El parásito con forma de hilo Dirofilaria immitis , causa gusano del corazón canino, una enfermedad debilitante en perros. Un parásito relacionado, Brugia malayi infecta a los humanos y es uno de los parásitos responsables de la filariasis linfática, una enfermedad desatendida que afecta a 120 millones y puede provocar elefantiasis, caracterizada por desfiguración y dolor en las extremidades inflamadas.
Ambas condiciones, causadas por parásitos filariales, se transmiten por la picadura de un mosquito. Y una nueva investigación dirigida por Michael Povelones, de la Facultad de Medicina Veterinaria, apunta al mosquito en sí mismo como un medio para detener la transmisión de la enfermedad.
Estudiando una cepa de Aedes aegypti los mosquitos que son resistentes a la infección con el parásito de la lombriz cardíaca, los investigadores descubrieron que esta cualidad se correlaciona con una respuesta inmune hipercargada. Al activar esta defensa del sistema inmune en mosquitos susceptibles, pudieron detener los parásitos, ambos D. immitis y B. malayi - de desarrollarse en una forma transmisible en los insectos. Tal bloqueo podría evitar que los parásitos filariales pasen a los perros o humanos. Compartieron sus hallazgos en Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"El parásito del corazón está en todas partes; en algunos lugares, si no le das a los perros un medicamento preventivo, es casi seguro que contraerán el parásito del corazón", dice Povelones. "Además de eso, están surgiendo parásitos del parásito del corazón resistentes a los medicamentos en ciertas áreasTodo eso hace que el mosquito parezca un objetivo atractivo para incursionar en estos problemas y prevenir la transmisión de enfermedades ".
Aunque el parásito que causa la filariasis linfática se comporta de manera ligeramente diferente dentro del mosquito que el parásito del gusano del corazón, se alentó a Povelones a que la misma estrategia de activación del sistema inmune pudiera reducir significativamente la capacidad de los mosquitos para transmitir cualquiera de los parásitos.
"La gente está empezando a buscar estas soluciones que se centran en el mosquito en enfermedades como la malaria y el dengue", dice. "No creo que sea falso decir que este tipo de enfoques podrían usarse, tal vez en forma localde manera específica, para detener el parásito del corazón o la filariasis linfática "
Durante medio siglo, los científicos han sabido que ciertas cepas de mosquitos carecen de la capacidad de transmitir el parásito del gusano del corazón. El grupo de Povelones, en un esfuerzo dirigido por los técnicos de investigación Elizabeth B. Edgerton y Abigail R. McCrea, ha tratado de distinguir lo que les da"refractarios" o resistentes, los mosquitos tienen la capacidad de bloquear la infección.
Al comparar los perfiles de expresión génica entre los mosquitos refractarios y los susceptibles, se centraron en un conjunto de genes inmunes que se activaron particularmente en los insectos refractarios durante D. immitis infección
"Su respuesta inmune inicial no fue diferente", dice Povelones. "Pero cuando se infectaron, el mosquito refractario montó una respuesta inmune mucho más robusta. Eso condujo a la hipótesis general para el estudio, que fue: Si aumentamosel sistema inmune de los mosquitos susceptibles, ¿podríamos hacerlos refractarios? "
Los datos de expresión génica señalaron a los investigadores que dos vías del sistema inmunitario están potencialmente involucradas en la activación desencadenada por parásitos: las vías de señalización Toll e IMD. Los investigadores mejoraron selectivamente estas vías una por una, buscando cambios en la forma en que los mosquitosrespondió a la infección parasitaria.
Este aspecto del trabajo aprovechó una técnica engañosamente simple, desarrollada por el colega departamental y coautor del estudio de Povelones, James "Sparky" Lok, para convencer a los parásitos de un mosquito en ausencia de un huésped. Simplemente colocando mosquitos infectados en unel medio cálido provoca que el parásito se rompa de la trompa del mosquito, o parte bucal en forma de aguja, probablemente porque el calor replica la sensación de aterrizar en el cuerpo cálido de un posible huésped. Esto permitió a los investigadores contar con precisión el número de larvas de parásitosque son competentes para salir de un mosquito infectado; un proxy de su capacidad para infectar a un huésped.
Cuando el equipo alimentó mosquitos que son susceptibles a D. immitis una comida de sangre que contiene el parásito, luego activó la vía de señalización de Toll, encontraron una caída dramática en el número de parásitos emergentes. La activación de la vía de IMD no pareció hacer una diferencia, por lo que sus experimentos de seguimiento se redujeron enla vía de peaje.
"La pregunta entonces era, ¿qué estaba pasando con los gusanos que no emergieron?", Dice Povelones.
Para responder que el equipo de Penn Vet examinó varios tejidos del mosquito y descubrió que los parásitos "perdidos" en los insectos activados por Toll se estaban atascando en los túbulos de Malpighian, el órgano renal del mosquito. También notaron que mientras los mosquitos normales teníanlas larvas largas y delgadas del parásito en sus túbulos de Malpighian que se habían desarrollado hasta una etapa similar a las que infectan a un perro, las larvas del parásito en los mosquitos activados por Toll estaban atrofiadas y subdesarrolladas, una indicación de que el sistema inmunitario del mosquito estaba obstaculizando el desarrollo del parásito.
En una serie final de pruebas, los investigadores mostraron que la activación de la señalización Toll en los mosquitos también podría bloquear el desarrollo de B. malayi , aunque ese parásito no se desarrolla en los túbulos de Malpighian.
"No se eliminaron por completo de la infección, pero fue una reducción muy significativa", dice Povelones. "Creo que en el futuro el gusano del corazón y los modelos de filariasis linfática serán realmente útiles entre sí".
Para hacer un seguimiento, Povelones y los miembros de su laboratorio quieren comprender más detalles acerca de dónde y cómo está actuando la vía de peaje para suprimir el desarrollo del parásito. También esperan probar otras estrategias de activación del sistema inmunitario contra mosquitos para evaluar su eficacia para obstaculizarla propagación de parásitos filaria.
Este trabajo fue apoyado por una subvención de la Fundación de Investigación Universitaria URF-2017, fondos intramuros y una subvención NIH AI139060 al MP. JBL recibió el apoyo de las subvenciones NIH AI050668 y AI44572. JYK fue apoyado en parte por NIH T35 OD010919 y una subvenciónde Merial.
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Materiales proporcionado por Universidad de Pennsylvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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