S'attaquer à la résistance aux drogues chez les nématodes parasites
Des recherches montrent de nouvelles méthodes pour détecter la résistance aux médicaments chez les nématodes nuisibles.
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Table des matières
Les nématodes parasitaires sont de petits vers qui peuvent causer de graves problèmes de santé chez les animaux, surtout chez les animaux de ferme. Ces parasites nuisent au bien-être des animaux et affectent leur production alimentaire, ce qui peut entraîner des pertes financières pour les agriculteurs. L'un des plus nuisibles de ces parasites est le Haemonchus contortus. Les éleveurs sont confrontés à de grands défis à cause de ce parasite, ce qui peut entraîner une baisse de la santé animale et de la productivité économique.
Actuellement, la façon la plus courante de traiter ces infections parasitaires est d'utiliser des médicaments spéciaux appelés Anthelminthiques. L'ivermectine est l'un des médicaments les plus importants pour se débarrasser de ces parasites. Elle fait partie d'un groupe de médicaments appelés lactones macrocycliques, très utilisés en médecine vétérinaire et humaine. Un autre médicament, appelé Moxidectine, a été introduit pour un usage vétérinaire et se montre souvent plus efficace contre certaines souches résistantes de nématodes. L'éprinomectine est unique car elle ne nécessite pas de période d'attente pour le retrait du lait pendant la lactation, ce qui signifie qu'elle peut être utilisée en toute sécurité avec les animaux laitiers.
Malheureusement, l'utilisation excessive de ces médicaments peut entraîner le développement de parasites résistants, rendant leur traitement plus difficile. La résistance à ces médicaments est maintenant un problème majeur, surtout chez les petits animaux de ferme et même chez les animaux de compagnie. En conséquence, beaucoup d'agriculteurs constatent des pertes de productivité significatives car les vers résistants ne sont pas suffisamment contrôlés. Ce problème de résistance n'affecte pas seulement les animaux, mais peut également impacter les humains.
Pour résoudre ce problème, il est crucial de prévenir, diagnostiquer et gérer la résistance aux médicaments. Comprendre comment ces parasites deviennent résistants aux traitements est essentiel pour trouver des solutions efficaces. Cependant, étudier les mécanismes de résistance est difficile en raison des cycles de vie complexes de ces vers. Un modèle utile pour la recherche dans ce domaine est Caenorhabditis elegans, un type de nématode libre. Utiliser C. Elegans permet aux chercheurs d'en apprendre davantage sur le fonctionnement des anthelminthiques et sur le développement de la résistance.
Détection de la résistance aux médicaments
Sur le terrain, détecter la résistance des nématodes gastro-intestinaux implique généralement un test appelé le Test de Réduction du Comptage des Oeufs Fécaux (FECRT). Ce test compare le nombre d'œufs dans les fèces avant et après traitement pour déterminer l'efficacité du médicament. Cependant, de nombreux facteurs peuvent affecter les résultats de ce test, conduisant à de mauvais choix de gestion, ce qui complique encore plus le contrôle de ces parasites.
Dans ce contexte, il y a un besoin urgent de développer des méthodes fiables pour détecter la résistance aux médicaments chez les parasites trouvés sur le terrain. Une méthode prometteuse consiste à utiliser un appareil appelé WMicrotracker, qui suit les mouvements des vers. Initialement développé pour étudier le mouvement et le comportement de C. elegans, ce système a montré un potentiel pour diverses applications, y compris le test de l'efficacité de nouveaux anthelminthiques.
Par exemple, les chercheurs ont utilisé cette méthode pour tester l'efficacité de plantes médicinales et d'huiles essentielles contre H. contortus. Récemment, il a été découvert qu'un nouveau médicament, EVP4593, a un potentiel en tant qu'anthelminthique basé sur des études utilisant ce système de suivi de la motilité.
Les chercheurs ont également examiné les effets de l'ivermectine et de l'éprinomectine en utilisant le WMicrotracker sur C. elegans. Leurs résultats suggèrent que l'utilisation des deux médicaments ensemble ne donne pas de meilleurs résultats que l'utilisation de chaque médicament individuellement, ce qui contredit ce que certains produits commerciaux suggèrent.
L'objectif de cette recherche était de voir si le WMicrotracker pouvait faire la différence entre les nématodes sensibles et résistants. Elle visait à évaluer si cette méthode peut rapidement évaluer l'efficacité des médicaments chez les nématodes et déterminer leur statut de résistance.
Matériaux et méthodes
Les médicaments utilisés dans la recherche comprenaient l'ivermectine, la moxidectine et l'éprinomectine, ainsi que le diméthylsulfoxyde, l'agar bacto et d'autres matériaux de base. Les souches de C. elegans, y compris les souches de type sauvage et certaines souches mutantes, étaient cultivées dans des conditions spécifiques avec une source de nourriture.
Les nématodes H. contortus étudiés provenaient de deux groupes différents : un groupe était sensible aux médicaments, tandis que l'autre était résistant. Ces nématodes étaient élevés chez des moutons pour maintenir leurs populations pour les tests.
La capacité des médicaments à affecter le mouvement des nématodes a été mesurée à l'aide du test de motilité larvaire. Ce test a permis aux chercheurs de voir comment les médicaments impactaient les mouvements des vers dans un environnement contrôlé.
Pour C. elegans, des jeunes adultes ont été testés pour leur mouvement après les avoir exposés à différentes concentrations de médicaments. Les mouvements ont été suivis avant et après le traitement pour évaluer l'efficacité de chaque médicament à affecter la mobilité des vers.
Pour H. contortus, une approche similaire a été adoptée, en se concentrant sur les larves et en suivant le même processus pour enregistrer le mouvement et évaluer l'efficacité des médicaments.
Résultats
L'étude a montré que les médicaments utilisés pouvaient affecter significativement le mouvement des C. elegans et des H. contortus. Des différences dans la sensibilité de chaque souche aux médicaments ont été notées, l'ivermectine étant le médicament le plus puissant pour les souches de type sauvage et mutantes, tandis que la moxidectine et l'éprinomectine étaient légèrement moins efficaces.
Pour la souche C. elegans résistante à l'ivermectine, des concentrations beaucoup plus élevées de tous les trois médicaments étaient nécessaires pour observer un effet sur le mouvement des vers. Cela indiquait une tolérance médicamenteuse claire par rapport aux souches sensibles.
Même si la souche mutante nhr-8 était censée être plus sensible à l'ivermectine à cause de son patrimoine génétique, les résultats du test de motilité n'ont montré aucune différence significative de sensibilité par rapport à la souche de type sauvage. Cela met en lumière une limitation du test de motilité dans la comparaison de ces variations génétiques spécifiques.
Concernant H. contortus, il était clair que le groupe sensible montrait des valeurs IC50 beaucoup plus faibles, ce qui signifie que moins de médicament était nécessaire pour affecter positivement leur mouvement par rapport au groupe résistant. Ici, la moxidectine s'est révélée être le médicament le plus efficace parmi les deux groupes lorsqu'on mesurait sa puissance, bien que l'éprinomectine ait montré le niveau de résistance le plus élevé.
Les facteurs de résistance aux médicaments étaient nettement plus élevés chez les nématodes résistants, montrant à quel point les vers résistants pouvaient tolérer les traitements comparativement à leurs homologues sensibles.
Ces résultats soulignent l'efficacité d'utiliser un test de motilité comme moyen d'évaluer rapidement l'efficacité des anthelminthiques dans diverses souches de nématodes. Cette méthode offre un moyen plus simple de différencier les nématodes sensibles aux médicaments de ceux qui sont résistants tant en laboratoire que sur le terrain.
Discussion
Trouver des moyens efficaces de détecter la résistance aux anthelminthiques chez les nématodes est essentiel pour maintenir la santé animale et la productivité agricole. Les méthodes traditionnelles utilisées sur le terrain peuvent être longues et peuvent manquer les premiers signes de résistance. Le test de motilité utilisant le WMicrotracker présente une alternative prometteuse car il est plus rapide et plus facile à mettre en œuvre.
Les résultats de l'étude montrent que C. elegans pourrait être un modèle utile pour étudier la résistance aux médicaments et comment différentes souches réagissent au traitement. La capacité d'évaluer rapidement la motilité permet aux chercheurs et aux agriculteurs de prendre des décisions éclairées sur quels anthelminthiques utiliser et quand changer de traitement pour éviter une résistance accrue.
De plus, les résultats indiquent qu'il existe une différence dans la façon dont les souches résistantes et sensibles réagissent au traitement, ce qui confirme la nécessité d'une surveillance attentive et de tests réguliers des nématodes sur le terrain. En utilisant ce test de motilité, il est maintenant possible de fournir aux vétérinaires et aux agriculteurs un moyen rapide et efficace de détecter la résistance.
Cette découverte pourrait avoir un impact significatif sur la façon dont les agriculteurs gèrent leur bétail, permettant une meilleure planification et des stratégies de traitement, menant finalement à des animaux plus sains et de meilleurs résultats économiques.
Conclusion
Surveiller et gérer la résistance aux médicaments chez les nématodes parasites est crucial pour la santé du bétail et l'économie agricole. Les méthodes traditionnelles de détection de la résistance peuvent être longues et souvent inefficaces. Le test de motilité utilisant le WMicrotracker offre une alternative fiable et rapide qui peut distinguer efficacement les souches sensibles des souches résistantes de nématodes.
L'étude souligne que différentes souches de C. elegans et de H. contortus réagissent différemment aux anthelminthiques, ce qui est essentiel pour comprendre comment aborder le traitement dans un cadre pratique. Avec cette nouvelle méthode, les chercheurs peuvent surveiller de près l'efficacité des médicaments et les niveaux de résistance, assurant de meilleures stratégies de gestion pour la santé du bétail.
Les résultats de cette recherche ouvrent de nouvelles voies pour améliorer le contrôle des parasites chez les animaux et suggèrent un besoin d'études supplémentaires pour élargir l'utilisation du test de motilité à d'autres espèces parasitaires. Cette méthode pourrait jouer un rôle clé dans l'avenir des pratiques vétérinaires, aidant à garantir le bien-être animal et la productivité agricole.
Titre: Larval motility assay using WMicrotracker: a high throughput test to discriminate between resistance and susceptibility to anthelmintic drugs in nematodes
Résumé: Grazing ruminants suffer from various helminth infections particularly those caused by gastrointestinal nematode (GIN) parasites, which have a considerable impact on their welfare and productivity. Treatment predominantly relies on macrocyclic lactone (ML) anthelmintics, but their widespread application has led to the emergence of drug-resistant parasite populations worldwide. The standard method for detecting resistance, the Faecal Egg Count Reduction Test (FECRT), is susceptible to misinterpretation, leading to flawed management decisions that undermine parasite control efforts. Thus, there is a pressing need for robust resistance detection methods in field parasites. We investigated the potential of the WMicrotrackerTM (WMi) motility assay, previously unexplored in ML resistance assessment. The assay first compared ivermectin (IVM) susceptibility among wild-type Bristol N2 (N2B), IVM-selected (IVR10), and nhr-8 loss-of-function (AE501; nhr8(ok186)) Caenorhabditis elegans strains. Dose-response curves indicated differences in IVM susceptibility among strains, with IVR10 exhibiting a 2.12-fold decrease in sensitivity compared to N2B. Cross-resistance between IVM, moxidectin (MOX), and eprinomectin (EPR) was explored, demonstrating reduced susceptibility in IVR10 across all drugs compared to N2B. Further investigation was conducted using Haemonchus contortus (H. contortus) to assess the assays applicability in discriminating susceptible from resistant isolates. Results revealed significant differences in drug potency between susceptible and resistant isolates, with MOX demonstrating the highest efficacy. Resistance factors (RF) highlighted the substantial resistance of the resistant isolate to EPR. The motility assay effectively discriminated susceptible from resistant isolates in both C. elegans and H. contortus. Our findings demonstrate, for the first time, the relevance of the motility assay by WMi as a functional indicator of resistance in nematodes, offering a promising avenue for detecting resistance to MLs. This research sheds light on a novel approach for monitoring drug resistance, vital for effective parasite management strategies.
Auteurs: Melanie Alberich, M. Garcia, J. Petermann, C. Blancfuney, S. Jouffroy, P. Jacquiet, A. Lespine
Dernière mise à jour: 2024-05-05 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.02.592150
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.02.592150.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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