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# Biologie# Mikrobiologie

Der Kampf gegen die Guineawurmkrankheit: Neue Herausforderungen

Aktuelle Herausforderungen bei der Ausrottung der Guinea-Wurm-Krankheit konzentrieren sich auf Tierinfektionen.

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Guinea-Wurm-Krankheit, verursacht durch einen Parasiten namens Dracunculus medinensis, ist eine ernsthafte Krankheit, die Menschen in einigen tropischen Gebieten betrifft. Diese Krankheit kommt oft in weniger entwickelten Regionen vor. Die Leute infizieren sich, wenn sie Wasser trinken, das winzige Wasserflöhe enthält, die die Larven des Guinea-Wurms tragen. Einmal im Körper, wachsen die Larven zu langen Würmern heran, die schmerzhafte Symptome verursachen können, wenn sie aus der Haut kommen.

Geschichte der Bemühungen zur Ausrottung des Guinea-Wurms

Seit 1986 wurden Bemühungen unternommen, die Guinea-Wurm-Krankheit durch ein globales Programm des Carter Centers loszuwerden. Anfangs wurden jedes Jahr Millionen von Fällen gemeldet. Dank der Aufklärung über die Krankheit und besseren Möglichkeiten zur Filterung von Trinkwasser ist die Zahl der Fälle dramatisch gesunken. Bis 2023 wurden nur 14 Fälle gemeldet, hauptsächlich in ein paar afrikanischen Ländern. Damit ist die Guinea-Wurm-Krankheit die erste parasitäre Krankheit, die auf eine vollständige Ausrottung beim Menschen abzielt.

Neue Herausforderungen bei der Ausrottung

Trotz des Erfolgs bei Menschen ist ein neues Problem aufgetreten: Guinea-Würmer werden jetzt auch bei Tieren gefunden, besonders bei Haushunden. Das hat die Bemühungen, die Krankheit komplett auszurotten, kompliziert. Obwohl es über die Jahre nur wenige Tierfälle gegeben hatte, gab es 2012 im Tschad einen bemerkenswerten Anstieg, wo mehrere Hunde mit Guinea-Würmern gemeldet wurden. Infolgedessen wurde das Ausrottungsprogramm umgestellt, um auch Hunde und andere Tiere in Gebieten zu berücksichtigen, wo die Krankheit häufig vorkommt.

Überwachung und Berichterstattung

Als mehr Fälle bei Hunden gemeldet wurden, setzte das Ausrottungsprogramm aktive Massnahmen zur Verfolgung dieser Infektionen ein. Sie boten Bargeldprämien für Leute an, die verdächtige Fälle meldeten. 2023 wurden fast 900 Tierinfektionen aufgezeichnet, von denen die meisten bei Hunden waren. Das deutet darauf hin, dass Hunde immer mehr als Überträger der Krankheit erkannt werden. In Gebieten mit hoher Übertragung könnten Hunde sich auch an Fröschen oder Fischen infizieren, die die Wasserflöhe tragen.

Aktuelle Kontrollmassnahmen

Da es momentan keine effektive Behandlung oder Impfung für die Guinea-Wurm-Krankheit gibt, konzentrieren sich die Bemühungen darauf, die Krankheit zu kontrollieren, indem man infizierte Hunde managt. Dazu gehört, dass infizierte Hunde festgehalten werden und Chemikalien in Wasserquellen eingesetzt werden, um die Anzahl der Wasserflöhe zu reduzieren. Allerdings können diese Massnahmen schwierig effektiv umzusetzen sein. Daher werden mehr Werkzeuge benötigt, um infizierte Tiere frühzeitig zu erkennen, was den Ausrottungsbemühungen helfen wird.

Entwicklung diagnostischer Werkzeuge

Forschung hat gezeigt, dass zwei spezifische Proteine des Guinea-Wurms, bekannt als TRX und DUF148, verwendet werden könnten, um infizierte Hunde zu identifizieren. Diese Proteine wurden mit Blutproben von infizierten Menschen und einigen Hunden getestet und gezeigt, dass sie bei der Diagnose der Krankheit helfen könnten. Obwohl vielversprechend, müssen diese Proteine noch weiter bewertet werden, um sicherzustellen, dass sie die frühesten Infektionen erkennen und nicht mit anderen Parasiten reagieren.

Studie zur Wirksamkeit von Antigenen

In einer aktuellen Studie wurde die Wirksamkeit von TRX und DUF148 mit Blut von Hunden getestet, die experimentell mit Guinea-Würmern infiziert wurden, und von Hunden im Tschad. Die Forscher schauten sich auch an, wie diese Proteine auf andere gängige Hundep parasiten reagierten. Sie fanden heraus, dass während eines der Proteine, DUF148, besser bei der Erkennung von Infektionen abschnitt, es manchmal mit Blut von Hunden reagierte, die andere parasitäre Infektionen hatten. Um die Genauigkeit zu verbessern, schufen die Forscher kleinere Stücke der Proteine, um zu sehen, ob sie besser funktionieren würden.

Blutprobenentnahme

Blutproben wurden über fast zwei Jahre hinweg von Hunden im Tschad gesammelt, um zu sehen, wie sich die Behandlung und die Krankheit entwickelten. Insgesamt wurden etwa 2.500 Hunde in diese laufende Studie aufgenommen. Das Team stellte sicher, dass alle Verfahren gemäss den lokalen und internationalen Richtlinien durchgeführt wurden. Blut wurde von den Hunden entnommen, und diese Proben wurden dann verarbeitet, um Anzeichen einer Parasiteninfektion zu finden.

Forschung aus nicht-endemischen Gebieten

Neben den Proben aus dem Tschad wurden auch Blutproben von Shelter-Hunden in Texas entnommen, wo die Guinea-Wurm-Krankheit nicht vorkommt. Dieser Vergleich hilft den Forschern zu sehen, wie gut die Tests in unterschiedlichen Situationen funktionieren. Einige dieser Proben wurden für andere Forschungen verwendet, was hilft, ein klareres Bild davon zu bekommen, wie die Proteine in verschiedenen Kontexten reagieren.

Experimentelle Infektionen zur Validierung

Forscher führten kontrollierte Experimente durch, indem sie absichtlich Hunde und einen Frettchen mit Guinea-Wurm-Larven infizierten. Dieser Ansatz war notwendig, um zu sehen, wie effektiv die Proteine Infektionen identifizieren konnten. Regelmässige Blutproben wurden von diesen Tieren nach der Exposition entnommen, um zu verfolgen, wie die Proteine sich im Laufe der Zeit verhielten. Die Reaktionen auf die Proteine variierten erheblich zwischen den Tieren, was interessante Muster in Bezug auf den Zeitpunkt und die Intensität der Reaktion offenbarte.

Wichtige Erkenntnisse aus der Studie

Die Studie ergab, dass eines der Proteine, DUF148, in der Lage war, frühere Infektionen bei einigen Hunden zu identifizieren, bevor die Würmer die Chance hatten, auszutreten. Es war jedoch nicht ohne Mängel; einige Ergebnisse deuteten auf Kreuzreaktivität mit anderen Hundep parasiten hin. Die Forschung zeigte, dass während die Tests Infektionen erkennen konnten, es noch erhebliche Hürden zu überwinden gibt, bevor diese Methoden zuverlässig im Feld eingesetzt werden können.

Bedarf an effektiveren Lösungen

Während die Studie voranschritt, wurde klar, dass die Suche nach einer spezifischen und effektiven Methode zur Identifizierung von Infektionen entscheidend für die Kontrolle der Guinea-Wurm-Krankheit bei Hunden ist. Um weitere Ausbreitung zu verhindern und die Fälle effektiv zu managen, ist eine Methode, die zwischen verschiedenen Infektionen genau unterscheidet, unerlässlich.

Zukünftige Richtungen in der Forschung

Die Forscher schlagen vor, dass moderne Techniken wie Peptidbibliotheken dazu führen könnten, spezifischere Marker zur Identifizierung von Guinea-Wurm-Infektionen zu entdecken. Diese würden die Fähigkeit verbessern, Tierinfektionen zu verfolgen und könnten sogar nützlich sein, um die breiteren Auswirkungen der Krankheit zu verstehen.

Fazit

Die Guinea-Wurm-Krankheit ist eine bedeutende Gesundheitsbedrohung, besonders in bestimmten Regionen, aber die laufenden Ausrottungsbemühungen zeigen vielversprechende Ansätze. Während Fortschritte bei der Reduzierung menschlicher Fälle gemacht wurden, fügt der Anstieg von Infektionen bei Haustieren der Situation Komplexität hinzu. Fortlaufende Forschung zu zuverlässigen diagnostischen Methoden mit Proteinen des Guinea-Wurms ist entscheidend für das Management der Krankheit in Tierpopulationen. Mit effektiven Erkennungswerkzeugen könnte es möglich sein, neue Infektionen zu verhindern und letztendlich die Guinea-Wurm-Krankheit ganz auszurotten.

Originalquelle

Titel: Assessing the performance of TRX and DUF148 antigens for detection of prepatent Guinea worm (Dracunculus medinensis) infection in dogs

Zusammenfassung: Guinea worm (GW, Dracunculus medinensis) is a nematode that causes a painful and debilitating neglected tropical disease in humans. The GW Eradication Program has decreased human infections by >99% over the last 40 years. However, GW emergence in animal hosts, particularly dogs, has hampered eradication efforts. Currently, there is no method for diagnosing GW infection in animals during the prepatent period, before the adult female worms emerge. Previous works have identified two GW proteins, TRX and DUF148, as immunoreactive antigens with GW-positive human and dog sera. This study developed and validated indirect enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) using each antigen alone or in a combination of both antigens. Using serum samples from experimentally exposed dogs, TRX and DUF148 showed reactivity at 9- and 11-weeks post-exposure, respectively. In an experimentally infected ferret, TRX and DUF148 showed reactivity at 13- and 15-weeks post-exposure, respectively. These antigens were further validated using sera of dogs from endemic villages in Chad (n=47) and shelter dogs from the non-endemic United States (n=492). DUF148 showed better reactivity and sensitivity of 76.6.% in detecting GW infection in prepatent sera compared to TRX. However, DUF148 cross-reacted with one serum sample from Brugia pahangi experimental infection and several shelter dog sera. The anti-DUF148 titer was significantly higher in the shelter dogs positive for gastrointestinal nematodes than in negative dogs. To mitigate this cross-reaction, we produced 3 peptides of DUF148. Peptide 3 from the C-terminal was more reactive with prepatent sera and had a sensitivity of 83%; however, the specificity was not superior to DUF148 whole antigen. The antibody response to DUF148 in Chad dogs with the history of GW emergence waned overtime but was detectable until two years post-GW-emergence. Our findings could facilitate the development of diagnostic methods for early detection of GW infection in dogs in endemic countries. Authors summaryDracunculiasis or Guinea worm (GW) disease is a neglected tropical disease caused by the nematode Dracunculus medinensis and is targeted for eradication by the World Health Organization. The main challenge for the eradication program is the emergence of animal infections, especially dogs. Diagnostic tests are needed to find infected dogs during the prepatent period to better control infection and prevent the spread of GW. Previous studies have found two immunoreactive GW proteins, TRX and DUF148. In this study, we validated these antigens to detect infection in before GW emergence. Using sera of dogs from endemic areas of Chad, we found that DUF148 was more reactive and had promising sensitivity to detect the prepatent infection in an indirect ELISA assay. However, DUF148 also showed cross-reaction with some sera of dogs from the Unites States, a non-endemic area for GW. To mitigate this cross-reactivity, we performed ELISA using shorter peptides. We found peptide 3 that covers the C-terminal of the protein is the immunogenic part of DUF148. However, peptide 3 ELISA did not outperform whole antigen ELISA. This study confirms the applicability of DUF148 ELISA in detecting prepatent infections in dogs and could assist the GW Eradication Program.

Autoren: Guilherme Gomes Verocai, H. Hakimi, P. Weerarathne, M. N. Saleh, R. R. Rech, R. R. Ngandolo Bongo Nare, P. R. Ouakou Tchindebet, S. K. Metinou, L. Tritten

Letzte Aktualisierung: 2024-09-12 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.12.612594

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.12.612594.full.pdf

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

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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