L'impact des changements génétiques sur la résistance des vers aux traitements
Examiner comment les changements génétiques impactent l'efficacité des médicaments contre les vers transmis par le sol.
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Table des matières
- Comprendre la Résistance
- Le problème de recherche
- Objectif de l'étude
- Éthique de l'étude
- Méthodes d'analyse des changements génétiques
- Collecte et traitement des échantillons
- Résultats sur les changements génétiques
- Évaluation de l'exactitude et de la fiabilité des méthodes
- Discussion sur les effets environnementaux
- Implications pour les recherches futures
- Défis dans la collecte et l'analyse des échantillons
- Importance de la quantification précise
- Conclusion
- Source originale
Dans de nombreux endroits autour du monde, les enfants d'âge scolaire font souvent face à des problèmes de santé causés par des infections provenant de vers transmis par le sol, comme les vers ronds, les vers fouets et les ankylostomes. Ces infections peuvent entraîner des problèmes de santé graves, donc il est important de trouver des méthodes de traitement efficaces. Deux Médicaments couramment utilisés pour traiter ces infections sont l'albendazole (ALB) et le mébendazole (MEB). Ces médicaments sont efficaces pour de nombreux enfants et leur utilisation est répandue dans les programmes de déparasitage scolaire.
En 2022, environ 390 millions d'enfants ont reçu ces médicaments, couvrant environ 62 % de ceux à risque de problèmes de santé graves dus à ces infections. L'Organisation mondiale de la santé (OMS) espère réduire la prévalence des infections sévères à moins de 2 % d'ici 2030. Cependant, il y a des préoccupations croissantes que l'utilisation continue de ces médicaments puisse conduire les vers à devenir résistants.
Résistance
Comprendre laLa résistance se produit lorsque les vers s'adaptent aux médicaments, les rendant moins efficaces. L'ALB et le MEB ciblent une protéine spécifique dans les vers. Quand ces médicaments sont administrés en doses fixes, ils peuvent ne pas fonctionner aussi bien qu'ils le pourraient pour tous les types de vers présents. C'est particulièrement inquiétant car la résistance à ces médicaments a été notée chez les animaux et pourrait finalement affecter les Traitements humains.
Des recherches ont montré que la résistance est liée à des changements spécifiques dans le matériel génétique des vers. Ces changements, appelés polymorphismes mononucléotidiques (SNP), peuvent se produire dans certains gènes importants pour la façon dont les vers réagissent aux médicaments. Par exemple, chez certains vers ronds, les SNP à des positions spécifiques dans leur code génétique peuvent affecter directement leur capacité à réagir au traitement.
Bien qu'il y ait des preuves claires que ces SNP mènent à la résistance chez les vers ronds animaux, on en sait moins sur la manière dont ils affectent les vers humains. Ce manque de connaissance est préoccupant parce que comprendre ces Changements génétiques pourrait aider à développer de meilleures stratégies de traitement.
Le problème de recherche
Il y a plusieurs raisons pour lesquelles les informations sur la façon dont ces changements génétiques affectent les vers humains sont rares. Premièrement, peu d'études ont évalué l'efficacité de ces médicaments sur le long terme, et beaucoup de celles qui existent présentent des défauts de conception. Dans certains cas, les chercheurs n'ont pas suivi assez longtemps pour voir si les médicaments fonctionnaient.
Deuxièmement, lorsque des études se sont penchées sur les changements génétiques, elles ont souvent impliqué seulement un petit nombre d'échantillons ou étaient limitées à des zones géographiques spécifiques dans certains pays. Cela signifie que les résultats pourraient ne pas être applicables partout. Troisièmement, différentes études utilisent une variété de méthodes pour collecter et analyser les données génétiques, ce qui peut compliquer la comparaison des résultats.
En outre, il y a des différences dans la façon dont les gènes des vers animaux et humains fonctionnent, ce qui complique la compréhension de la résistance. En conséquence, il est difficile de savoir quels changements génétiques suivre pour suivre efficacement la résistance chez les vers humains.
Objectif de l'étude
L'objectif principal de cette étude était d'en apprendre davantage sur la façon dont les changements génétiques dans les vers peuvent affecter leur résistance aux médicaments. Pour ce faire, les chercheurs voulaient voir si certains SNP dans un gène spécifique pouvaient servir d'indicateurs de résistance. Ils ont testé des méthodes auparavant développées pour analyser le matériel génétique de divers Échantillons de selles collectés lors d'essais passés afin de voir comment les traitements fonctionnaient.
Ces essais ont eu lieu dans trois endroits différents, et tous suivaient des directives strictes pour garantir la cohérence dans la mesure de l'efficacité et la collecte de données. En comparant les résultats de ces sites, les chercheurs pouvaient chercher des motifs liés à la résistance aux médicaments.
Éthique de l'étude
Avant de mener les essais, les chercheurs ont dû s'assurer qu'ils respectaient les directives éthiques et obtenaient l'approbation des comités concernés. Ils ont également enregistré l'étude dans des bases de données d'essais cliniques pour maintenir la transparence.
Méthodes d'analyse des changements génétiques
Les chercheurs ont utilisé un processus spécifique connu sous le nom de PCR pour analyser le matériel génétique des échantillons de selles collectés. Ils se sont concentrés sur des parties spécifiques du code génétique qui sont supposées être associées à la résistance aux médicaments. Ils voulaient s'assurer que leurs méthodes étaient précises et fiables.
Pour confirmer leurs résultats, ils ont inclus des échantillons de contrôle avec des caractéristiques génétiques connues. Ils ont également effectué des tests pour déterminer les limites inférieures de détection et la précision de leurs méthodes.
Collecte et traitement des échantillons
Les échantillons de selles utilisés dans cette étude provenaient d'enfants impliqués dans trois essais cliniques différents en Éthiopie, au Laos et sur l'île de Pemba. Ces essais étaient conçus pour évaluer l'efficacité d'une dose unique d'ALB contre les infections par des vers chez les enfants d'âge scolaire. Les échantillons ont été collectés, et diverses méthodes de test ont ensuite été utilisées pour vérifier la présence de vers.
Les chercheurs visaient à créer deux ensembles d'échantillons pour différentes analyses. Un ensemble examinait le lien entre les changements génétiques et l'historique de l'utilisation des médicaments dans la région. L'autre ensemble se concentrait sur la façon dont les changements génétiques étaient liés à l'efficacité du médicament pour chaque enfant.
Pour garantir les meilleurs résultats, ils ont spécifiquement choisi des échantillons ayant une plus grande présence de vers dans leurs selles avant le traitement.
Résultats sur les changements génétiques
Après avoir analysé les échantillons des essais, les chercheurs ont examiné combien et quels changements génétiques étaient présents. Ils ont découvert que des changements génétiques pouvaient être détectés à travers différents sites d'étude, qui avaient des historiques d'utilisation de médicaments variés.
Cependant, la fréquence globale de ces changements génétiques était faible. Les résultats indiquaient que, bien que certains enfants aient des changements spécifiques dans leurs gènes liés à l'efficacité du traitement, la plupart ne montraient pas de résistance significative.
Les chercheurs ont également comparé les résultats génétiques avec les réponses aux traitements. Ils voulaient voir s'il y avait un lien entre la présence de ces changements génétiques et la façon dont les enfants réagissaient au médicament après l'avoir reçu.
Évaluation de l'exactitude et de la fiabilité des méthodes
Pour évaluer la fiabilité de leurs méthodes analytiques, les chercheurs ont mené des tests pour voir à quel point ils pouvaient identifier avec précision les changements génétiques. Ils ont trouvé que, bien que leurs méthodes produisent des informations utiles, il y avait des limitations et des variations dans les résultats selon le type de ver et la région génétique spécifique qu'ils ont testée.
Ils ont également noté que leurs tests avaient tendance à surestimer la fréquence de certains changements génétiques. Cela signifie que, bien qu'ils puissent identifier certains changements génétiques, ils pourraient ne pas avoir capturé toutes les instances avec précision.
Discussion sur les effets environnementaux
Les résultats ont montré des motifs entre la présence de changements génétiques et l'historique de l'utilisation des médicaments. Par exemple, dans certaines localités où l'utilisation des médicaments avait été plus courante, des fréquences plus élevées de résistance étaient observées, ce qui est en accord avec ce qui est attendu d'après les recherches sur les animaux.
Cependant, les changements n’étaient pas cohérents à travers les différentes espèces de vers. Cela indique que, bien que certains changements génétiques soient étroitement liés à la résistance chez certains types de vers, ils pourraient ne pas être aussi pertinents pour d'autres.
De plus, il n'y avait pas de connexions claires entre les changements génétiques chez les vers et leur performance après traitement. Dans certains cas, des enfants ayant bien réagi au médicament avaient encore des marqueurs génétiques associés à la résistance.
Implications pour les recherches futures
Les résultats soulignent la nécessité de mener des études plus détaillées axées sur les changements génétiques chez les vers humains, particulièrement dans les zones où l'utilisation des médicaments de déparasitage est élevée. Il est crucial de continuer à surveiller ces changements pour adapter les stratégies de traitement et s’assurer qu'elles restent efficaces.
En outre, les chercheurs devraient envisager d'examiner divers gènes au-delà de juste β-tubuline lors de l'évaluation de la résistance. Avec les avancées des technologies de séquençage, il sera possible d'analyser les génomes complets de ces vers pour identifier d'autres facteurs qui pourraient contribuer à la résistance.
Défis dans la collecte et l'analyse des échantillons
Un des principaux défis rencontrés pendant l'étude était la difficulté d'obtenir suffisamment d'ADN des vers présents dans les échantillons de selles collectés. Les œufs de certains vers ont des couches protectrices épaisses qui rendent difficile l'extraction de matériel génétique.
En conséquence, de nombreux échantillons n'ont pas pu fournir d'ADN utilisable. Cela a non seulement limité la quantité d'informations génétiques disponibles mais a également soulevé des questions sur la fiabilité des fréquences de SNP rapportées dans l'étude.
Pour améliorer les rendements d'ADN à l'avenir, les chercheurs pourraient devoir explorer diverses méthodes de collecte d'échantillons ou augmenter le nombre d'échantillons de selles analysés. Ils pourraient aussi envisager de regrouper les échantillons de plusieurs individus pour rassembler plus de matériel génétique pour les tests.
Importance de la quantification précise
Bien que les chercheurs aient pu identifier des changements génétiques spécifiques dans les populations de vers, ils ont noté qu'une quantification absolue de ces changements serait utile. Cela signifie savoir exactement combien de vers résistants sont présents dans un échantillon, plutôt que juste leurs proportions.
Cette information pourrait mener à une meilleure compréhension et gestion de la résistance aux médicaments dans ces infections. Explorer de nouvelles techniques permettant une quantification précise sera un outil précieux dans les études futures.
Conclusion
En résumé, cette étude a examiné le rôle des changements génétiques dans la résistance des vers transmis par le sol aux médicaments couramment utilisés. Bien que certains motifs aient émergé, il reste encore beaucoup à apprendre sur la relation entre ces changements et les résultats des traitements.
Les recherches futures devraient se concentrer sur un éventail plus large de gènes, ainsi que sur l'amélioration des méthodes de collecte et d'analyse des échantillons. En comprenant mieux le paysage génétique de ces vers, les interventions de santé pourront être adaptées pour réduire efficacement les infections et prévenir l'émergence de la résistance.
Titre: The assessment of single nucleotide polymorphisms in the ss-tubulin genes in human soil-transmitted helminths exposed to different pressure with benzimidazole drugs
Résumé: BackgroundWe aimed to gain insights into the role of known single nucleotide polymorphisms (SNPs) in codons 167, 198 and 200 of the {beta}-tubulin gene as markers for possible benzimidazole resistance in human soil-transmitted helminths (STHs; Ascaris lumbricoides, Trichuris trichiura, Necator americanus and Ancylostsoma duodenale). MethodsFirstly, we determined the analytical performance of our PCR/pyrosequencing assays. Secondly, we applied them on stool samples collected during clinical trials in Ethiopia, Lao PDR, and Pemba Island (Tanzania) to assess any associations between the presence/ratio of mutant (MT): wild type (WT) SNPs and drug pressure history, individual drug response and time of sampling (baseline vs. follow-up sample). Principal findingsOverall, the limit of blank of our in-house PCR/pyrosequencing assays to detect MT SNPs was non-zero ([~]3.5%), and hence the limit of detection for MT SNPs was relatively high (2% - 7%). The assays systematically overestimated the true underlying ratio of MT:WT SNPS within sample, but we derived functions for more accurate estimates. The assays were more precise when the ratio MT:WT SNPs was high (>5%). No PCR amplicon was observed in 25% of the samples subjected to PCR. In the remaining samples, the presence of MT SNPs in codon 200 was detected in half of the analysed Trichuris samples, the proportion of the analysed samples containing MT SNPs did not exceed 14% for all other codons and STH species. Associations between drug pressure history, individual drug response and time of sampling, were not consistent across all codons and STHs. ConclusionWe could not provide compelling evidence for the role of the known SNPs in the {beta}-tubulin gene as markers for benzimidazole resistance. Our study also highlights that there is a need to assess the diagnostic performance of any assays in order to readily interpret and compare results. Further research should therefore also focus on genes other than the {beta}-tubulin genes. Author summaryAlthough large-sale deworming programs are reducing the morbidity caused by intestinal worms, widespread treatment of large populations for a long period of time may trigger drug resistance. An early detection of DNA mutations that may give rise to resistant worm population is therefore important. We evaluated the analytical performance of in-house assays to detect DNA mutations that are known to cause resistant intestinal worms of animals. Subsequently, we applied these assays on stool samples to verify (i) whether the mutations are more prevalent in areas were large proportions of children have been dewormed for a longer period, (ii) a poor individual drug response can be explained by higher frequency of the mutations. Our results indicate that comprehensive evaluation of the analytical performance of the genotyping tests was required to readily interpret the results. We did not find any compelling evidence that the presence of mutations was associated with either drug pressure or poor individual drug responses. This suggests that it is warranted to explore other mutations than those documented in animal worms.
Auteurs: Bruno Levecke, N. Rashwan, P. Cools, M. Albonico, S. M. Ame, M. Ayana, D. Dana, J. keiser, A. Montresor, Z. Mekonnen, S. Roose, S. Sayasone, J. Vercruysse, J. J. Verweij, J. Vlaminck, R. Prichard
Dernière mise à jour: 2024-06-04 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.04.597280
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.04.597280.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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