El impacto de la esquistosomiasis en la salud global
Una mirada más cercana a la esquistosomiasis y sus efectos en millones de personas en todo el mundo.
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Tabla de contenidos
- Ciclo de Vida de los Esquistosomas
- Tratamiento y Desafíos
- Problemas de Salud Relacionados con la Esquistosomiasis
- Avances en la Investigación
- Estudiando Infecciones por S. haematobium
- Cambios en la Expresión Génica
- Reacción del Sistema Inmunológico
- El Papel de los Genes
- Respuesta Genética del Parásito
- Foco en Ratones Hembras
- Configuración Experimental
- Hallazgos de la Investigación
- Desafíos en la Investigación
- La Importancia de Entender la Esquistosomiasis
- Direcciones Futuras de Investigación
- Conclusión
- Fuente original
La esquistosomiasis es una enfermedad causada por parásitos llamados esquistosomas, que afectan a más de 230 millones de personas en todo el mundo. Alrededor de 779 millones de personas están en riesgo de contagiarse. La enfermedad puede llevar a problemas de salud graves, resultando en millones de años perdidos por discapacidad.
Ciclo de Vida de los Esquistosomas
Los esquistosomas tienen un ciclo de vida complejo con varias etapas. Se reproducen tanto asexualmente como sexualmente, primero en caracoles y luego en humanos. Cuando los humanos se infectan, las larvas se convierten en gusanos machos y hembras que se aparean y migran a las venas en los intestinos o la zona pélvica. Después de 5 a 12 semanas, estos gusanos adultos comienzan a poner huevos. El sistema inmunológico reacciona a estos huevos, lo que puede llevar a inflamación y daño en los tejidos.
Tratamiento y Desafíos
El tratamiento más común para la esquistosomiasis es el Praziquantel (PZQ), que puede matar a los gusanos adultos pero no afecta a los inmaduros ni previene reinfecciones. El uso a largo plazo de PZQ genera preocupaciones sobre el desarrollo de resistencia y destaca la necesidad de mejores opciones de tratamiento.
Problemas de Salud Relacionados con la Esquistosomiasis
Diferentes especies de esquistosomas causan diferentes problemas de salud. S. mansoni y S. japonicum provocan enfermedades que afectan el hígado y los intestinos, mientras que S. haematobium está relacionado con problemas en el tracto urinario, incluyendo dolor al orinar y el riesgo de cáncer de vejiga. Investigaciones sugieren que S. haematobium puede ser un factor significativo en el desarrollo del cáncer de vejiga, ya que está clasificado como carcinógeno por organizaciones de salud.
Avances en la Investigación
Estudios recientes se han enfocado en entender las infecciones causadas por S. haematobium, utilizando muestras de sangre y análisis de orina para identificar cambios en la actividad genética que podrían revelar cómo responde el cuerpo a la infección. Sin embargo, estudiar estas infecciones en humanos puede ser complicado debido a la necesidad de un tiempo preciso para la recolección de muestras. La investigación en modelos animales, particularmente roedores, ha sido útil pero puede no replicar exactamente los problemas de vejiga específicos que se ven en las infecciones humanas.
Estudiando Infecciones por S. haematobium
En diversos experimentos, los investigadores han inyectado huevos de S. haematobium directamente en las vejigas de ratones para estudiar mejor la infección y sus efectos en el huésped. Este método permite a los científicos observar cambios en la expresión genética asociados con la enfermedad.
Cambios en la Expresión Génica
Cuando los huevos fueron inyectados en los ratones, los investigadores encontraron cambios significativos en la expresión genética del tejido de la vejiga. Ciertos genes relacionados con la inflamación y la respuesta inmune se activaron, indicando que el cuerpo estaba respondiendo activamente a la infección.
Reacción del Sistema Inmunológico
La respuesta del sistema inmunológico involucró varios factores que ayudan a regular la inflamación y el comportamiento de las células inmunitarias. Algunas células inmunitarias parecieron aumentar, mientras que otras fueron suprimidas, llevando a un ambiente inmune complejo en la vejiga. Esta interacción puede ayudar al parásito a sobrevivir mientras también causa daño en los tejidos.
El Papel de los Genes
Varios genes vinculados a respuestas inmunitarias, inflamación y señalización celular se vieron afectados positivamente por la presencia de los huevos del parásito. Los hallazgos apuntan a un proceso dinámico donde el cuerpo intenta controlar la infección mientras también se ajusta a la inflamación resultante.
Respuesta Genética del Parásito
Además de estudiar la respuesta del huésped, los investigadores también observaron cómo reaccionaron los huevos de S. haematobium en la vejiga. Curiosamente, se detectaron menos señales genéticas del parásito después de inyectar los huevos en comparación con las muestras de control.
Foco en Ratones Hembras
El estudio se centró principalmente en ratones hembras, ya que sus reacciones pueden proporcionar información sobre cómo responde el cuerpo femenino a la enfermedad, que puede diferir de los machos debido a factores hormonales y biológicos.
Configuración Experimental
La investigación involucró procedimientos precisos para la inyección de los huevos. Los ratones fueron anestesiados y se les inyectó cuidadosamente los huevos del parásito o una sustancia de control para permitir comparaciones directas.
Hallazgos de la Investigación
Los experimentos revelaron que la presencia de huevos de S. haematobium llevó a un aumento en la expresión de ciertos genes asociados con la inflamación y los procesos de reparación en la vejiga. Esta reacción probablemente es un intento de manejar la respuesta inmune y prevenir daños.
Desafíos en la Investigación
El estudio enfrentó varios obstáculos, especialmente en cuanto a la calidad de las muestras recolectadas después de las inyecciones. Algunas muestras no rindieron suficiente ARN para un análisis exhaustivo, lo que podría limitar potencialmente los hallazgos.
La Importancia de Entender la Esquistosomiasis
Entender las interacciones entre los esquistosomas y sus huéspedes es crucial para desarrollar mejores tratamientos y métodos de diagnóstico. La relación entre el parásito y la respuesta inmune humana es compleja, y conocer más sobre esto puede ayudar a informar esfuerzos para combatir la esquistosomiasis de manera más efectiva.
Direcciones Futuras de Investigación
Los estudios futuros apuntan a desglosar las respuestas de diferentes tipos de células en la vejiga para obtener una imagen más clara de cómo la esquistosomiasis afecta la salud humana. Investigar las diferencias en la expresión genética en diferentes entornos (como la vejiga frente al hígado) puede arrojar más luz sobre cómo los parásitos se adaptan y prosperan en sus huéspedes.
Conclusión
La esquistosomiasis sigue siendo un desafío importante de salud pública, particularmente en zonas donde la enfermedad es endémica. La complejidad de las interacciones entre esquistosomas y huéspedes subraya la necesidad de más investigación para mejorar las estrategias de tratamiento y los resultados de salud. Entender la biología de estos parásitos y la respuesta inmune del huésped será esencial en la lucha contra esta enfermedad debilitante.
Título: RNA-seq gene expression profiling of the bladder in a mouse model of urogenital schistosomiasis
Resumen: Background: Parasitic flatworms of the Schistosoma genus cause schistosomiasis, which affects over 230 million people. Schistosoma haematobium causes the urogenital form of schistosomiasis (UGS), which can lead to hematuria, fibrosis, and increased risk of secondary infections by bacteria or viruses. UGS is also linked to bladder cancer. To understand the bladder pathology during S. haematobium infection, our group previously developed a mouse model that involves the injection of S. haematobium eggs into the bladder wall. Using this model, we studied changes in epigenetics profile, as well as changes in gene and protein expression in the host bladder tissues. In the current study, we expand upon this work by examining the expression level of both host and parasite genes using RNA sequencing (RNA-seq) in the mouse bladder wall injection model of S. haematobium infection. Methods: We used a mouse model of S. haematobium infection in which parasite eggs or vehicle control were injected into the bladder walls of female BALB/c mice. RNA-seq was performed on the RNA isolated from the bladders four days after bladder wall injection. Results/Conclusions: RNA-seq analysis of egg- and vehicle control-injected bladders revealed the differential expression of 1025 mouse genes in the egg-injected bladders, including genes associated with cellular infiltration, immune cell chemotaxis, cytokine signaling, and inflammation We also observed the upregulation of immune checkpoint-related genes, which suggests that while the infection causes an inflammatory response, it also dampens the response to avoid excessive inflammation-related damage to the host. Identifying these changes in host signaling and immune responses improves our understanding of the infection and how it may contribute to the development of bladder cancer. Analysis of the differential gene expression of the parasite eggs between bladder-injected versus uninjected eggs revealed 119 S. haematobium genes associated with transcription, intracellular signaling, and metabolism. The analysis of the parasite genes also revealed fewer transcript reads compared to that found in the analysis of mouse genes, highlighting the challenges of studying parasite egg biology in the mouse model of S. haematobium infection. Author summaryMore than 230 million people worldwide are estimated to carry infection with parasites belonging to the Schistosoma genus, which cause morbidity associated with parasite egg deposition. Praziquantel, the drug of choice to treat the infection, does not prevent reinfection, and its decades-long history as the main treatment raises concerns for drug resistance. Of the schistosome species, Schistosoma haematobium causes urogenital disease and has a strong association with bladder cancer. The possibility for drug resistance and the gap in knowledge with respect to the mechanisms driving S. haematobium-related bladder cancer highlight the need to better understand the biology of the infection to aid in the development of new therapeutic strategies. In this study, we used a mouse model of S. haematobium infection that delivers parasite eggs directly to the host mouse bladder wall, and we examined the changes in the gene expression profile of the host and the parasite by RNA-sequencing. The results corroborated previous findings with respect to the hosts inflammatory responses against the parasite eggs, as well as revealed alterations in other immune response genes that deepen our understanding of the mechanisms involved in urogenital schistosomiasis pathogenesis.
Autores: Michael H. Hsieh, K. Ishida, D. N. M. Osakunor, M. Rossi, O. K. Lamanna, E. C. Mbanefo, J. J. Cody, L. Le
Última actualización: 2024-06-29 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.29.601185
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.29.601185.full.pdf
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