Abordando a Resistência a Drogas em Nematóides Parasitários
Pesquisas mostram novos métodos pra detectar resistência a remédios em nematóides prejudiciais.
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Índice
Nematóides parasitas são vermes minúsculos que podem causar sérios problemas de saúde para os animais, principalmente para o gado. Esses parasitas prejudicam o bem-estar dos bichos e afetam a produção de alimentos, levando a perdas financeiras para os fazendeiros. Um dos mais prejudiciais é o Haemonchus contortus. Os donos de gado enfrentam desafios grandes por causa desse parasita, que pode causar queda na saúde dos animais e na produtividade econômica.
Atualmente, a forma mais comum de tratar essas infecções parasitárias é com medicamentos especiais chamados anti-helmínticos. A ivermectina é um dos medicamentos mais importantes para se livrar desses parasitas. Ela pertence a um grupo de medicamentos chamados lactonas macrocíclicas, que são amplamente usados tanto na medicina veterinária quanto na humana. Outro remédio, chamado Moxidectina, foi introduzido para uso veterinário e muitas vezes é mais eficaz contra certos cepas resistentes de nematóides. A Eprinomectina é única porque não precisa de um período de espera para a retirada do leite durante a lactação, o que significa que pode ser usada com segurança em animais leiteiros.
Infelizmente, usar esses medicamentos em excesso pode levar ao desenvolvimento de parasitas resistentes, tornando-os mais difíceis de tratar. A resistência a essas medicações agora é um grande problema, especialmente em pequenos rebanhos e até entre pets. Como resultado, muitos fazendeiros estão vendo perdas significativas na produtividade porque os vermes resistentes não estão sendo controlados adequadamente. Esse problema de resistência não afeta só os animais, mas pode impactar também os humanos.
Para lidar com essa questão, é crucial prevenir, diagnosticar e gerenciar a resistência a medicamentos. Entender como esses parasitas ficam resistentes aos tratamentos é fundamental para encontrar soluções eficazes. Contudo, estudar os mecanismos de resistência é desafiador devido aos ciclos de vida complexos desses vermes. Um modelo útil para pesquisa nesse campo é o Caenorhabditis elegans, um tipo de nematóide livre. Usar C. Elegans permite que os pesquisadores aprendam mais sobre como os anti-helmínticos funcionam e como a resistência se desenvolve.
Detectando Resistência a Medicamentos
No campo, detectar resistência em nematóides gastrointestinais normalmente envolve um teste chamado de Teste de Redução da Contagem de Ovos Fecais (FECRT). Esse teste compara o número de ovos nas fezes antes e depois do tratamento para determinar a eficácia do medicamento. No entanto, muitos fatores podem afetar os resultados desse teste, levando a escolhas de manejo ruins, o que pode dificultar ainda mais o controle desses parasitas.
Diante disso, há uma necessidade urgente de desenvolver métodos confiáveis para detectar resistência a medicamentos em parasitas encontrados no campo. Um método promissor envolve usar um dispositivo chamado WMicrotracker, que rastreia o movimento dos vermes. Originalmente desenvolvido para estudar o movimento e o comportamento de C. elegans, esse sistema mostrou potencial para várias aplicações, incluindo testar a eficácia de novos anti-helmínticos.
Por exemplo, pesquisadores usaram esse método para testar a eficácia de plantas medicinais e óleos essenciais contra H. contortus. Recentemente, descobriram que um novo medicamento, EVP4593, tem potencial como anti-helmíntico baseado em estudos que utilizam esse sistema de rastreamento de motilidade.
Os pesquisadores também examinaram os efeitos da Ivermectina e Eprinomectina usando o WMicrotracker em C. elegans. As descobertas sugerem que usar ambos os medicamentos juntos não oferece resultados melhores do que usar cada um separadamente, o que é contrário ao que alguns produtos comerciais sugerem.
O foco dessa pesquisa era ver se o WMicrotracker conseguia diferenciar entre nematóides suscetíveis e resistentes. O objetivo era avaliar se esse método pode rapidamente avaliar a eficácia dos medicamentos em nematóides e determinar seu status de resistência.
Materiais e Métodos
Os medicamentos usados na pesquisa incluíram Ivermectina, Moxidectina e Eprinomectina, além de dimetil sulfóxido, bacto agar e alguns outros materiais básicos. Linhagens de C. elegans, incluindo a selvagem e certas linhagens mutantes, foram cultivadas em condições específicas usando uma fonte de alimento.
Os nematóides H. contortus estudados vieram de dois grupos diferentes: um grupo era sensível aos medicamentos, enquanto o outro era resistente. Esses nematóides foram criados em ovelhas para manter suas populações para testes.
A capacidade dos medicamentos de afetar o movimento dos nematóides foi medida usando o ensaio de motilidade larval. Esse teste permitiu que os pesquisadores vissem como os medicamentos impactavam os movimentos dos vermes em um ambiente controlado.
Para C. elegans, jovens adultos foram testados quanto ao seu movimento após serem expostos a diferentes concentrações dos medicamentos. Os movimentos foram rastreados antes e depois do tratamento para ver quão eficaz cada medicamento era em afetar a mobilidade dos vermes.
Para H. contortus, uma abordagem similar foi adotada, focando em larvas e seguindo o mesmo processo para registrar o movimento e avaliar a eficácia do medicamento.
Resultados
O estudo mostrou que os medicamentos usados puderam afetar significativamente o movimento tanto de C. elegans quanto de H. contortus. Diferenças na sensibilidade de cada linhagem aos medicamentos foram notadas, com a Ivermectina sendo o medicamento mais potente para as linhagens selvagens e mutantes, enquanto a Moxidectina e Eprinomectina foram um pouco menos eficazes.
Para a linhagem resistente à IVM de C. elegans, concentrações muito mais altas de todos os três medicamentos foram necessárias para observar um efeito no movimento dos vermes. Isso indicou uma clara tolerância ao medicamento em comparação com as linhagens sensíveis.
Mesmo que a linhagem mutante nhr-8 fosse esperada para ser mais sensível à Ivermectina devido à sua composição genética, os resultados do ensaio de motilidade não mostraram diferença significativa na suscetibilidade em comparação com a linhagem selvagem. Isso destaca uma limitação do teste de motilidade ao comparar essas variações genéticas específicas.
Ao olhar para H. contortus, ficou claro que o grupo suscetível apresentou valores de IC50 muito mais baixos, significando que menos do medicamento era necessário para afetar positivamente seus movimentos em comparação com o grupo resistente. Aqui, a Moxidectina se destacou como o medicamento mais eficaz em ambos os grupos quando medido quanto à sua potência, embora a Eprinomectina mostrasse o nível mais alto de resistência.
Os fatores de resistência para os medicamentos eram consideravelmente mais altos nos nematóides resistentes, mostrando quanto mais os vermes resistentes poderiam tolerar os tratamentos em comparação com seus pares suscetíveis.
Esses resultados enfatizam a eficácia de usar um ensaio de motilidade como uma forma de avaliar rapidamente a eficácia de anti-helmínticos em várias linhagens de nematóides. Esse método fornece uma maneira mais direta de diferenciar entre nematóides suscetíveis e resistentes tanto em ambientes laboratoriais quanto de campo.
Discussão
Encontrar maneiras eficazes de detectar a resistência a anti-helmínticos em nematóides é essencial para manter a saúde animal e a produtividade agrícola. Os métodos tradicionais usados no campo podem ser demorados e podem perder sinais iniciais de resistência. O ensaio de motilidade usando o WMicrotracker apresenta uma alternativa promissora, pois é mais rápido e fácil de implementar.
Os resultados do estudo mostraram que C. elegans pode ser um modelo útil para estudar resistência a medicamentos e como diferentes linhagens respondem ao tratamento. A capacidade de avaliar rapidamente a motilidade permite que pesquisadores e fazendeiros tomem decisões informadas sobre quais anti-helmínticos usar e quando mudar os tratamentos para evitar mais resistência.
Além disso, os resultados indicam que há uma diferença em como linhagens resistentes e suscetíveis respondem ao tratamento, o que confirma a necessidade de monitoramento cuidadoso e testes regulares de nematóides no campo. Ao usar esse ensaio de motilidade, agora é possível fornecer aos veterinários e fazendeiros uma maneira rápida e eficiente de detectar resistência.
Essa descoberta poderia impactar significativamente como os fazendeiros gerenciam seu gado, permitindo um planejamento e estratégias de tratamento melhores, levando a animais mais saudáveis e melhores resultados econômicos.
Conclusão
Monitorar e gerenciar a resistência a medicamentos em nematóides parasitas é crucial para a saúde do gado e a economia agrícola. Métodos tradicionais de detecção de resistência podem ser demorados e muitas vezes ineficazes. O ensaio de motilidade usando o WMicrotracker oferece uma alternativa rápida e confiável que pode distinguir efetivamente entre linhagens suscetíveis e resistentes de nematóides.
O estudo destaca que diferentes linhagens de C. elegans e H. contortus respondem de maneira diferente a anti-helmínticos, o que é crítico para entender como abordar o tratamento em uma configuração prática. Com esse novo método, os pesquisadores podem monitorar de perto a eficácia dos medicamentos e os níveis de resistência, garantindo melhores estratégias de manejo para a saúde do gado.
As descobertas dessa pesquisa abrem novas possibilidades para melhorar o controle de parasitas em animais e sugerem uma necessidade de mais estudos para expandir o uso do ensaio de motilidade para outras espécies parasitas. Esse método pode desempenhar um papel fundamental no futuro das práticas veterinárias, ajudando a garantir o bem-estar animal e a produtividade agrícola.
Título: Larval motility assay using WMicrotracker: a high throughput test to discriminate between resistance and susceptibility to anthelmintic drugs in nematodes
Resumo: Grazing ruminants suffer from various helminth infections particularly those caused by gastrointestinal nematode (GIN) parasites, which have a considerable impact on their welfare and productivity. Treatment predominantly relies on macrocyclic lactone (ML) anthelmintics, but their widespread application has led to the emergence of drug-resistant parasite populations worldwide. The standard method for detecting resistance, the Faecal Egg Count Reduction Test (FECRT), is susceptible to misinterpretation, leading to flawed management decisions that undermine parasite control efforts. Thus, there is a pressing need for robust resistance detection methods in field parasites. We investigated the potential of the WMicrotrackerTM (WMi) motility assay, previously unexplored in ML resistance assessment. The assay first compared ivermectin (IVM) susceptibility among wild-type Bristol N2 (N2B), IVM-selected (IVR10), and nhr-8 loss-of-function (AE501; nhr8(ok186)) Caenorhabditis elegans strains. Dose-response curves indicated differences in IVM susceptibility among strains, with IVR10 exhibiting a 2.12-fold decrease in sensitivity compared to N2B. Cross-resistance between IVM, moxidectin (MOX), and eprinomectin (EPR) was explored, demonstrating reduced susceptibility in IVR10 across all drugs compared to N2B. Further investigation was conducted using Haemonchus contortus (H. contortus) to assess the assays applicability in discriminating susceptible from resistant isolates. Results revealed significant differences in drug potency between susceptible and resistant isolates, with MOX demonstrating the highest efficacy. Resistance factors (RF) highlighted the substantial resistance of the resistant isolate to EPR. The motility assay effectively discriminated susceptible from resistant isolates in both C. elegans and H. contortus. Our findings demonstrate, for the first time, the relevance of the motility assay by WMi as a functional indicator of resistance in nematodes, offering a promising avenue for detecting resistance to MLs. This research sheds light on a novel approach for monitoring drug resistance, vital for effective parasite management strategies.
Autores: Melanie Alberich, M. Garcia, J. Petermann, C. Blancfuney, S. Jouffroy, P. Jacquiet, A. Lespine
Última atualização: 2024-05-05 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.02.592150
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.02.592150.full.pdf
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