Nuove scoperte sui tumori nei vermi della cecità fluviale
La ricerca svela proteine uniche collegate alla crescita dei tumori in Onchocerca volvulus.
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Indice
- La sfida nel trattare l'onocercosi
- L'obiettivo dello studio
- Come è stato condotto lo studio
- Analisi delle proteine
- Considerazioni etiche
- Risultati dell'analisi proteica
- Comprendere i tumori
- Funzione e comportamenti delle proteine
- Il ruolo di Wolbachia
- Conclusione
- Direzioni future
- Impatto più ampio
- Fonte originale
- Link di riferimento
Onchocerca volvulus è un tipo di verme rotondo che provoca una malattia chiamata onocercosi, conosciuta anche come cecità fluviale. Questa malattia è trascurata e colpisce molte persone, soprattutto in Africa subsahariana. Si stima che oltre 220 milioni di persone vivano in aree dove possono contrarre questa malattia. I vermi adulti vivono nella pelle e possono restare vivi fino a 15 anni. Le femmine producono milioni di piccole larve che possono muoversi attraverso la pelle e persino invadere gli occhi, portando potenzialmente alla cecità. I maschi sono più piccoli e possono muoversi tra i noduli della pelle dove vivono i vermi.
La sfida nel trattare l'onocercosi
Attualmente, non esiste un farmaco che uccida efficacemente tutti i vermi adulti, il che rende difficile trattare l'onocercosi su larga scala. Il modo principale per combattere questa malattia è attraverso programmi di distribuzione di farmaci che forniscono Ivermectina, un farmaco che uccide le larve. Con trattamenti regolari, ha anche alcuni effetti sui vermi adulti. Tuttavia, alcune femmine possono sviluppare crescita anomala, conosciuta come neoplasmi pleomorfici (PN), soprattutto dopo aver assunto ivermectina più volte. Questa crescita anomala può cambiare il modo in cui i vermi si riproducono e portare a problemi nel loro sviluppo.
L'obiettivo dello studio
L'obiettivo di questo studio era creare un metodo per analizzare le Proteine presenti in questi vermi, soprattutto in quelli con neoplasmi. I ricercatori hanno confrontato le proteine trovate nei tessuti tumorali con quelle nei tessuti sani. Volevano scoprire se c'erano proteine uniche collegate alla crescita dei tumori in questi vermi.
Come è stato condotto lo studio
I ricercatori hanno utilizzato campioni di vermi ottenuti da una sperimentazione clinica in Ghana. Hanno analizzato sei noduli, tre da vermi con tumori e tre da vermi sani. Hanno selezionato con cura il tessuto da esaminare utilizzando una tecnica chiamata microdissezione laser, che consente di raccogliere cellule specifiche da piccoli campioni. L'obiettivo era raccogliere abbastanza materiale per un'analisi dettagliata delle proteine.
Analisi delle proteine
Una volta raccolto il tessuto, i ricercatori lo hanno preparato per l'analisi di spettrometria di massa, un metodo usato per identificare le proteine. Lo studio ha trovato oltre 2.200 diverse proteine nei tessuti analizzati. Hanno scoperto che il tessuto dei neoplasmi aveva un insieme specifico di proteine che potevano essere collegate alla formazione dei tumori.
Considerazioni etiche
Lo studio ha seguito le linee guida etiche, con approvazioni da parte di diverse autorità sanitarie in Ghana e negli Stati Uniti. L'uso dei campioni non ha coinvolto alcun partecipante umano, poiché erano de-identificati.
Risultati dell'analisi proteica
Dall'analisi, i ricercatori hanno identificato un totale di 3.150 proteine da diverse fonti, compresi i vermi e i loro batteri associati, Wolbachia. Hanno trovato che 2.325 proteine sono state rilevate dai vermi, ma solo una parte era unica per i tumori. Lo studio ha rivelato che i tessuti dei vermi sani contenevano proteine più varie rispetto a quelli con tumori. È stato anche scoperto che il tessuto tumorale aveva livelli di proteine complessivi più bassi.
Comprendere i tumori
Le proteine associate ai neoplasmi puntavano a diversi processi biologici chiave. Ad esempio, molte di quelle trovate nel tessuto tumorale erano coinvolte nella produzione di proteine e nelle funzioni cellulari. Interessante, la presenza di queste proteine suggeriva che i tumori potessero alterare il modo in cui i vermi funzionano a livello cellulare, influenzando la loro salute complessiva.
Funzione e comportamenti delle proteine
Alcune delle proteine identificate nel tessuto tumorale erano collegate a tumori in altri organismi. Alcuni percorsi importanti per la crescita e lo sviluppo cellulare sono risultati più attivi nei neoplasmi. Queste informazioni potrebbero essere cruciali per comprendere come emergano e crescano i tumori all'interno dei vermi.
Il ruolo di Wolbachia
Wolbachia sono batteri che vivono in molti tipi di vermi, compreso O. volvulus. Giocano un ruolo nella salute dei vermi e nella loro riproduzione. Lo studio ha trovato alcune proteine di Wolbachia nei vermi, ma ha notato che la presenza era molto più bassa in quelli con tumori rispetto ai vermi sani. Questa situazione solleva interrogativi su se i batteri contribuiscano allo sviluppo dei tumori o se il loro ruolo cambi quando i vermi sviluppano neoplasmi.
Conclusione
Lo studio di O. volvulus con neoplasmi pleomorfici ha fornito nuove intuizioni su come queste proteine funzionano e come potrebbero contribuire alla salute dei vermi. I risultati potrebbero portare a strategie di trattamento migliori per l'onocercosi mirate alle proteine uniche associate alla crescita dei tumori. Comprendere la composizione proteica di questi vermi aiuta i ricercatori a afferrare la loro biologia, essenziale per sviluppare interventi efficaci contro la malattia.
Direzioni future
Andando avanti, sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare meglio le implicazioni di questi risultati. I ricercatori suggeriscono di studiare queste proteine in modo più dettagliato per vedere come potrebbero servire come obiettivi per nuovi trattamenti. Inoltre, comprendere il ruolo completo di Wolbachia nel ciclo di vita di O. volvulus potrebbe svelare modi per gestire questa malattia in modo più efficace.
Impatto più ampio
L'onocercosi è solo una malattia tropicale trascurata, e comprendere i suoi meccanismi può aiutare ad affrontare malattie simili. Poiché molte persone vivono in regioni dove queste malattie sono diffuse, migliorare le opzioni di trattamento può significativamente aumentare la qualità della vita e ridurre il peso di queste malattie su individui e comunità. Attraverso la ricerca continua e l'applicazione dei risultati, c'è speranza per strategie più efficaci per combattere l'onocercosi e migliorare la salute nelle popolazioni vulnerabili in tutto il mondo.
Titolo: Spatial proteomics of Onchocerca volvulus with pleomorphic neoplasms shows local and systemic dysregulation of protein expression
Estratto: Onchocerca volvulus is the agent of onchocerciasis (river blindness) and targeted by WHO for elimination though mass drug administration with ivermectin. A small percentage of adult worms develop pleomorphic neoplasms (PN) that are positively associated with the frequency of ivermectin treatment. Worms with PN have a lower life expectancy and a better understanding about the proteins expressed in PN, and how PN affect protein expression in different tissues could help to elucidate the mechanisms of macrofilaricidal activity of ivermectin. Within a clinical trial of drug combinations that included ivermectin, we detected 24 (5.6%) O. volvulus females with PN by histology of paraffin embedded nodules. To assess the protein inventory of the neoplasms and to identify proteins that may be associated with tumor development, we used laser capture microdissection and highly sensitive mass spectrometry analysis. Neoplasm tissue from three female worms was analyzed, and compared to normal tissues from the body wall, uterus and intestine from the same worms, and to tissues from three females without PN. The healthy females showed all intact embryogenesis. In PN worms, 151 proteins were detected in the body wall, 215 proteins in the intestine, 47 proteins in the uterus and 1,577 proteins in the neoplasms. Only the uterus of one PN female with some stretched intrauterine microfilariae had an elevated number of proteins (601) detectable, while in the uteri of the healthy females 1,710 proteins were detected. Even in tissues that were not directly affected by PN (intestine, body wall), fewer proteins were detected compared to the corresponding tissue of the healthy controls. Immunolocalization of the calcium binding protein OvDig-1 (OVOC8391) confirmed the detection in PN by mass spectrometry. In conclusion we identified proteins that are potentially linked to the development of PN, and systemic dysregulation of protein expression may contribute to worm mortality. Author summaryOnchocerca volvulus, the causative agent of onchocerciasis (river blindness), is targeted for elimination by WHO. The primary strategy involves mass administration of ivermectin. A small proportion of adult female worms develop pleomorphic neoplasms (PN). Here, we used laser capture microdissection and highly sensitive mass spectrometry analysis to determine the protein inventory of PN to identify proteins that may be associated with tumor development. Neoplasm tissue from female worms was analyzed, and compared to normal tissue from the body wall, uterus and intestine from the same worms, and to tissues from females without PN. When compared, PN and healthy control (HC) worms display a different set of proteins, the PN tissue being the one with the highest number of proteins (1,390). From these, 594 were not present in any HC worm tissue. Despite the large number of proteins identified in PN tissue, their low abundance suggests also in PN dysregulation of protein expression. Immunolocalization of a calcium binding protein detected in PN confirmed the mass spectrometry results. In conclusion, we have developed a system to analyze the proteome of O. volvulus from nodule sections and identified proteins that are potentially linked to the development of PN and may contribute to worm mortality.
Autori: Lucia S. Di Maggio, K. Fischer, B. A. Rosa, D. Yates, B.-K. Cho, J. Lukowski, A. Zamacona Calderon, M. Son, Y. A. Goo, N. O. Opoku, G. J. Weil, M. Mitreva, P. U. Fischer
Ultimo aggiornamento: 2024-10-17 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.15.618383
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.15.618383.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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