Interaction of Biomphalaria cells in primary cultures with Schistosoma mansoni sporocysts

Abstract INTRODUCTION: Biomphalaria snails may display varying levels of susceptibility to Schistosoma mansoni infection. We have been developing an in vitro model to study the interaction between the snail and the parasite, using tissue-derived cell cultures from Biomphalaria. METHODS: The digestive gland- and kidney-derived cells from primary cultures of resistant (B. tenagophila Taim) and susceptible (B. tenagophila HM and B. glabrata BH) strains of Biomphalaria were exposed to S. mansoni sporocysts. RESULTS: S. mansoni sporocysts were surrounded and encapsulated exclusively by cells derived from the digestive gland (DG) of B. tenagophila Taim. The process was followed by a marked decrease in the number of free sporocysts in the culture medium. The morphological characteristics of DG-derived cells in culture have been described. CONCLUSIONS: Cells derived from DG (but not SK) primary cultures of B. tenagophila Taim may participate in S. mansoni sporocyst control.

Karyological studies of Biomphalaria tenagophila (d'Orbigny, 1835) (Gastropoda: Planobidae) from Rio de Janeiro, Brazil.

The karyotypes of Biomphalaria tenagophila collected from Rio de Janeiro, Brazil were studied using the air-drying method. Somatic cells of this species had 2n=36. The 18 chromosome pairs were identified and classified into 3 groups. The diploid cell has 7 pairs of metacentric, 8 pairs of submetacentric, and 3 pairs of subtelocentric chromosomes. Observed chromosomes ranged from 2.4 to 6.4 µm, and the total length was 122.3 µm. This is the first report on the chromosome of B. tenagophila.

Breeding of Biomphalaria tenagophila in mass scale / Criação em larga escala de Biomphalaria tenagophila

An efficient method for breeding Biomphalaria tenagophila (Taim lineage/RS) was developed over a 5-year-period (2005-2010). Special facilities were provided which consisted of four cement tanks (9.4 x 0.6 x 0.22 m), with their bottom covered with a layer of sterilized red earth and calcium carbonate. Standard measures were adopted, as follows: each tank should contain an average of 3000 specimens, and would be provided with a daily ration of 35,000 mg complemented with lettuce. A green-house effect heating system was developed which constituted of movable dark canvas covers, which allowed the temperature to be controlled between 20 - 24 ºC. This system was essential, especially during the coldest months of the year. Approximately 27,000 specimens with a diameter of 12 mm or more were produced during a 14-month-period. The mortality rates of the newly-hatched and adult snails were 77% and 37%, respectively. The follow-up of the development system related to 310 specimens of B. tenagophila demonstrated that 70-day-old snails reached an average of 17.0 ± 0.9 mm diameter. The mortality rates and the development performance of B. tenagophila snails can be considered as highly satisfactory, when compared with other results in literature related to works carried out with different species of the genus Biomphalaria, under controlled laboratory conditions.

Foi desenvolvido um método eficiente de criação em larga escala de Biomphalaria tenagophila (linhagem Taim/RS) durante o período de 2005-2010. Foi concebida uma instalação que consiste de quatro tanques de alvenaria (9,4 x 0,6 x 0,22) com fundos recobertos por uma mistura constituída de terra vermelha esterilizada e carbonato de cálcio. Foi padronizado que cada tanque de criação conteria em média 3.000 exemplares e receberia diariamente 35.000 mg de ração e alface como complemento. O desenvolvimento de um sistema de aquecimento por efeito estufa constituído de lonas escuras móveis permitiu controlar a temperatura entre 20 a 24 ºC, sistema essencial principalmente nos meses mais frios. Durante o período de 14 meses foram produzidos aproximadamente 27.000 exemplares com diâmetros superiores a 12 mm. As taxas de mortalidade dos caramujos recém-eclodidos e adultos foram de 77% e 37%, respectivamente. O acompanhamento do ritmo de crescimento de 310 B. tenagophila demonstrou que caramujos com 70 dias de idade alcançaram em média 17,0 ± 0,9 mm de diâmetro. As taxas de mortalidade e o desempenho de crescimento de caramujos do gênero B. tenagophila podem ser considerados altamente satisfatórios, comparando-se com os resultados da literatura realizados com espécies do gênero Biomphalaria em condições controladas de laboratório.

Participation of N-acetyl-D-glucosamine carbohydrate moieties in the recognition of Schistosoma mansoni sporocysts by haemocytes of Biomphalaria tenagophila

Lectin-carbohydrate binding may be involved in the recognition of Schistosoma mansoni sporocysts by haemocytes of Biomphalaria; therefore, we tested if this interaction is associated with snail resistance against Schistosoma infection. In vitro data showed that most of the S. mansoni sporocysts cultured with haemocytes from Biomphalaria glabrata BH, a highly susceptible snail strain, had a low number of cells that adhered to their tegument and a low mortality rate. Moreover, the addition of N-acetyl-D-glucosamine (GlcNAc) did not alter this pattern of adherence and mortality. Using haemocytes and haemolymph of Biomphalaria tenagophila Cabo Frio, we observed a high percentage of sporocysts with adherent cells, but complete encapsulation was not detected. Low concentrations of GlcNAc increased haemocyte binding to the sporocysts and mortality, which returned to basal levels with high concentrations of the carbohydrate. In contrast, haemocytes plus haemolymph from B. tenagophila Taim encapsulated cellular adhesion index of level 3 and destroyed over 30 percent of the S. mansoni sporocysts in culture. Interestingly, the addition of GlcNAc, but not mannose, to the culture medium resulted in the significant inhibition of cellular adhesion to the parasite tegument and the reduction of parasite mortality, suggesting that GlcNAc carbohydrate moieties are important to the recognition of S. mansoni by B. tenagophila Taim.

Interaction between primary and secondary sporocysts of Schistosoma mansoni and the internal defence system of Biomphalaria resistant and susceptible to the parasite

The outcome of the interaction between Biomphalaria and Schistosoma mansoni depends on the response of the host internal defence system (IDS) and the escape mechanisms of the parasite. The aim of this study was to evaluate the responsiveness of the IDS (haemocytes and soluble haemolymph factors) of resistant and susceptible Biomphalaria tenagophila lineages and Biomphalaria glabrata lineages in the presence of in vitro-transformed primary sporocysts and secondary sporocysts obtained from infected B. glabrata. To do this, we assayed the cellular adhesion index (CAI), analysed viability/mortality, used fluorescent markers to evaluate the tegumental damage and transplanted secondary sporocysts. B. tenagophila Taim was more effective against primary and secondary sporocystes than the susceptible lineage and B. glabrata. Compared with secondary sporocysts exposed to B. tenagophila, primary sporocysts showed a higher CAI, a greater percentage of dead sporocysts and were labelled by lectin from Glycine max and Alexa-Fluor 488 fluorescent probes at a higher rate than the secondary sporocysts. However, the two B. tenagophila lineages showed no cercarial shedding after inoculation with secondary sporocysts. Our hypothesis that secondary sporocysts can escape the B. tenagophila IDS cannot be confirmed by the transplantation experiments. These data suggest that there are additional mechanisms involved in the lower susceptibilty of B. tenagophila to S. mansoni infection.

Susceptibility and compatibility of Biomphalaria tenagophila from the Río de la Plata basin with Schistosoma mansoni from Brazil

Schistosomiasis has expanded to southern parts of Brazil. Between 2005-2007 the dispersion and the proliferation of Biomphalaria tenagophila was verified in the province of Corrientes near the Brazilian border. In order to study the possibility that schistosomiasis might spread into the basins of the Paraná and Uruguay Rivers, 440 B. tenagophila collected from 10 populations groups were experimentally exposed to infection with Schistosoma mansoni of the SJ2 strain. Snails from five localities were susceptible. Frandsen's index (TCP/100) shows that those snails from Mirungá (11 percent), Aguacerito (2 percent) and Curupicay (2 percent) were Class I and not very compatible. Meanwhile, snails from Copra (6 percent) and Pay-Ubre (22 percent), in the Paraná River basin, were Class II and poorly compatible.

The effect of early infection with Echinostoma paraensei on the interaction of Schistosoma mansoni with Biomphalaria glabrata and Biomphalaria tenagophila

Infection caused by the trematode Echinostoma paraensei has been shown to interfere in the natural resistance to infection by Schistosoma mansoni. Biomphalaria glabrata is susceptible to infection, while Taim isolate Biomphalaria tenagophila is resistant to infection by S. mansoni. These two snail species were assessed for infection with E. paraensei two days after exposure to S. mansoni miracidia. The number of B. tenagophila and B. glabrata infected with E. paraensei was lower in co-infected group, suggesting an antagonistic relationship. B. glabrata showed an increase in its susceptibility to S. mansoni, whereas B. tenagophila maintained its refractoriness to S. mansoni infection. Weekly comparisons made between the E. paraensei cercariae released from B. tenagophila and B. glabrata mono-infected snails revealed no quantitative differences. In contrast, S. mansoni cercariae released were higher in the B. glabrata co-infected group. Mortality rates were significantly greater in both species pertaining to co-infected group and unexpected mortalities were also observed in B. tenagophila exposed only to S. mansoni miracidia. Our study revealed that the B. tenagophila Taim isolate is susceptible to E. paraensei infection, although infection did not alter its resistance to S. mansoni infection.

Phylogenetic analysis of Biomphalaria tenagophila (Orbigny, 1835) (Mollusca: Gastropoda)

Mitochondrial DNA of Biomphalaria tenagophila, a mollusc intermediate host of Schistosoma mansoni in Brazil, was sequenced and characterised. The genome size found for B. tenagophila was 13,722 bp and contained 13 messenger RNAs, 22 transfer RNAs (tRNA) and two ribosomal RNAs (rRNA). In addition to sequencing, the mitochondrial DNA (mtDNA) genome organization of B. tenagophila was analysed based on its content and localization of both coding and non-coding regions, regions of gene overlap and tRNA nucleotide sequences. Sequences of protein, rRNA 12S and rRNA 16S nucleotides as well as gene organization were compared between B. tenagophila and Biomphalaria glabrata, as the latter is the most important S. mansoni intermediate host in Brazil. Differences between such species were observed regarding rRNA composition. The complete sequence of the B. tenagophila mitochondrial genome was deposited in GenBank (accession EF433576). Furthermore, phylogenetic relationships were estimated among 28 mollusc species, which had their complete mitochondrial genome deposited in GenBank, using the neighbour-joining method, maximum parsimony and maximum likelihood bootstrap. B. tenagophila was positioned at a branch close to B. glabrata and Pulmonata molluscs, collectively comprising a paraphyletic group, contrary to Opistobranchia, which was positioned at a single branch and constituted a monophyletic group.

The effects of the experimental infection from a focus of transmission of Schistosoma mansoni in a population of Biomphalaria tenagophila (D'Orbigny, 1835) in the region of "Vale do Ribeira de Iguape", Brazil / Efeitos da infecção experimental de um foco de transmissão de Schistosoma mansoni em população de Biomphalaria tenagophila (D'Orbigny, 1835) na região do Vale do Ribeira de Iguape, Brasil

To observe the effects of the parasitic infection on the biology of B. tenagophila, field and laboratory populations of this mollusk from Itariri, in Vale do Ribeira, Brazil, were experimentally infected. Each mollusk received 10 miracidia of Schistosoma mansoni (SJ lineage) and was observed throughout the parasite's development. The biological variables were compared according to the criteria "group" and "infectious phase". The main damage caused by the parasitic infection manifested itself in reproduction, longevity and lesions on the shell of the mollusks in the patent phase. An infection rate of 58.8 percent was observed. Microanatomical study of the mollusk's digestive gland and ovotestis revealed the presence of evolving larval forms and cercariae. It was concluded that the effects of the parasitic infection on both populations were moderate, despite the low survival rate of the infected mollusks, the damage did not prevent either reproduction or the elimination of cercariae, which continued for a long time.

Com objetivo de observar os efeitos da infecção parasitária na biologia de B. tenagophila, foram realizadas infecções experimentais em populações de campo e laboratório, ambas procedentes de Itariri, Vale do Ribeira, Brasil. Cada molusco recebeu 10 miracídios de Schistosoma mansoni (linhagem SJ), sendo observado durante o desenvolvimento dos parasitos. As variáveis biológicas foram comparadas segundo os critérios "grupo" e "fase de infecção". Os principais danos decorrentes do parasitismo se manifestaram na reprodução, na longevidade e em lesões na concha dos moluscos na fase patente. Foi encontrada uma taxa de infecção de 58,8 por cento. O estudo microanatômico da glândula digestiva e do ovoteste do molusco revelou a presença de formas larvárias em evolução e cercárias. Concluiu-se que os efeitos da infecção parasitária, sobre as duas populações, foram moderados, uma vez que os danos não impediram a reprodução e a eliminação de cercárias que se manteve por um longo período, apesar da baixa sobrevivência dos moluscos parasitados.

Diversidade genética de Biomphalaria tenagophila (Orbigny, 1835) (Gastropoda: Planorbidae) no Estado de São Paulo, Brasil / Genetic diversity of Biomphalaria tenagophila (orbigny, 1835)(Gastropoda: Planorbidae) in São Paulo State, Brazil

A esquistossomose é uma doença parasitária, causada por trematódeos do gênero Schistosoma, com cerca de 150 e 200 milhões de pessoas infectadas em todo o mundo segundo a Organização Mundial da Saúde. No Brasil, a esquistossomose mansônica foi descrita em 18 Estados e no Distrito Federal. A expansão da doença está ligada à distribuição geográfica do caramujo hospedeiro intermediário. No Brasil são descritas dez espécies e uma subespécie de caramujos do gênero Biomphalaria. No Estado de São Paulo são encontradas oito espécies e a maior ocorrência dos casos autóctones de esquistossomose está relacionada à transmissão da doença nas bacias hidrográficas Paraíba do Sul, Litorânea e Tietê. Neste estudo foram realizadas análises genéticas a partir do gene mitocondrial Citocromo Oxidase I (COI) de caramujos B. tenagophila originários das bacias hidrográficas do Estado de São Paulo com descrição de casos autóctones de esquistossomose. O gene COI é utilizado com confiabilidade na identificação molecular de espécies, por esta razão foram adicionadas a este estudo amostras de DNA de caramujos pertencentes ao Complexo Tenagophila (B. occidentalis e a subespécie B.tenagophila guaibensis – amostras de DNA de caramujos originários do Estado do Rio Grande do Sul) e amostras de DNA do grupo de espécies hospedeiras naturais (B. glabrata e B. straminea) do Brasil. Os resultados revelaram a presença de duas populações geneticamente distintas de B. tenagophila no Estado de São Paulo. Populações de B. tenagophila pertencentes às bacias hidrográficas Paraíba do Sul, Litoral Norte e Paranapanema não apresentaram valores de divergência genética, sendo, portanto populações geneticamente homogêneas. Populações de B. tenagophila pertencentes às bacias hidrográficas do Ribeira do Iguape e Tietê apresentaram 92% de divergência genética entre si, constituindo grupo geneticamente ...

Diversidade genética de Biomphalaria tenagophila (Orbigny, 1835) (Gastropoda: Planorbidae) no Estado de São Paulo, Brasil / Genetic diversity of Biomphalaria tenagophila (orbigny, 1835)(Gastropoda: Planorbidae) in São Paulo State, Brazil

A esquistossomose é uma doença parasitária, causada por trematódeos do gênero Schistosoma, com cerca de 150 e 200 milhões de pessoas infectadas em todo o mundo segundo a Organização Mundial da Saúde. No Brasil, a esquistossomose mansônica foi descrita em 18 Estados e no Distrito Federal. A expansão da doença está ligada à distribuição geográfica do caramujo hospedeiro intermediário. No Brasil são descritas dez espécies e umasubespécie de caramujos do gênero Biomphalaria. No Estado de São Paulo são encontradas oito espécies e a maior ocorrência dos casos autóctones de esquistossomose está relacionada à transmissão da doença nas bacias hidrográficas Paraíba do Sul, Litorânea e Tietê. Neste estudo foram realizadas análises genéticas a partir do gene mitocondrial Citocromo Oxidase I (COI) de caramujos B. tenagophila originários das bacias hidrográficas do Estado de São Paulo com descrição de casos autóctones de esquistossomose. O gene COI é utilizado com confiabilidade na identificação molecular de espécies, por esta razão foram adicionadas a este estudo amostras de DNA de caramujos pertencentes ao Complexo Tenagophila (B. occidentalis e a subespécie B.tenagophila guaibensis – amostras de DNA de caramujos originários do Estado do Rio Grande do Sul) e amostras de DNA do grupo de espécies hospedeiras naturais (B. glabrata e B. straminea) do Brasil. Os resultados revelaram a presença de duas populações geneticamente distintas de B. tenagophila no Estado de São Paulo. Populações de B. tenagophila pertencentes às bacias hidrográficas Paraíba do Sul, Litoral Norte e Paranapanema não apresentaram valores de divergência genética, sendo, portanto populações geneticamente homogêneas. Populações de B. tenagophila pertencentes às bacias hidrográficas do Ribeira do Iguape e Tietê apresentaram 92% de divergência genética entre si, constituindo grupo geneticamente ...

Schistosoma mansoni and other larval trematodes in Biomphalaria tenagophila (Planorbidae) from Guarulhos, São Paulo State, Brazil / Infecção por Schistosoma mansoni e outros trematódeos em Biomphalaria tenagophila (Planorbidae) de Guarulhos, São Paulo, Brasil

A total of 909 Biomphalaria tenagophila were collected from two areas in Guarulhos (Metropolitan area of São Paulo, São Paulo State, Brazil) to assess larval trematode infections. In all collection sites, only this species was found and 183 (20.13%) harbored trematode infections. In these collections, four morphologically distinguishable types of cercariae were identified by confocal microscopy. Xiphidiocercaria (Cercaria lutzi) was the most common type of cercaria recovered, contributing 76.5% of all infections. Schistosoma mansoni cercariae were recovered and comprised the total of 13.11%. Strigea cercaria (Cercaria caratinguensis) and Brevifurcate pharyngeate Clinostomatoide cercaria (Cercaria ocellifera) contributed 8.33% and 2.22% of all infections, respectively. Double infections (S. mansoni and C. lutzi) were found in twelve snails, contributing 6.55% of all infections. In all sites studied, small vertebrates were found in snail habitats and it was observed human contact with the water. The presence of trematode infected snails in large cities has public health implications. It further provides a starting point for some comprehensive studies on snail-related aspects of transmission and biology of trematode of medical and veterinary importance.

Um total de 909 exemplares de Biomphalaria tenagophila foi coletado de duas regiões em Guarulhos (área Metropolitana de São Paulo, Estado de São Paulo, Brasil) a fim de que fosse verificada infecção por larvas de trematódeos. Em todos os locais de coleta, somente essa espécie foi encontrada e 183 (20,13%) caramujos estavam infectados. Nestes locais, quatro tipos de cercárias foram identificadas com microscópio confocal. Xiphidiocercaria (Cercaria luzti) foi o tipo de cercária mais comum, contribuindo com 76,5% de toda infecção. Cercárias de Schistosoma mansoni foram encontradas, obtendo um total de 13,11%. Strigea cercaria (Cercaria caratinguensis) e Brevifurcate pharyngeate Clinostomatoide cercaria (Cercaria ocellifera) contribuíram com 8,33% e 2,22% de toda infecção, respectivamente. Dupla infecção foi encontrada em doze caramujos, contribuindo com 6,55% de toda infecção. Em todos os locais, pequenos vertebrados foram encontrados e foi observado contato humano com a água. A presença de caramujos infectados por trematódeos que infectam o homem em grandes cidades tem implicações na saúde pública. Deve-se salientar a importância de mais estudos epidemiológicos e biológicos destes parasitas de importância médica e veterinária.

Behavior of Angiostrongylus costaricensis in planorbids

Some terrestrial mollusks are natural hosts of Angiostrongylus costaricensis. In the laboratory, this nematode can be maintained in certain planorbids, which are aquatic mollusks and intermediate hosts of Schistosoma mansoni. Mollusks can be infected with Angiostrongylus costaricensis by ingestion of or active penetration by the first-stage larvae. In this work we assessed the ability of Biomphalaria glabrata to attract first-stage larvae of A. costaricensis. Movement of the nematode larvae towards the mollusks was observed after 15 min, 30 min and 1 h. B. glabrata did not attract the first-stage larvae of A. costaricensis in any of the three intervals. The susceptibility of two populations of Biomphalaria tenagophila to infection by A. costaricensis was also determined. One population was genetically selected for the susceptibility to S. mansoni while the other was not. Third-stage larvae were recovered from the snails 30 days after exposure of the two populations to 120 first-stage larvae. All the mollusks were infected. However, a significantly higher number of third-stage larvae were recovered in mollusks not genetically selected.

Alguns moluscos terrestres são hospedeiros naturais do Angiostrongylus costaricensis. No laboratório, esse nematódeo pode ser mantido em planorbídeos, que são moluscos aquáticos e hospedeiros intermediários do Schistosoma mansoni. Os moluscos podem ser infectados com A. costaricensis por ingestão ou por penetração ativa de larvas de primeiro estágio. Neste trabalho, testamos a habilidade de Biomphalaria glabrata em atrair larvas de primeiro estágio de A. costaricensis. A movimentação das larvas do nematódeo em direção aos moluscos foi observada após 15 minutos, 30 minutos e 1 hora. B. glabrata não atraiu as larvas de primeiro estágio de A. costaricensis nos três intervalos de tempo. Verificamos também a suscetibilidade de duas populações de Biomphalaria tenagophila à infecção por A. costaricensis. Uma população era selecionada geneticamente para a susceptibilidade ao S. mansoni, enquanto a outra não o era. Larvas de terceiro estágio foram recuperadas dos moluscos 30 dias após a exposição das duas populações a 120 larvas de primeiro estágio. Todos os moluscos estavam infectados. Entretanto, um número significativamente maior de larvas de terceiro estágio foi recuperado em moluscos não geneticamente selecionados.

Estudo da susceptibilidade da Biomphalaria stramínea (Dunker, 1848) de Taubaté, SP, à infecção por cepa S.J. de Schistosoma mansoni do Vale do Paraíba, SP / Comparative susceptibility of Biomphalaria straminea (Dunker,1848) and B. tenagophila from Taubaté, SP, to infection with the strain of Schistosoma mansoni from Vale do Paraíba, SP

Estudou-se a susceptibilidade de Biomphalaria straminea, originária do município de Taubaté, SP, comparativamente com Biomphalaria tenagophila, à infecção pela cepa S.J. de Schistosoma mansoni de São José dos Campos. Pretendeu-se determinar o potencial epidemiológico destas espécies como hospedeiros intermediários de S. mansoni frente a cepa valeparaibana. Foram inoculados individualmente 250 B. straminea e 250 B. tenagophila e mais o grupo controle. Tais moluscos ficaram sob observaçäo durante 60 dias. Foram depois esmagados para detectar presença de esporocistos nos órgãos internos. Ao término do experimento B. straminea não se mostrou suscetível à infecção pela cepa S.J. e B. tenagophila apresentou 82,2% e 83,2% de infecção nos três lotes (AU).

Potencial reprodutivo, em condições de laboratório, de BiomphalariaglabrataSay (1818) e de Biomphalafiatenagophila D'Orbigny (1835), originárias do Município de Londrina, Estado do Paraná, Brasil / Reproductive potential, under laboratory conditions, of Biomphalaria glabrataSay (1818) and Biomphalafiatenagophila D'Orbigny (1835), originating from the Municipality of Londrina, State of Paraná, Brazil

Para avaliar o potencial reprodutivo de cepas de Biomphalaria olabrata e Biomphalaria tenagophila, de Londrina, observaram-se, em condições de laboratório, 60 exemplares adultos de cada espécie, durante 184 e 192 dias, respectivamente. Diariamente anotou-se o número de desovas e a quantidade de ovos por desova; acompanhou-se, também, o desenvolvimento embrionário de ambas as espécies. Os 60 exemplares de Biomphalaria glabrata produziram 2318 cápsulas ovígeras, contendo em média 24,15 ovos por cápsula; a porcentagem de eclosão foi de 89,58% e o tempo mediano de evolução, 14 dias. Os 60 exemplares de Biomphalaria. tenagophila produziram 1233 cápsulas ovígeras com 27,10 ovos por cápsula; eclodi ram 72,30% dos ovos, com um tempo mediano de evolução de 22 dias. A análise estatística dos dados mostrou diferença significativa entre o número de cápsulas ovígeras produzidas (fecundidade), a porcentagem de eclosão da, desovas (fertilidade) e· o tempo de evolução embrionária das duas espécies, indicando maior potencial reprodutivo de Biomphalaria glabrata, em relação à cepa simpátrica de Biomphalaria tenagophila (AU).