Simple Science

最先端の科学をわかりやすく解説

# 生物学# 微生物学

ギニアワーム病との戦い:新たな課題

最近、ギニア湾虫病を根絶する際の課題は動物の感染に重点が置かれてる。

― 1 分で読む


ギニアワーム根絶の新しい脅ギニアワーム根絶の新しい脅ている。動物感染がギニアワーム病の撲滅を難しくし
目次

ギニアボワ病は、ドラキュンクルス・メディネンシスっていう寄生虫が原因で、熱帯地域の人々に深刻な影響を与える病気なんだ。この病気は、発展途上の地域でよく見られる。人は、ギニアボワの幼虫を運んでる小さな水生のエビを含む水を飲むことで感染するんだ。体内に入ると、幼虫は長い虫に成長して、肌から出てくるときに痛い症状を引き起こすんだ。

ギニアボワ根絶活動の歴史

1986年から、カーターセンターが主導してギニアボワ病を根絶するための国際プログラムが始まったんだ。最初の頃は、毎年何百万件も報告されてたけど、病気についての教育や飲み水をろ過する方法の改善のおかげで、件数は劇的に減少したんだ。2023年には、アフリカのいくつかの国で14件だけが報告された。これでギニアボワ病は、人間における完全根絶を目指す最初の寄生虫病になったんだ。

根絶の新たな課題

人間の成功にもかかわらず、新たな問題が出てきた:ギニアボワが動物、特に家犬にも見つかるようになったんだ。これが病気の完全根絶の努力を複雑にしている。これまで動物の症例は少なかったけど、2012年にチャドで数匹の犬がギニアボワに感染したって報告があった。そこで、根絶プログラムは犬やその他の動物も対象にするように方針を変えたんだ。

監視と報告

犬での感染例が増える中、根絶プログラムはこれらの感染を追跡するための積極的な措置を講じたんだ。疑わしいケースを報告した人には現金の報酬を提供したんだ。2023年には、ほぼ900件の動物感染が記録され、そのほとんどが犬だった。これは、犬が病気のキャリアとしてより認識されつつあることを示してるよ。感染が高い地域では、犬が水生のエビを運んでるカエルや魚を食べることで感染することもあるんだ。

現在の管理措置

今のところギニアボワ病に対する効果的な治療法やワクチンはないから、感染した犬を管理して病気をコントロールすることに重点が置かれてるんだ。感染した犬を制限したり、水源に化学物質を使って水生のエビの数を減らしたりするんだ。でも、これらの措置は効果的に実施するのが難しいこともあるんだ。だから、感染した動物を早く見つけるためのもっと良いツールが必要なんだ。

診断ツールの開発

研究によると、ギニアボワからの2つの特定のタンパク質、TRXとDUF148が、感染した犬を特定するのに役立つかもしれないんだ。このタンパク質は、感染した人間や犬の血液サンプルを使ってテストされてて、病気の診断に役立つ可能性があるんだ。期待は持てるけど、これらのタンパク質は、最初の感染を検出できるかや他の寄生虫と反応しないかの評価がまだ必要なんだ。

抗原の有効性に関する研究

最近の研究では、TRXとDUF148の有効性を、ギニアボワに実験的に感染させた犬の血液とチャドの犬の血液を使ってテストしたんだ。研究者たちは、これらのタンパク質が他の一般的な犬の寄生虫にどう反応するかも調べた。発見によると、DUF148は感染を検出するのに効果的だったけど、時々他の寄生虫感染のある犬の血液と反応することもあったんだ。正確さを向上させるために、研究者たちはタンパク質の小さな断片を作って、効果があるか確かめたんだ。

血液サンプルの収集

チャドの犬から約2年間にわたって血液サンプルを集めて、治療と病気の進行を観察してるんだ。おおよそ2,500匹の犬がこの研究に参加してるんだ。チームは、すべての手順が地元および国際的なガイドラインに従って行われるようにしたんだ。犬から血を取って、これらのサンプルを処理して寄生虫感染の兆候を探すんだ。

非エンデミック地域からの研究

チャドのサンプルに加えて、ギニアボワ病が存在しないテキサスのシェルター犬からも血液サンプルが取られたんだ。この比較は、研究者が異なる状況での検査の効果を確認するのに役立つんだ。このサンプルのいくつかは他の研究にも使われてて、タンパク質が異なる文脈でどう反応するかのより明確なイメージを構築するのに貢献してるんだ。

確認のための実験的感染

研究者たちは、犬とフェレットにギニアボワの幼虫を故意に感染させるControlled experimentsを行ったんだ。このアプローチは、タンパク質が感染を特定する効率を確認するために必要だったんだ。これらの動物には、曝露後に定期的に血液サンプルが取られて、時間とともにタンパク質がどれだけ反応するか追跡したんだ。動物間でタンパク質に対する反応が大きく異なってて、反応のタイミングや強度に関する興味深いパターンが明らかになったんだ。

研究からの重要な発見

研究の結果、タンパク質の1つであるDUF148が、また虫が出てくる前に数匹の犬の過去の感染を特定できることがわかったけど、欠点もあった。他の犬の寄生虫との交差反応が見られたんだ。この研究からは、検査が感染を検出できる可能性があるけど、現場で信頼できる方法として使える前に克服すべき重要なハードルがあることが示されたんだ。

より効果的な解決策の必要性

研究が進むにつれて、感染を特定するための具体的で効果的な方法を見つけることが、犬のギニアボワ病を管理するために重要だってことが明らかになったんだ。さらなる拡散を防ぎ、症例を効果的に管理するためには、異なる感染を正確に区別できる方法が必要なんだ。

研究の今後の方向性

研究者たちは、ペプチドライブラリーのような最新の技術を使うことが、ギニアボワ感染を特定するためのより具体的なマーカーの発見につながる可能性があるって提案してるんだ。これらは、動物の感染を追跡する能力を向上させて、病気の広範な影響を理解するのにも役立つかもしれないんだ。

結論

ギニアボワ病は特定の地域で重要な健康脅威だけど、続けられている根絶努力には希望が見えるんだ。人間のケースが減少する進展があったけど、家畜での感染が増えると状況が複雑になるんだ。ギニアボワからのタンパク質を使った信頼できる診断方法の研究を続けることが、動物の集団で病気を管理するために欠かせないんだ。効果的な検出ツールがあれば、新しい感染を防ぎ、最終的にはギニアボワ病を完全に根絶することができるかもしれないんだ。

オリジナルソース

タイトル: Assessing the performance of TRX and DUF148 antigens for detection of prepatent Guinea worm (Dracunculus medinensis) infection in dogs

概要: Guinea worm (GW, Dracunculus medinensis) is a nematode that causes a painful and debilitating neglected tropical disease in humans. The GW Eradication Program has decreased human infections by >99% over the last 40 years. However, GW emergence in animal hosts, particularly dogs, has hampered eradication efforts. Currently, there is no method for diagnosing GW infection in animals during the prepatent period, before the adult female worms emerge. Previous works have identified two GW proteins, TRX and DUF148, as immunoreactive antigens with GW-positive human and dog sera. This study developed and validated indirect enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) using each antigen alone or in a combination of both antigens. Using serum samples from experimentally exposed dogs, TRX and DUF148 showed reactivity at 9- and 11-weeks post-exposure, respectively. In an experimentally infected ferret, TRX and DUF148 showed reactivity at 13- and 15-weeks post-exposure, respectively. These antigens were further validated using sera of dogs from endemic villages in Chad (n=47) and shelter dogs from the non-endemic United States (n=492). DUF148 showed better reactivity and sensitivity of 76.6.% in detecting GW infection in prepatent sera compared to TRX. However, DUF148 cross-reacted with one serum sample from Brugia pahangi experimental infection and several shelter dog sera. The anti-DUF148 titer was significantly higher in the shelter dogs positive for gastrointestinal nematodes than in negative dogs. To mitigate this cross-reaction, we produced 3 peptides of DUF148. Peptide 3 from the C-terminal was more reactive with prepatent sera and had a sensitivity of 83%; however, the specificity was not superior to DUF148 whole antigen. The antibody response to DUF148 in Chad dogs with the history of GW emergence waned overtime but was detectable until two years post-GW-emergence. Our findings could facilitate the development of diagnostic methods for early detection of GW infection in dogs in endemic countries. Authors summaryDracunculiasis or Guinea worm (GW) disease is a neglected tropical disease caused by the nematode Dracunculus medinensis and is targeted for eradication by the World Health Organization. The main challenge for the eradication program is the emergence of animal infections, especially dogs. Diagnostic tests are needed to find infected dogs during the prepatent period to better control infection and prevent the spread of GW. Previous studies have found two immunoreactive GW proteins, TRX and DUF148. In this study, we validated these antigens to detect infection in before GW emergence. Using sera of dogs from endemic areas of Chad, we found that DUF148 was more reactive and had promising sensitivity to detect the prepatent infection in an indirect ELISA assay. However, DUF148 also showed cross-reaction with some sera of dogs from the Unites States, a non-endemic area for GW. To mitigate this cross-reactivity, we performed ELISA using shorter peptides. We found peptide 3 that covers the C-terminal of the protein is the immunogenic part of DUF148. However, peptide 3 ELISA did not outperform whole antigen ELISA. This study confirms the applicability of DUF148 ELISA in detecting prepatent infections in dogs and could assist the GW Eradication Program.

著者: Guilherme Gomes Verocai, H. Hakimi, P. Weerarathne, M. N. Saleh, R. R. Rech, R. R. Ngandolo Bongo Nare, P. R. Ouakou Tchindebet, S. K. Metinou, L. Tritten

最終更新: 2024-09-12 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.12.612594

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.12.612594.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

類似の記事