bestimmte Kanäle in den Nerven der Würmer anzusprechen, die als glutamat-gesteuerte Chloridkanäle (GluCls) bekannt sind. In unseren Experimenten wurde festgestellt, dass die Expression einiger GluCls in Anwesenheit von Ivermectin abnahm, was auf einen möglichen Mechanismus für die Medikationsresistenz hindeuten könnte.

P-Glykoprotein-Gene

Neben GluCls exprimieren die Würmer auch verschiedene P-Glykoprotein-Gene. Einige dieser Gene zeigten veränderte Aktivitäten als Reaktion auf die Medikamentenexposition. Das deutet darauf hin, dass sie möglicherweise an der Fähigkeit der Würmer beteiligt sind, Behandlungen zu widerstehen.

Genetische Analyse

Um die genetische Zusammensetzung von T. canis zu analysieren, verwendeten Forscher fortgeschrittene Sequenzierungstechniken. Sie konzentrierten sich darauf, wie viele Gene unter verschiedenen Bedingungen aktiv waren.

Die Ergebnisse der genetischen Analyse

Die genetische Analyse enthüllte tausende von Sequenzen, wobei viele Gene unterschiedlich reagierten, basierend darauf, ob Larven den Medikamenten ausgesetzt waren oder unbehandelt blieben.

Energiestoffwechsel und andere Funktionen

Die Exposition gegenüber Medikamenten schien den Stoffwechsel der Larven zu beeinflussen. Die Forscher bemerkten, dass einige Gene, die an der Energiegewinnung beteiligt sind, hochreguliert wurden, was darauf hindeutet, dass die Würmer versuchen könnten, die Auswirkungen der Medikamente zu bekämpfen.

Neuronale Aktivität

Darüber hinaus zeigten Gene, die mit der neuronalen Struktur und Funktion zusammenhängen, ebenfalls Veränderungen in der Expression. Einige nahmen zu, während andere abnahmen, was darauf hinweist, dass die Medikamente die normalen Aktivitäten des Nervensystems der Würmer stören könnten.

Auswirkungen auf die Fortpflanzung

Die Forschung deutete auch darauf hin, dass die Behandlungen die Fortpflanzungsprozesse in T. canis stören könnten. Bestimmte Gene, die an der Fortpflanzung beteiligt sind, wurden niedrigreguliert, was Bedenken aufwirft, wie diese Medikamente die Fortpflanzungsfähigkeit der Würmer beeinflussen könnten.

Fazit: Ein Aufruf zu weiteren Forschungen

Am Ende, während die Forschung Licht darauf warf, wie T. canis auf Behandlungen reagiert, hob sie auch die Komplexität der Medikationsresistenz hervor. Weitere Studien sind nötig, um die genauen Mechanismen hinter dieser Resistenz zu verstehen und um effektivere Behandlungen zu entwickeln.

Letzte Gedanken

Toxocara canis mag ein kleiner Rundwurm sein, aber er beweist, dass selbst die kleinsten Kreaturen erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit haben können! Also, haltet unsere pelzigen Freunde und uns selbst sicher, indem wir richtig auf Hygiene achten und regelmässig zum Tierarzt gehen. Denkt daran, ein wurmfrei Hund ist ein glücklicher Hund!

Originalquelle

Titel: Transcriptional responses to in vitro macrocyclic lactone exposure in Toxocara canis larvae using RNA-seq

Zusammenfassung: Toxocara canis, the causative agent of zoonotic toxocariasis in humans, is a parasitic roundworm of canids with a complex lifecycle. While macrocyclic lactones (MLs) are successful at treating adult T. canis infections when used at FDA-approved doses in dogs, they fail to kill somatic third-stage larvae. In this study, we profiled the transcriptome of third-stage larvae derived from larvated eggs and treated in vitro with 10 {micro}M of the MLs - ivermectin and moxidectin with Illumina sequencing. We analyzed transcriptional changes in comparison with untreated control larvae. In ivermectin-treated larvae, we identified 608 differentially expressed genes (DEGs), of which 453 were upregulated and 155 were downregulated. In moxidectin-treated larvae, we identified 1,413 DEGs, of which 902 were upregulated and 511 were downregulated. Notably, many DEGs were involved in critical biological processes and pathways including transcriptional regulation, energy metabolism, neuronal structure and function, physiological processes such as reproduction, excretory/secretory molecule production, host-parasite response mechanisms, and parasite elimination. We also assessed the expression of known ML targets and transporters, including glutamate-gated chloride channels (GluCls), and ATP-binding cassette (ABC) transporters, subfamily B, with a particular focus on P-glycoproteins (P-gps). We present gene names for previously uncharacterized T. canis GluCl genes using phylogenetic analysis of nematode orthologs to provide uniform gene nomenclature. Our study revealed that the expression of Tca-glc-3 and six ABCB genes, particularly four P-gps, were significantly altered in response to ML treatment. Compared to controls, Tca-glc-3, Tca-Pgp-11.2, and Tca-Pgp-13.2 were downregulated in ivermectin-treated larvae, while Tca-abcb1, Tca-abcb7, Tca-Pgp-11.2, and Tca-Pgp-13.2 were downregulated in moxidectin-treated larvae. Conversely, Tca-abcb9.1 and Tca-Pgp-11.3 were upregulated in moxidectin-treated larvae. These findings suggest that MLs broadly impact transcriptional regulation in T. canis larvae.

Autoren: Theresa A. Quintana, Matthew T. Brewer, Jeba R. Jesudoss Chelladurai

Letzte Aktualisierung: 2024-12-20 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.20.629602

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.20.629602.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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