Reinfecções e Disseminação de Germes em Pinheiros Domésticos
Estudo revela como infecções anteriores influenciam a transmissão de doenças em pintassilgos.
Dana M Hawley, A. E. Leon, A. Fleming-Davies, J. S. Adelman
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Índice
Reinfecções acontecem com frequência com muitos germes, incluindo aqueles que afetam os humanos, como o vírus que causa a COVID-19. É surpreendente que as reinfecções sejam tão comuns, já que nossos sistemas imunológicos geralmente lembram das infecções passadas. Essa memória nos ajuda a responder rápido e bem se formos infectados de novo pelo mesmo germe. Mas essa memória não é perfeita. Ela pode se apagar com o tempo, o que significa que é mais fácil ser reinfectado depois. Os pesquisadores estão começando a perceber que muitos germes podem causar reinfecções. Isso levou a pedidos por modelos melhores para entender como a Imunidade varia entre as pessoas.
Apesar da importância desse assunto tanto para a disseminação de doenças quanto para a maneira como os germes se desenvolvem ao longo do tempo, ainda não entendemos completamente como as pessoas reinfectadas espalham seus germes. Quando uma pessoa se infecta com um germe, seu sistema imunológico geralmente oferece uma proteção contra ficar doente novamente. No geral, se alguém se reinfeta com o mesmo germe, tende a ficar menos doente e tem menos germes no corpo em comparação a alguém que tá ficando doente pela primeira vez.
Pesquisas mostram que pessoas que já foram infectadas antes têm uma chance menor de espalhar o germe quando se reinfectam. Estudos em camundongos infectados com um tipo específico de parasita mostraram que aqueles que já haviam sido expostos tinham menos parasitas em seus corpos e eram menos propensos a espalhar a infecção. Curiosamente, essa redução no número de parasitas foi similar, independentemente de o mesmo ou um diferente tipo de parasita ter sido usado para a Reinfecção.
A vacinação é outra forma de as pessoas ganharem alguma proteção contra os germes. Estudos mostram que quando as pessoas recebem vacinas para germes específicos, geralmente têm uma chance menor de espalhar esses germes em comparação com quem não foi vacinado. No entanto, os efeitos da vacinação podem variar dependendo do tipo de germe. Por exemplo, vacinar frangos contra um certo vírus reduziu suas chances de espalhar uma cepa menos danosa, mas aumentou a chance de espalhar uma cepa mais danosa. Isso acontece porque a vacinação protege os frangos de ficar muito doentes, mas não impede o vírus de crescer em seus corpos.
Entender como as infecções funcionam é importante, incluindo como infecções ou vacinas anteriores afetam a gravidade da doença e as taxas de sobrevivência. Os tipos de germes envolvidos também podem impactar a probabilidade de alguém espalhar uma infecção novamente. Alguns germes crescem mais rápido e são mais prejudiciais do que outros, o que pode afetar quão propensos são a serem espalhados para os outros.
Além disso, o nível de imunidade que uma pessoa tem no momento da reinfecção provavelmente desempenha um grande papel em quão contagiosa ela é. Por exemplo, estudos mostraram que indivíduos que foram vacinados e também previamente infectados têm menos vírus em seus corpos durante reinfecções. Da mesma forma, pessoas que têm infecções sucessivas rápidas costumam ter imunidade mais forte contra a propagação da doença.
Como as reinfecções são comuns, estudar como infecções anteriores afetam a Transmissão pode ajudar a entender a dinâmica das doenças. Por exemplo, em tentilhões da casa infectados com uma certa bactéria, foi descoberto que juntar aves que já haviam sido infectadas com novas cepas distintas da bactéria poderia oferecer insights sobre como a força de sua imunidade afetava a probabilidade de espalhar a doença.
Mycoplasma Gallisepticum em Tentilhões da Casa
O Estudo deUm sistema natural onde as reinfecções acontecem com frequência é com a bactéria Mycoplasma gallisepticum (MG) que afeta tentilhões da casa. Esse germe pode causar surtos de infecções oculares nesses pássaros. A forma como o MG se espalha é através de comedouros contaminados, e como não sobrevive muito tempo fora de um pássaro, os tentilhões podem ter níveis diferentes de Exposição com base na frequência com que os comedouros são contaminados.
Quando os tentilhões ficam doentes com MG, geralmente se recuperam bem. Estudos indicam que quando eles são reinfectados, normalmente têm menos germes em seus corpos e experimentam doenças menos graves do que se fosse a primeira vez que estivessem infectados. No entanto, mesmo que se recuperem, ainda podem ser reinfectados com cepas iguais ou diferentes da bactéria, sem proteção adicional dada pela cepa com a qual foram reinfectados.
Pesquisas mostram que a probabilidade e a gravidade da reinfecção dependem muito de quanta exposição o tentilhão teve ao germe durante sua primeira infecção. Por exemplo, experimentos revelaram que tentilhões que receberam uma única dose alta de MG antes de serem reinfectados estavam melhor protegidos contra ficar doentes novamente do que aqueles que receberam doses baixas repetidas.
Em experimentos de acompanhamento, foi visto que tentilhões que foram expostos a uma cepa menos prejudicial de MG ainda eram suscetíveis a serem reinfectados por uma cepa mais prejudicial. Isso sugere que a extensão de sua exposição anterior ou "preparação" poderia influenciar tanto a gravidade da reinfecção quanto a capacidade de espalhar o germe.
Configuração e Design Experimental
Para descobrir como infecções anteriores influenciam a propagação da doença em tentilhões da casa, os pesquisadores projetaram um experimento com 78 tentilhões que nunca haviam sido expostos ao MG antes. Os pássaros foram divididos em três grupos com base em quanto MG foram expostos durante a primeira parte do estudo: sem exposição, exposição repetida em baixa dose e uma única exposição em alta dose.
Depois que os tentilhões se recuperaram de sua exposição inicial, foram reinfectados com uma das duas cepas de MG. Uma cepa era a mesma que a primeira a que foram expostos, enquanto a outra era uma cepa diferente que era conhecida por ser mais prejudicial. Os pesquisadores queriam ver se os diferentes níveis de exposição anterior afetariam quantos germes estavam nos pássaros e quão doentes eles ficaram durante a reinfecção.
Os tentilhões foram então alojados com pássaros saudáveis e não infectados para ver como bem eles poderiam transmitir o MG. O nível de doença nos pássaros reinfectados, juntamente com a quantidade do germe em seus corpos, foi medido para determinar como esses fatores afetaram as chances de espalhar a doença.
Resultados: Respostas Dentro do Hospedeiro
Durante a fase de reinfecção, foi observado que os tentilhões que tiveram um alto nível de exposição anterior ao MG mostraram gravidade da doença mais baixa do que pássaros com exposição intermediária ou nenhuma exposição. De modo geral, quanto mais exposição um pássaro teve ao MG antes da reinfecção, mais leve foi a sua doença. Como esperado, quando a cepa mais prejudicial foi usada para reinfecção, os tentilhões tendiam a ficar mais doentes do que quando infectados com a cepa original.
No entanto, mesmo com uma forte exposição anterior, alguns pássaros ainda tinham uma pequena quantidade de MG em seus corpos quando reinfectados. Na verdade, pássaros que tiveram um alto nível de exposição e depois foram reinfectados com a cepa mais prejudicial mostraram níveis mais altos do germe do que a mesma cepa a que foram expostos anteriormente.
Resultados: Sucesso na Transmissão
Ao avaliar como bem os tentilhões transmitiram o MG para os pássaros saudáveis, ficou claro que aqueles com mais exposição anterior tinham uma chance significativamente menor de espalhar o germe. Houve uma redução marcante na transmissão de pássaros que tinham altos ou níveis de exposição intermediária em comparação com aqueles que nunca foram expostos.
Curiosamente, a cepa mais prejudicial de MG teve um sucesso geral de transmissão mais alto em comparação com a cepa original, independentemente do nível de exposição anterior que os pássaros tinham. No entanto, foi observado que pássaros reinfectados com um nível de preparação mais alto transmitiram a cepa mais prejudicial em poucos casos, destacando que a exposição anterior realmente levou a uma diminuição no sucesso da transmissão.
No geral, os resultados apontaram para a importância das cargas patogênicas em influenciar o sucesso da transmissão. Foi observado que pássaros com níveis mais altos de MG em seus corpos eram mais propensos a transmitir com sucesso o germe para pássaros saudáveis. A gravidade da doença deles também desempenhou um papel, mas dependia de sua história de exposição.
Em pássaros ingênuos, maior gravidade da doença estava ligada a chances aumentadas de espalhar o MG, mas isso não foi tão claro para os pássaros reinfectados. Às vezes, altos níveis de doença dificultaram a transmissão bem-sucedida do germe devido às limitações em seu comportamento durante a doença.
Implicações para a Dinâmica das Doenças
Este estudo destaca que infecções anteriores com patógenos podem influenciar muito a probabilidade de um hospedeiro espalhar a doença durante a reinfecção. Os resultados sugerem que mesmo com alguma imunidade adquirida de infecções ou vacinações passadas, a força daquela imunidade pode variar bastante entre os indivíduos, afetando como os germes se espalham nas populações.
Os resultados indicam que variações na história de exposição, imunidade e as cepas específicas de germes envolvidos podem moldar a dinâmica das doenças. Isso tem implicações para como entendemos a transmissão e a evolução das doenças.
Na natureza, onde muitos patógenos circulam e mutam, entender as interações entre a imunidade do hospedeiro e as características do patógeno pode nos ajudar a prever e gerenciar surtos. Os insights obtidos com o estudo dos tentilhões da casa e MG podem informar estratégias de saúde pública mais amplas, especialmente em situações onde reinfecções são comuns.
Direções Futuras
Futuras pesquisas poderiam aprofundar como diferentes exposições e cepas afetam a dinâmica da doença. Seria benéfico explorar como variações na imunidade do hospedeiro impactam a evolução dos patógenos ao longo do tempo. Estudo poderiam também investigar como fatores ambientais influenciam essas dinâmicas.
Entender as relações entre imunidade, gravidade da doença e transmissão em uma variedade de hospedeiros além dos tentilhões da casa proporcionaria uma imagem mais completa da ecologia das doenças. Estudos adicionais sobre como reinfecções contribuem para a transmissão contínua podem ajudar os pesquisadores a desenvolver melhores estratégias para controlar doenças em animais selvagens e em humanos.
Em resumo, essa pesquisa enfatiza a complexa interação entre infecções anteriores e como elas moldam a propagação das doenças. Ao examinar esses aspectos mais de perto, podemos entender melhor os desafios impostos pelos patógenos e trabalhar em direção a estratégias eficazes de controle de doenças.
Título: Pathogen priming alters host transmission potential and predictors of transmissibility in a wild songbird species
Resumo: Pathogen reinfections occur widely, but the extent to which reinfected hosts contribute to ongoing transmission is often unknown despite its implications for host-pathogen dynamics. House finches (Haemorhous mexicanus) acquire partial protection from initial exposure to the bacterial pathogen Mycoplasma gallisepticum (MG), with hosts readily reinfected with homologous or heterologous strains on short timescales. However, the extent to which reinfected hosts contribute to MG transmission has not been tested. We used three pathogen priming treatments- none, intermediate (repeated low-dose priming), or high (single high-dose priming)- to test how prior pathogen priming alters the likelihood of transmission to a cagemate during index bird reinfection with a homologous or heterologous MG strain. Relative to unprimed control hosts, the highest priming level strongly reduced maximum pathogen loads and transmission success of index birds during reinfections. Reinfections with the heterologous strain, previously shown to be more virulent and transmissible than the homologous strain used, resulted in higher pathogen loads within high-primed index birds, and showed higher overall transmission success regardless of host priming treatment. This suggests that inherent differences in strain transmissibility are maintained in primed hosts, leading to the potential for ongoing transmission during reinfections. Finally, among individuals, transmission was most likely from hosts harboring higher within-host pathogen loads, while associations between disease severity and transmission probability were dependent on a given birds priming treatment. Overall, our results indicate that reinfections can result in ongoing transmission, particularly where reinfections result from heterologous and highly transmissible strains, with key implications for virulence evolution. ImportanceAs Covid-19 dramatically illustrated, humans and other animals can become infected with the same pathogen multiple times. Because individuals already have defenses against pathogen their immune systems have encountered before, reinfections are typically less severe, and are thought to be less contagious, but this is rarely directly tested. We used a songbird species and two strains of its common bacterial pathogen to study how contagious hosts are when their immune systems have some degree of prior experience with a pathogen. We found that reinfected hosts are not as contagious as initially infected ones. However, the more transmissible of the two strains, which also causes more harm to its hosts, was able to multiply more readily than the other strain within reinfected hosts, and was more contagious in both reinfected and first-infected hosts. This suggests that reinfections might favor more harmful pathogen strains that are better able to overcome immune defenses.
Autores: Dana M Hawley, A. E. Leon, A. Fleming-Davies, J. S. Adelman
Última atualização: 2024-10-24 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.21.619473
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.21.619473.full.pdf
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