Metodi diagnostici avanzati per la schistosomiasi
I ricercatori stanno migliorando i test per rilevare la schistosomiasi usando peptidi specifici.
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Indice
La Schistosomiasi è una malattia causata da vermi microscopici chiamati vermi del sangue. Questi vermi appartengono alla famiglia Schistosoma e si trovano spesso nelle regioni tropicali, incluso lo Zimbabwe. Ci sono due tipi principali di schistosomiasi che si trattano in Zimbabwe: una colpisce il sistema urinario (schistosomiasi urogenitale) causata da Schistosoma haematobium, e l'altra colpisce intestini (schistosomiasi intestinale) causata da Schistosoma mansoni.
Per combattere questa malattia si usano diversi metodi. Le campagne di somministrazione di farmaci a massa aiutano a trattare grandi popolazioni, mentre l'accesso ad acqua pulita e a servizi igienici adeguati riduce le possibilità di diffusione della malattia. Un'altra parte importante della lotta contro la schistosomiasi è la diagnosi accurata della malattia, che aiuta a guidare gli sforzi per controllarla ed eliminarla.
Metodi Diagnostici Attuali
Tradizionalmente, la diagnosi della schistosomiasi prevede il controllo di campioni di feci o urine per cercare le uova prodotte dai vermi. La microscopia è il metodo standard utilizzato nella maggior parte dei casi. Per le infezioni urinarie, si usa una tecnica specifica chiamata filtrazione delle urine, mentre il metodo Kato Katz è utilizzato per le infezioni intestinali.
Entrambe le tecniche hanno i loro vantaggi. Sono specifiche (buone per identificare la malattia), economiche e semplici da eseguire. Inoltre, i campioni preparati possono essere conservati per diversi mesi per esami successivi.
Tuttavia, ci sono anche svantaggi importanti. Queste tecniche richiedono personale formato per preparare e esaminare i campioni. Possono produrre risultati inconsistenti e spesso mancano infezioni, specialmente quando il numero di uova è basso o se una persona è stata recentemente infettata e non ha ancora iniziato a produrre uova. Questo può portare a sottocontare il numero reale di casi in aree dove la malattia è meno comune.
Necessità di Metodi Diagnostici Migliorati
Le limitazioni dei metodi diagnostici tradizionali hanno portato a un crescente interesse per approcci alternativi. Si stanno esplorando nuove tecniche diagnostiche, come i test di rilevamento molecolare e i test sierologici.
I metodi molecolari sono più sensibili e possono identificare infezioni più precocemente rispetto ai metodi tradizionali. Tuttavia, richiedono personale qualificato e attrezzature costose, rendendoli poco pratici nelle aree rurali. Si stanno anche sviluppando test che cercano Antigeni specifici-sostanze che attivano una risposta immunitaria. Questi test possono offrire risultati rapidi, ma presentano le loro sfide, inclusi problemi di specificità. Questo significa che potrebbero reagire a altre infezioni, portando a falsi positivi.
Per superare queste sfide, i ricercatori stanno cercando nuovi metodi che possano migliorare l'accuratezza delle diagnosi di schistosomiasi.
Peptidi per la Diagnosi
L'Utilizzo deiNegli studi recenti, i ricercatori si sono rivolti ai peptidi-piccole catene di aminoacidi-come strumenti potenziali per la diagnosi. L'obiettivo è identificare peptidi specifici che possano indicare la presenza di schistosomiasi. Questi peptidi avrebbero meno probabilità di reagire con anticorpi di altre infezioni, migliorando così l'accuratezza del test.
Il processo per trovare peptidi adatti inizia con la ricerca nella letteratura esistente per trovare peptidi noti associati ai vermi Schistosoma. Questo comporta la ricerca di studi pubblicati in cui i ricercatori hanno identificato questi peptidi. Inoltre, i ricercatori utilizzano previsioni basate su computer per trovare nuovi peptidi che potrebbero essere utili.
Una volta identificati i potenziali peptidi, possono essere testati per vedere quanto bene funzionano nei diagnostici. Questo comporta la creazione di microarrays di peptidi-piccole chip che possono testare la risposta immunitaria dei campioni di sangue a questi peptidi.
Panoramica dello Studio
In uno studio recente, i ricercatori miravano a identificare peptidi che potessero essere utilizzati in test diagnostici per la schistosomiasi. Hanno lavorato con bambini che vivono in aree dove la schistosomiasi è comune. Dopo aver raccolto campioni di sangue e altri campioni, hanno cercato segni specifici di Infezione.
Lo studio ha seguito rigorose linee guida etiche, assicurando che tutti i partecipanti e i loro tutori comprendessero la ricerca e acconsentissero a farne parte. I bambini provenivano da aree rurali in Zimbabwe, conosciute per l'alto tasso di schistosomiasi.
Campioni di urine e feci sono stati raccolti per l'esame. I ricercatori hanno utilizzato sia metodi diagnostici tradizionali che nuovi per trovare segni di infezione. Hanno anche selezionato con attenzione quali peptidi includere nei loro test in base alla loro prevedibile efficacia.
Risultati dello Studio
Dallo studio, diversi peptidi sono stati trovati promettenti nell'identificare infezioni da schistosomiasi. I ricercatori hanno scoperto che alcuni di questi peptidi potevano distinguere efficacemente tra individui infetti e non infetti. Alcuni peptidi hanno mostrato particolari capacità di differenziare infezioni causate da S. haematobium e S. mansoni.
Lo studio ha trovato un peptide che ha performato eccellentemente nell'identificare infezioni da S. mansoni e diversi altri che hanno mostrato prestazioni accettabili. Tuttavia, per S. haematobium, i peptidi selezionati non erano altrettanto efficaci, indicando la necessità di ulteriore sviluppo.
Importanza della Posizione dei Peptidi
Oltre a identificare quali peptidi sono efficaci, i ricercatori hanno anche esaminato dove questi peptidi sono localizzati all'interno della struttura delle proteine da cui provengono. Queste informazioni aiutano a capire come questi peptidi interagiscono con il sistema immunitario del corpo.
Comprendere la disposizione spaziale di questi peptidi può fornire informazioni sul loro funzionamento e su come possono essere integrati nei test diagnostici.
Vantaggi dei Nuovi Metodi Diagnostici
I nuovi metodi basati su peptidi per diagnosticare la schistosomiasi potrebbero migliorare notevolmente i tassi di rilevamento, soprattutto nelle aree dove i metodi tradizionali non funzionano bene. Man mano che la malattia diventa meno comune grazie agli interventi di trattamento, cresce la necessità di strumenti più sensibili che possano identificare accuratamente i casi.
Questi test potrebbero anche essere preziosi per le persone che vivono in aree con bassi tassi di trasmissione, dove il rischio di diagnosi errate è alto con i metodi attuali.
Limitazioni e Direzioni Future
Sebbene lo studio abbia fatto significativi progressi nell'identificare peptidi utili, sono state notate alcune limitazioni. La più significativa è che non esiste uno standard di riferimento perfetto per diagnosticare la schistosomiasi. I test tradizionali non sono sempre affidabili, specialmente per infezioni a basso livello. Sono necessari metodi più robusti per valutare accuratamente le prestazioni di questi peptidi.
I ricercatori raccomandano di utilizzare nuove tecniche statistiche che analizzino i risultati di più test per creare un quadro più accurato dei tassi di infezione.
Conclusione
Mentre gli sforzi per eliminare la schistosomiasi continuano, è fondamentale sviluppare nuovi e migliori metodi diagnostici. L'identificazione di peptidi specifici come strumenti potenziali per la diagnosi segna un passo importante in avanti. Questa ricerca non solo migliora la nostra comprensione della schistosomiasi, ma apre la strada a metodi di test più affidabili, che potrebbero alla fine portare a un migliore controllo della malattia. Continuando a esplorare e convalidare questi nuovi approcci, i ricercatori sperano di fare progressi significativi nella gestione della schistosomiasi e nel migliorare i risultati di salute per le popolazioni colpite.
Titolo: Identification of Schistosoma haematobium and Schistosoma mansoni linear B-cell epitopes with diagnostic potential using in silico immunoinformatic tools and peptide microarray technology.
Estratto: IntroductionImmunoinformatic tools can be used to predict schistosome-specific B-cell epitopes with little sequence identity to human proteins and antigens other than the target. This study reports an approach for identifying schistosome peptides mimicking linear B-cell epitopes using in-silico tools and peptide microarray immunoassays validation. MethodFirstly, a comprehensive literature search was conducted to obtain published schistosome-specific peptides and recombinant proteins with the best overall diagnostic performances. For novel peptides, linear B-cell epitopes were predicted from target recombinant proteins using ABCpred, Bcepred and BepiPred 2.0 in-silico tools. Together with the published peptides, predicted peptides with the highest probability of being B-cell epitopes and the lowest sequence identity with proteins from human and other pathogens were selected. Antibodies against the peptides were measured in sera, using peptide microarray immunoassays. Area under the ROC curve was calculated to assess the overall diagnostic performances of the peptides. ResultsPeptide AA81008-19-30 had excellent and acceptable diagnostic performances for discriminating S. mansoni and S. haematobium positives from healthy controls with AUC values of 0.8043 and 0.7326 respectively for IgG. Peptides MS3_10186-123-131, MS3_10385-339-354, SmSPI-177-193, SmSPI-379-388, MS3-10186-40-49 and SmS-197-214 had acceptable diagnostic performances for discriminating S. mansoni positives from healthy controls with AUC values ranging from 0.7098 to 0.7763 for IgG. Peptides SmSPI-359-372, Smp126160-438-452 and MS3 10186-25-41 had acceptable diagnostic performances for discriminating S. mansoni positives from S. mansoni negatives with AUC values of 0.7124, 0.7156 and 0.7115 respectively for IgG. Peptide MS3-10186-40-49 had an acceptable diagnostic performance for discriminating S. mansoni positives from healthy controls with an AUC value of 0.7413 for IgM. ConclusionOne peptide with a good diagnostic performance and 9 peptides with acceptable diagnostic performances were identified using the immunoinformatic approach and peptide microarray validation. There is need for evaluation with true negatives and a good reference. 1 Author summarySchistosomiasis commonly known as bilharzia is the third most significant tropical disease after malaria and soil-transmitted helminthiases. Like other neglected tropical diseases common in Zimbabwe, schistosomiasis remains mostly undiagnosed or undetected. This is partly due to the fact that reliable identification of parasites requires expertise for specimen preparation, and microscopic examination which are largely unavailable in most rural clinics. This limitation is further compounded by the fact that the recommended microscopy-based methods for schistosomiasis diagnosis lack sensitivity, especially in infections of low intensity. To overcome some of the caveats associated with microscopy-based methods, highly sensitive serological tests have been utilized. Unfortunately, currently available serological tests have low specificity and show cross-reactivity with other helminthic infections. One way to mitigate the cross-reactivity challenge and increase the specificity, is to use immunoinformatic tools and immunoassays to identify schistosomiasis species-specific immunogenic peptides mimicking B-cell epitopes (short amino acid sequences of the antigen that reacts with antibodies). Utilizing immunoinformatic tools coupled with peptide microarray immunoassay validation approach several peptides that can be used to develop diagnostic tools for showing exposure to infection for people living in non-endemic or low-transmission areas were identified in the current study.
Autori: Arthur Vengesai, M. Manuwa, H. Midzi, M. Mandeya, V. Muleya, K. Mujeni, I. Chipako, D. Goldring, T. Mduluza
Ultimo aggiornamento: 2023-12-29 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.12.28.23300599
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.12.28.23300599.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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