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L'impatto di Toxocara canis sulla salute

Scopri Toxocara canis, i suoi effetti sui cani e sugli esseri umani, e la resistenza ai farmaci.

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

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Toxocara canis: Una Toxocara canis: Una Minaccia Nascosta per i cani che per gli esseri umani. Toxocara canis rappresenta rischi sia
Indice

Toxocara canis è un tipo di verme tondo che infetta soprattutto i cani. Fa parte di un gruppo di parassiti che può colpire anche gli esseri umani, portando a una condizione chiamata toxocariasi. Non è solo un problema per i nostri amici pelosi, poiché milioni di persone, specialmente quelle in aree a basso reddito, possono anche essere esposte a questo verme. Negli Stati Uniti, si stima che il tasso di infezione sia intorno al 5% - 20% della popolazione, traducendosi in circa 17 a 66 milioni di persone. A livello globale, circa 1,52 miliardi di persone potrebbero essere esposte a specie di Toxocara. Il rischio di infezione è ancora più alto nei paesi in via di sviluppo dove le condizioni igieniche sono scarse e il contatto con gli animali è comune.

Come si infettano gli esseri umani?

Le persone di solito si infettano con Toxocara canis inghiottendo accidentalmente uova larvate. Queste piccole uova possono trovarsi nel suolo contaminato o sul pelo di animali infetti. Dopo essere state ingerite, le uova si schiudono nell'intestino e le larve possono migrare in tutto il corpo, causando vari sintomi. Alcune persone possono avvertire problemi lievi come febbre o dolore addominale, mentre altre possono soffrire di condizioni più gravi che coinvolgono organi o occhi.

Ciclo di vita di Toxocara canis

Il ciclo di vita di T. canis inizia quando i vermi adulti vivono nell'intestino tenue dei cani infetti. I cani si infettano di solito mangiando uova larvate trovate nel terreno o su altri animali. Una volta ingerite, queste uova si schiudono nell'intestino e le larve si dirigono verso il fegato e i polmoni. Nei cani giovani, le larve vengono tossite dai polmoni, inghiottite e poi maturano in vermi adulti nell'intestino. Le femmine adulte producono migliaia di uova che vengono espulse nelle feci del cane, contaminando l'ambiente. Queste uova possono sopravvivere a lungo, aumentando il rischio di esposizione per gli esseri umani.

Impatto sui cani

Gli effetti dell'infezione da T. canis nei cani possono variare a seconda della gravità dell'infezione e dell'età del cane. Nei casi gravi, i cani possono subire perdita di peso, cattivo sviluppo, vomito e diarrea. Fortunatamente, ci sono diversi farmaci che possono trattare con successo queste infezioni nei cani, comprese alcune diverse classi di farmaci. Tuttavia, nei cani più anziani, le larve possono diventare dormienti nei tessuti, il che significa che l'infezione può rimanere una minaccia anche se i vermi adulti vengono trattati.

Il mistero della resistenza ai farmaci

Uno degli aspetti puzzling di T. canis è come alcune larve possano resistere ai trattamenti. Anche se farmaci come l'ivermectina e la moxidectina funzionano bene contro i vermi adulti, le larve dormienti nei tessuti sembrano tollerare questi trattamenti. Le ragioni esatte di questa tolleranza non sono ancora completamente comprese.

Altri fattori nella resistenza ai farmaci

La sfida della resistenza ai farmaci non è limitata a T. canis. Molti vermi parassiti possono avere altri meccanismi protettivi, come specifiche proteine che aiutano a pompare i farmaci fuori dalle loro cellule. Queste proteine, note come P-glicoproteine, sono coinvolte nel trasporto dei farmaci e possono giocare un ruolo importante nella resistenza.

Comprendere i geni del verme

Per capire come T. canis risponde ai farmaci, gli scienziati devono esaminare più da vicino i suoi geni. Finora, non c'è stata molta informazione sul set completo di geni in T. canis, ma la ricerca ha iniziato a esplorare come si comportano i geni di questo verme quando sono esposti ai farmaci.

Scopo della ricerca

Negli studi recenti, gli scienziati hanno cercato di analizzare l'attività genica nelle larve di T. canis dopo l'esposizione a trattamenti come l'ivermectina e la moxidectina. Hanno esaminato specificamente come questi farmaci influenzano l'espressione dei geni ritenuti coinvolti nella resistenza ai farmaci.

L'esperimento

Per gli esperimenti, i ricercatori hanno raccolto T. canis da un cane infetto in modo naturale. Hanno fatto schiudere le uova in larve in un ambiente controllato. Le larve sono state quindi esposte ai farmaci o lasciate non trattate. Successivamente, i ricercatori hanno analizzato i geni espressi nelle larve.

Quali sono stati i risultati?

I risultati hanno rivelato che molti geni sono stati significativamente influenzati dai trattamenti farmacologici. In totale, gli scienziati hanno identificato diversi centinaia di geni che hanno reagito in modo diverso quando esposti a ivermectina o moxidectina rispetto alle larve non trattate.

Geni upregolati

Negli esperimenti, alcuni geni hanno mostrato un'attività aumentata in risposta ai farmaci. Questi geni sono importanti poiché potrebbero contribuire a come il verme riesce a sopravvivere anche quando esposto a trattamenti che in genere lo uccidono.

Geni downregolati

Al contrario, altri geni hanno mostrato un'attività ridotta quando le larve sono state trattate con questi farmaci, suggerendo che il trattamento altera il normale funzionamento dei vermi.

Il ruolo dei GluCls

Un componente chiave dell'efficacia dei farmaci è la loro capacità di colpire determinati canali nei nervi dei vermi chiamati canali cloruro attivati dal glutammato (GluCls). Nei nostri esperimenti, è stato trovato che l'espressione di alcuni GluCls diminuiva in presenza di ivermectina, il che potrebbe suggerire un potenziale meccanismo per la resistenza ai farmaci.

Geni P-glicoproteina

Oltre ai GluCls, i vermi esprimono anche vari geni P-glicoproteina. Alcuni di questi geni hanno mostrato un'attività alterata in risposta all'esposizione ai farmaci. Questo suggerisce che potrebbero essere coinvolti nella capacità dei vermi di resistere ai trattamenti.

Analisi genetica

Per analizzare il patrimonio genetico di T. canis, i ricercatori hanno utilizzato tecniche di sequenziamento avanzate. Si sono concentrati sul capire quanti geni erano attivi in diverse condizioni.

I risultati dell'analisi genetica

L'analisi genetica ha rivelato migliaia di sequenze, con molti geni che rispondevano in modo diverso a seconda che le larve fossero esposte ai farmaci o lasciate non trattate.

Metabolismo energetico e altre funzioni

L'esposizione ai farmaci sembrava influenzare il metabolismo delle larve. I ricercatori hanno notato che alcuni geni coinvolti nella generazione di energia erano upregolati, suggerendo che i vermi potrebbero cercare di contrastare gli effetti dei farmaci.

Attività neuronale

Inoltre, i geni correlati alla struttura e alla funzione neuronale hanno mostrato cambiamenti nell'espressione. Alcuni sono aumentati mentre altri sono diminuiti, indicando che i farmaci potrebbero interrompere le normali attività del sistema nervoso dei vermi.

Impatti sulla riproduzione

La ricerca ha anche suggerito che i trattamenti potrebbero interferire con i processi di riproduzione in T. canis. Alcuni geni coinvolti nella riproduzione sono stati downregolati, sollevando preoccupazioni su come questi farmaci potrebbero impattare la capacità dei vermi di riprodursi.

Conclusione: Un invito a continuare la ricerca

Alla fine, mentre la ricerca ha fatto luce su come T. canis risponde ai trattamenti, ha anche evidenziato le complessità della resistenza ai farmaci. Sono necessari ulteriori studi per comprendere i meccanismi esatti dietro questa resistenza e sviluppare trattamenti più efficaci.

Pensiero finale

Toxocara canis potrebbe essere un piccolo verme tondo, ma dimostra che anche le creature più piccole possono avere impatti significativi sulla salute! Quindi, teniamo i nostri amici pelosi e noi stessi al sicuro mantenendo una buona igiene e visitando regolarmente il veterinario. Ricorda, un cane senza vermi è un cane felice!

Fonte originale

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

Estratto: 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.

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

Ultimo aggiornamento: Dec 20, 2024

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.20.629602

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

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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