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# Biología # Biología molecular

El impacto de Toxocara canis en la salud

Aprende sobre Toxocara canis, sus efectos en perros y humanos, y la resistencia a los medicamentos.

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

― 7 minilectura


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Toxocara canis es un tipo de lombriz que infesta principalmente a los perros. Forma parte de un grupo de parásitos que también pueden afectar a los humanos, llevando a una condición llamada toxocariasis. No es solo un problema para nuestros amigos peludos, ya que millones de personas, especialmente en áreas de bajos ingresos, también pueden estar expuestas a este gusano. En los Estados Unidos, se estima que la tasa de infección ronda entre el 5% y el 20% de la población, lo que se traduce en aproximadamente 17 a 66 millones de personas. A nivel global, alrededor de 1.52 mil millones de personas podrían estar expuestas a especies de Toxocara. El riesgo de infección es aún mayor en países en desarrollo donde la sanidad es deficiente y el contacto con animales es común.

¿Cómo se infectan los humanos?

Las personas normalmente se infectan con Toxocara canis al tragar accidentalmente huevos larvados. Estos pequeños huevos se pueden encontrar en suelo contaminado o en el pelaje de animales infectados. Después de la ingestión, los huevos eclosionan en los intestinos, y las larvas pueden migrar por todo el cuerpo, causando varios síntomas. Algunas personas pueden experimentar problemas leves como fiebre o dolor abdominal, mientras que otras pueden sufrir condiciones más serias que afectan a sus órganos o ojos.

Ciclo de vida de Toxocara canis

El ciclo de vida de T. canis comienza cuando los gusanos adultos viven en el intestino delgado de los perros infectados. Los perros suelen infectarse al comer huevos larvados que se encuentran en la tierra o en otros animales. Una vez ingeridos, estos huevos eclosionan en los intestinos y las larvas se dirigen al hígado y los pulmones. En los perros jóvenes, las larvas son expulsadas de los pulmones, tragadas de nuevo y luego maduran en gusanos adultos en los intestinos. Las hembras adultas producen miles de huevos que se expulsan en las heces del perro, contaminando el entorno. Estos huevos pueden sobrevivir durante largos períodos, aumentando el riesgo de exposición humana.

Impacto en los perros

Los efectos de la infección por T. canis en los perros pueden variar según la gravedad de la infección y la edad del perro. En casos severos, los perros pueden enfrentar pérdida de peso, mal crecimiento, vómitos y diarrea. Afortunadamente, hay varios medicamentos que pueden tratar con éxito estas infecciones en perros, incluyendo algunas clases diferentes de fármacos. Sin embargo, en perros mayores, las larvas pueden volverse inactivas en los tejidos, lo que significa que la infección puede seguir siendo una amenaza incluso si los gusanos adultos son tratados.

El misterio de la resistencia a los medicamentos

Uno de los aspectos más desconcertantes de T. canis es cómo ciertas larvas pueden resistir los tratamientos. Mientras que medicamentos como la ivermectina y la moxidectina funcionan bien contra los gusanos adultos, las larvas inactivas en los tejidos parecen tolerar estos tratamientos. Las razones exactas detrás de esta tolerancia aún no se comprenden del todo.

Otros factores en la resistencia a los medicamentos

El problema de la resistencia a los medicamentos no se limita a T. canis. Muchas lombrices parásitas pueden tener otros mecanismos de protección, como proteínas específicas que ayudan a bombear los medicamentos fuera de sus células. Estas proteínas, conocidas como P-glicoproteínas, están involucradas en el transporte de medicamentos y pueden desempeñar un papel importante en la resistencia.

Entendiendo los genes del gusano

Para entender cómo T. canis responde a los medicamentos, los científicos necesitan mirar más de cerca sus genes. Hasta ahora, no ha habido mucha información sobre el conjunto completo de genes en T. canis, pero la investigación ha comenzado a explorar cómo se comportan los genes de este gusano cuando se exponen a medicamentos.

Propósito de la investigación

En estudios recientes, los científicos buscaron analizar la actividad génica en larvas de T. canis después de la exposición a tratamientos como ivermectina y moxidectina. Se centraron específicamente en cómo estos fármacos influyen en la expresión de genes que se cree que están involucrados en la resistencia a los medicamentos.

El experimento

Para los experimentos, los investigadores recolectaron T. canis de un perro infectado naturalmente. Dejaron que los huevos eclosionaran en larvas en un entorno controlado. Luego, las larvas fueron expuestas a los medicamentos o se dejaron sin tratar. Después, los investigadores analizaron los genes expresados en las larvas.

¿Cuáles fueron los hallazgos?

Los resultados revelaron que muchos genes se vieron afectados significativamente por los tratamientos con medicamentos. En total, los científicos identificaron varios cientos de genes que reaccionaron de manera diferente cuando se expusieron a ivermectina o moxidectina en comparación con las larvas no tratadas.

Genes regulados al alza

En los experimentos, algunos genes mostraron actividad incrementada en respuesta a los fármacos. Estos genes son importantes ya que pueden contribuir a cómo el gusano logra sobrevivir incluso cuando se expone a tratamientos que normalmente lo matan.

Genes regulados a la baja

Por otro lado, otros genes mostraron actividad disminuida cuando las larvas fueron tratadas con estos medicamentos, lo que sugiere que el tratamiento altera el funcionamiento normal de los gusanos.

El papel de GluCls

Un componente clave de la efectividad de los medicamentos es su capacidad para dirigirse a ciertos canales en los nervios de los gusanos llamados canales de cloruro regulados por glutamato (GluCls). En nuestros experimentos, se encontró que la expresión de algunos GluCls disminuía en presencia de ivermectina, lo que podría sugerir un mecanismo potencial para la resistencia a los medicamentos.

Genes de P-glicoproteína

Además de los GluCls, los gusanos también expresan varios genes de P-glicoproteína. Algunos de estos genes mostraron tener actividad alterada en respuesta a la exposición al medicamento. Esto sugiere que podrían estar involucrados en la capacidad de los gusanos para resistir el tratamiento.

Análisis genético

Para analizar la composición genética de T. canis, los investigadores utilizaron técnicas de secuenciación avanzada. Se centraron en comprender cuántos genes estaban activos bajo diferentes condiciones.

Los resultados del análisis genético

El análisis genético reveló miles de secuencias, con muchos genes respondiendo de manera diferente según si las larvas estaban expuestas a medicamentos o no tratadas.

Metabolismo energético y otras funciones

La exposición a medicamentos parecía afectar el metabolismo de las larvas. Los investigadores notaron que algunos genes involucrados en la generación de energía fueron regulados al alza, sugiriendo que los gusanos podrían estar tratando de contrarrestar los efectos de los medicamentos.

Actividad neuronal

Además, los genes relacionados con la estructura y función neuronal también mostraron cambios en la expresión. Algunos aumentaron mientras que otros disminuyeron, indicando que los medicamentos podrían interrumpir las actividades normales del sistema nervioso de los gusanos.

Impactos en la reproducción

La investigación también sugirió que los tratamientos podrían interferir con los procesos reproductivos en T. canis. Ciertos genes involucrados en la reproducción fueron regulados a la baja, generando preocupaciones sobre cómo estos medicamentos podrían afectar la capacidad de los gusanos para reproducirse.

Conclusión: Un llamado a continuar la investigación

Al final, aunque la investigación iluminó cómo T. canis responde a los tratamientos, también destacó las complejidades de la resistencia a los medicamentos. Se necesitan más estudios para entender los mecanismos exactos detrás de esta resistencia y desarrollar tratamientos más efectivos.

Pensamiento final

Toxocara canis puede ser una pequeña lombriz, pero demuestra que incluso las criaturas más diminutas pueden tener impactos significativos en la salud. ¡Así que mantengamos a nuestros amigos peludos y a nosotros mismos a salvo manteniendo una buena higiene y visitando al veterinario regularmente! Recuerda, un perro libre de gusanos es un perro feliz.

Fuente original

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

Resumen: 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.

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

Última actualización: 2024-12-20 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.20.629602

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

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

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