Functional characterization of Schistosoma mansoni fucosyltransferases in Nicotiana benthamiana plants.

Helminth parasites secrete a wide variety of immunomodulatory proteins and lipids to dampen host immune responses. Many of these immunomodulatory compounds are modified with complex sugar structures (or glycans), which play an important role at the host-parasite interface. As an example, the human blood fluke Schistosoma mansoni produces highly fucosylated glycan structures on glycoproteins and glycolipids. Up to 20 different S. mansoni fucosyltransferase (SmFucT) genes can be found in genome databases, but thus far only one enzyme has been functionally characterized. To unravel the synthesis of highly fucosylated N-glycans by S. mansoni, we examined the ability of ten selected SmFucTs to modify N-glycans upon transient expression in Nicotiana benthamiana plants. All enzymes were localized in the plant Golgi apparatus, which allowed us to identify the SmFucTs involved in core fucosylation and the synthesis of complex antennary glycan motifs. This knowledge provides a starting point for investigations into the role of specific fucosylated glycan motifs of schistosomes in parasite-host interactions. The functionally characterized SmFucTs can also be applied to synthesize complex N-glycan structures on recombinant proteins to study their contribution to immunomodulation. Furthermore, this plant expression system will fuel the development of helminth glycoproteins for pharmaceutical applications or novel anti-helminth vaccines.

Diminished adherence of Biomphalaria glabrata embryonic cell line to sporocysts of Schistosoma mansoni following programmed knockout of the allograft inflammatory factor.

BACKGROUND: Larval development in an intermediate host gastropod snail of the genus Biomphalaria is an obligatory component of the life-cycle of Schistosoma mansoni. Understanding of the mechanism(s) of host defense may hasten the development of tools that block transmission of schistosomiasis. The allograft inflammatory factor 1, AIF, which is evolutionarily conserved and expressed in phagocytes, is a marker of macrophage activation in both mammals and invertebrates. AIF enhances cell proliferation and migration. The embryonic cell line, termed Bge, from Biomphalaria glabrata is a versatile resource for investigation of the snail-schistosome relationship since Bge exhibits a hemocyte-like phenotype. Hemocytes perform central roles in innate and cellular immunity in gastropods and in some cases can kill the parasite. However, the Bge cells do not kill the parasite in vitro. METHODS: Bge cells were transfected by electroporation with plasmid pCas-BgAIFx4, encoding the Cas9 nuclease and a guide RNA specific for exon 4 of the B. glabrata AIF (BgAIF) gene. Transcript levels for Cas9 and for BgAIF were monitored by reverse-transcription-PCR and, in parallel, adhesion of gene-edited Bge cells during co-culture with of schistosome sporocysts was assessed. RESULTS: Gene knockout manipulation induced gene-disrupting indels, frequently 1-2 bp insertions and/or 8-30 bp deletions, at the programmed target site; a range from 9 to 17% of the copies of the BgAIF gene in the Bge population of cells were mutated. Transcript levels for BgAIF were reduced by up to 73% (49.5 ± 20.2% SD, P ≤ 0.05, n = 12). Adherence by BgAIF gene-edited (ΔBgAIF) Bge to sporocysts diminished in comparison to wild type cells, although cell morphology did not change. Specifically, as scored by a semi-quantitative cell adherence index (CAI), fewer ΔBgAIF than control wild type cells adhered to sporocysts; control CAI, 2.66 ± 0.10, ΔBgAIF, 2.30 ± 0.22 (P ≤ 0.01). CONCLUSIONS: The findings supported the hypothesis that BgAIF plays a role in the adherence of B. glabrata hemocytes to sporocysts during schistosome infection in vitro. This demonstration of the activity of programmed gene editing will enable functional genomics approaches using CRISPR/Cas9 to investigate additional components of the snail-schistosome host-parasite relationship.

Application of Schistosomiasis Consortium for Operational Research and Evaluation Study Findings to Refine Predictive Modeling of Schistosoma mansoni and Schistosoma haematobium Control in Sub-Saharan Africa.

An essential mission of the Schistosomiasis Consortium for Operational Research and Evaluation (SCORE) was to help inform global health practices related to the control and elimination of schistosomiasis. To provide more accurate, evidence-based projections of the most likely impact of different control interventions, whether implemented alone or in combination, SCORE supported mathematical modeling teams to provide simulations of community-level Schistosoma infection outcomes in the setting of real or hypothetical programs implementing multiyear mass drug administration (MDA) for parasite control. These models were calibrated using SCORE experience with Schistosoma mansoni and Schistosoma haematobium gaining and sustaining control studies, and with data from comparable programs that used community-based or school-based praziquantel MDA in other parts of sub-Saharan Africa. From 2010 to 2019, models were developed and refined, first to project the likely SCORE control outcomes, and later to more accurately reflect impact of MDA across different transmission settings, including the role of snail ecology and the impact of seasonal rainfall on snail abundance. Starting in 2014, SCORE modeling projections were also compared with the models of colleagues in the Neglected Tropical Diseases Modelling Consortium. To explore further possible improvement to program-based control, later simulations examined the cost-effectiveness of combining MDA with environmental snail control, and the utility of early impact assessment to more quickly identify persistent hot spots of transmission. This article provides a nontechnical summary of the 11 SCORE-related modeling projects and provides links to the original open-access articles describing model development and projections relevant to schistosomiasis control policy.

The changing profile of schistosomiasis in a changing urban landscape.

Since 2007, most of humanity resides in urban areas, a trend which continues worldwide. Diseases usually associated with rural contexts are now emerging or newly recognised in cities. In the neighbourhood of São Bartolomeu in Salvador, Brazil, the prevalence of Schistosoma mansoni infection in 2011 was >20%. Following enrollment and treatment of a portion of the community, ~25% of the area underwent urban renewal. In 2015, we returned to enrol individuals who had previously participated and a cohort that had not taken part in 2011. Thus, infected individuals in one group experienced specific drug treatment plus improved living conditions and the second group only improved living conditions. Between 2011 and 2015 there were no organised treatment programs, but adequate sanitation increased from 69% to 92% coverage, household flooding decreased, and the presence of indoor toilets increased to 99% of households. Ownership of household appliances also increased significantly. The overall prevalence of schistosome infections was 6.2%. In 2015, the cohort first seen in 2011 had a higher prevalence (8.7%) than those first seen in 2015 (4.8%) and showed a few demographic differences. The 2011 cohort was older, more likely born in Salvador, less likely to have lived outside of Salvador, spent a greater percentage of their lifetime in Salvador, but more likely to have travelled. The population structure of the parasites from both cohorts underwent a marked change with similar increased component and infrapopulation differentiation and >10 fold decrease in effective population size. There was a 4-5 year shift in age-specific prevalence in 2015 for all compared with 2011. While praziquantel may have helped reduce prevalence, our evidence suggests that the structural changes and improvements in living conditions had the biggest impact on schistosomiasis in this community.

Compatibility Polymorphism Based on Long-Term Host-Parasite Relationships: Cross Talking Between Biomphalaria glabrata and the Trematode Schistosoma mansoni From Endemic Areas in Brazil.

Sympatric snail populations have been kept in the laboratory since the isolation of the parasite from the field. To evaluate the influence of the intermediate host in the infectivity of S. mansoni, this allopatric strain was compared to two sympatric strains, from different geographical origins, and with different time of maintenance in the laboratory. Snail-trematode compatibility was accessed for a total of nine possible combinations (three snail populations, three schistosome strains), using different charges of parasite: 1, 5, 10, and 15 miracidia/snail. Each S. mansoni strain was characterized according to its infectivity phenotype that reflects the efficiency of their infection mechanism and all B. glabrata populations were characterized according to its (in)compatible phenotype that reflects the level of (un)susceptibility they display. For all host-parasite combinations tested the dose-response relation indicated a trend for an increase in the infectivity of S. mansoni when higher miracidial doses were used. SmRES-2 presented the highest overall infectivity rate, especially in the SmRES-2/BgRES interaction with 15 miracidia/snail. However, SmRES was more infective to BgBAR than SmRES-2, indicating that SmRES strain was more infective at the first contact with this new host than after 2 years of interaction (SmRES-2). BgBAR presented the highest susceptibility to infection. SmRES and SmRES-2 are the same parasite strains. It seems that during these 2 years of interaction, BgBAR acted like a filter and shifted the compatibility polymorphism of the strain SmRES. SmRES-2 became more infective to BgRES (sympatric) than to BgBAR (allopatric), and conversely, SmRES was more infective to BgBAR (allopatric) than to BgRES (sympatric). This interplay suggests that epigenetic mechanisms are prompting these changes. This study concerns with infection of B. glabrata snails from different Brazilian localities with S. mansoni in allopatric and sympatric associations that will partially help in understanding the natural epidemiology of schistosomiasis within natural snail populations in watercourses. This work demonstrates that there is a shift on the compatibility polymorphism profile resulting from sympatric and allopatric interactions of B. glabrata and S. mansoni that constantly change during the time of interaction.

Complete mitochondrial and rDNA complex sequences of important vector species of Biomphalaria, obligatory hosts of the human-infecting blood fluke, Schistosoma mansoni.

Using high throughput Illumina sequencing technology, we determined complete sequences for the mitochondrial genome (mitogenome) and nuclear ribosomal DNA (rDNA) complex for three African freshwater snail taxa within the genus Biomphalaria, B. pfeifferi, B. sudanica and B. choanomphala, and for two laboratory strains of B. glabrata originating from the Neotropics. Biomphalaria snails are obligate vectors of the blood fluke Schistosoma mansoni, a major etiologic agent of human intestinal schistosomiasis. Our data show that mitogenomes from African and Neotropical Biomphalaria are highly conserved. With respect to rDNA, the two internal transcribed spacers (ITS1 and 2) were found to be highly variable whereas the three ribosomal RNA genes (28S, 5.8S and 18S rRNA) exhibited no or very limited variation. Our analyses reveal that the two taxa inhabiting Lake Victoria, B. sudanica and B. choanomphala, are very similar to one another relative to the similarity either shows to B. pfeifferi or B. glabrata. This new sequence information may prove useful for developing new markers for snail identification, environmental detection/monitoring purposes or for tracking epidemiology and snail dependencies of S. mansoni in endemic areas. It also provides new information pertinent to still unresolved questions in Biomphalaria systematics and nomenclature.

Evaluation of the immunogenicity of Schistosoma mansoni egg surface

Abstract INTRODUCTION Immunogenicity of Schistosoma mansoni egg surface was examined to determine whether intact eggshells have lower antigenicity than ruptured eggs. METHODS: Swiss Webster mice were inoculated with intact or ultrasonicated S. mansoni eggs isolated from infected human feces. Mice were separated into four groups of six animals each and immunizations were performed approximately every 20 days during a 60-day period. Groups 1-4 were administered with saline solution, sonicated eggs with Freund's adjuvant, sonicated eggs without Freund's adjuvant, and intact eggs, respectively. IgG humoral immune response was assessed by ELISA using Soluble Egg Antigen produced from eggs isolated from the livers of infected mice. RESULTS Sonicated eggs co-administered with adjuvant induced the highest humoral response at 58 days, which was 11.9-fold (95% CI 6.2-17.5) greater than the response induced by saline solution. Sonicated eggs without adjuvant induced a 4.3-fold stronger response (95% CI 2.4-6.2) than normal saline. Intact eggs induced humoral response that was nominally twice stronger (95% CI 0.8-3.2) than that induced by normal saline but the effect did not reach statistical significance. CONCLUSIONS Soluble antigens are not abundant on the surface of S. mansoni eggs and/or are not secreted in sufficient quantities to induce a significant immune response to intact eggs. Assuming that isolation procedures had not damaged the eggs used for inoculation, our observations suggest that intact eggs either do not induce a significant immune response or, if they do, the mechanism involves insoluble antigens from the egg surface.

Molecular context of Schistosoma mansoni transmission in the molluscan environments: A mini-review.

Schistosoma mansoni, being transmitted by some freshwater Biomphalaria snails, is a major causative agent of human schistosomiasis. In the absence of effective vaccine and alternative drug designs to fight against the disease, and with the limitations of molluscicide application, developing more efficient strategies to interrupt the snail-mediated parasite transmission is being emphasized as potentially instrumental in the efforts toward schistosomiasis elimination, hence, necessitating thorough and comprehensive understanding of the fundamental mechanisms involved in the transmission process. Based on the current advances, this paper presents a concise exposition of the cellular, biochemical, genetic and immunological dynamics of the complex and statge-by-stage interactions between the parasite and its vector in their aquatic environment. It also highlights the possible crosstalk between the parasite's intracellular cyclic adenosine monophosphate (cAMP) and p38 mitogen-activated protein kinase (p38 MAPK) during the intramolluscan stage. Undoubtedly, decades of intensive investigation have untangled many S. mansoni-B. glabrata complexities, yet many aspects of the parasite-vector cycle which can help define potential control clues await further elucidation.

Repositioning of chlorambucil as a potential anti-schistosomal agent.

As parasites and cancer cells share many lifestyle and behavioral resemblances, repositioning of anti-cancerous agents as anti-parasitic is quite trendy, especially those sharing the same therapeutic targets. Therefore, the current study investigated the in vitro efficacy of ascending concentrations of chlorambucil (0.5-20µg/ml) against adult Schistosoma mansoni worms, over 72h. Additionally, its in vivo effects against the different developmental stages of the worm were assessed, after an oral dose of 2.5mg/kg/day for five successive days, through evaluating the worm load reduction and worms' morphological alterations and oogram changes. In addition to tissue egg count, a histopathological study of the liver was conducted. In vitro, chlorambucil demonstrated noticeable anti-schistosomal effects in the form of progressive reductions of the worms' viability in a dose dependent manner. Complete worm death was achieved at 72h incubation with 5µg/ml drug concentration. In vivo, chlorambucil induced a significant reduction in the total worm load against all developmental stages. Its highest impact was evident against the juvenile stage, where it induced 75.8% total worm load reduction, and 89.2% and 86.7% intestinal and hepatic egg counts reduction, respectively, along with ogram alterations. Besides, it induced significant shortening of both male and female worms and promoted an amelioration of hepatic histopathology. Results show that chlorambucil possesses favorable in vitro and in vivo anti-schistosomal activity. The highest in vivo efficacy was against the juvenile stage of S. mansoni, significantly superior to praziquantel, with extended potency to the adult stage. Further studies are recommended for chlorambucil target verification and to enhance its therapeutic efficacy.

Cultura de células de tecidos de Biomphalaria tenagophila (Orbigny, 1835) e Biomphalaria glabrata (Say, 1918) como ferramenta no estudo das interações entre hospedeiro invertebrado e Schistosoma mansoni (Sambom, 1907)

A esquistossomose mansoni é uma doença endêmica no Brasil, causada pelo trematódeo digeneico Schistosoma mansoni. Em seu ciclo de vida, o parasito tem uma passagem obrigatória por caramujos do gênero Biomphalaria, hospedeiros invertebrados que ocupam papel central no processo de transmissão da doença. O estudo da interação entre parasito-hospedeiro invertebrado vem se desenvolvendo ao longo dos anos, entretanto sem solucionar a carência de modelos in vitro que simulem a infecção. As células Bge, modelo estabelecido para se estudar a interação, não estão mais disponíveis nos bancos de células comerciais, restando apenas modelos celulares de curta duração. Com o objetivo de explorar novas ferramentas no estudo das interações parasito-hospedeiro invertebrado em esquistossomose, realizamos o presente estudo que estabeleceu, caracterizou e explorou a funcionalidade de culturas celulares primárias de espécimes adultos de Biomphalaria como modelos na interação in vitro com esporocistos de S. mansoni. Foram utilizadas duas espécies de caramujos, Biomphalaria glabrata, como modelo susceptível à infecção por S. mansoni, e Biomphalaria tenagophila Taim, como modelo de resistência absoluta à infecção por este mesmo parasito. Baseados em características ultraestruturais das células em culturas primárias derivadas de diversos tecidos, selecionamos as células derivadas da glândula digestiva e do tubo renal sacular para os ensaios de interação com o parasito

As culturas celulares derivadas da glândula digestiva de B. tenagophila Taim foram capazes de matar, in vitro, esporocistos primários de S. mansoni. As culturas primárias derivadas do tubo renal sacular dessa mesma linhagem, e as culturas homólogas de B. glabrata, dos dois tecidos, não apresentaram esta atividade letal em ensaios in vitro. Para acompanhamento de possíveis alterações moleculares nas culturas celulares após interação com o parasito, utilizamos a expressão do transcrito aif, estimulador da atividade e proliferação de hemócitos, como indicador. Após a interação, a expressão de aif foi aumentada, somente nas células derivadas da glândula digestiva de B. tenagophila Taim, corroborando os resultados anteriores

A análise ultraestrutural das células das culturas testadas mostrou que, dentre as células derivadas da glândula digestiva, há um perfil de hemócitos tipo-granulócitos diferentes dos hemócitos tipo-granulócitos circulantes. O perfil ultraestrutural de células derivadas do tubo renal sacular apresentaram semelhança com o obtido, anteriormente, para células do órgão produtor de hemócitos (APO). No entanto, os testes de atividade sugerem que, apesar das semelhanças, tratam-se de culturas distintas. Para a obtenção de modelos não senescentes, foi realizada a tentativa de imortalização das culturas de células derivadas do tubo renal sacular de B. tenagophila Taim, através da introdução do gene da telomerase transcriptase reversa. Entretanto as tentativas de imortalização dos modelos analisados foram ineficazes, com dificuldades na obtenção de culturas livres de contaminantes biológicos e ausência de proliferação celular. O presente trabalho mostra, pela primeira vez, a ação letal de hemócitos presentes na glândula digestiva de caramujos B. tenagophila linhagem Taim contra esporocistos de S. mansoni. A prioridade para continuação da linha de pesquisas aponta para novas tentativas de imortalização visando a obtenção de uma nova ferramenta para o estudo da interação Biomphalaria/S. mansoni

Perfil das células T Natural Killer (NKT)de indivíduos asmáticos desafiadas com antígenos solúvel do ovo de schistosoma mansoni / Natural Killer T cell (NKT) profile of asthmatic individuals challenged with soluble schistosoma mansoni egg antigens

INTRODUÇÃO: A asma é uma doença inflamatória crônica, caracterizada por hiper-reatividade das vias aéreas inferiores e por limitação variável e reversível ao fluxo aéreo. Apresenta manifestações clínicas na forma de sibilância, dispneia, sensação de aperto no peito e tosse, podendo ser considerada como atópica ou não atópica, de acordo com seus aspectos imunopatogênicos. Células do sistema imune, como neutrófilos, macrófagos, células dendríticas e as células T Natural Killer (NKT), apresentam importante papel no desenvolvimento ou regulação da resposta inflamatória da asma. Desta forma é possível que antígenos com propriedades regulatórias, como no caso dos antígenos de ovo do Schistosoma mansoni (SEA), sejam capazes de alterar o perfil destas células e regular a resposta imune da asma. OBJETIVOS: Avaliar a frequência de NKT e expressão de moléculas de ativação e coestimulação, além de citocinas nestas células, em indivíduos com asma. METODOLOGIA: Trata-se de um estudo de corte transversal realizado com 24 voluntários, sendo 14 indivíduos asmáticos e 10 voluntários não asmáticos. Células mononucleares de sangue periférico (PNMC)...

INTRODUCTION: Asthma is a chronic inflammatory disease characterized by hyperreactivity of lower airways and variable limitation and reversible airflow. The main clinical manifestations are wheezing, breathlessness, chest pain that feel like tightness and coughing, being considered as atopic or non-atopic, according to its immunopathogenic aspect. Immune cells, such as neutrophils, macrophages, dendritic cells and Natural Killer T cells (NKT) play an important role in the regulation or development of inflammatory response of asthma. Thus, it is possible that antigens with regulatory properties, such as Schistosoma mansoni soluble egg antigen (SEA), are able to alter the profile of these cells and regulate the immune response of asthma. AIM: To evaluate the frequency of NKT cells, expression of activation and costimulatory markers, as well as cytokine expression in NKT cells from individuals with asthma. METHODOLOGY: This is a cross-sectional study of 24 volunteers, of which 14 were asthmatic and 10 nonasthmatic volunteers. Peripheral blood mononuclear cells (PBMC)...

Análise da reinfecção pelo Schistosoma mansoni entre escolares com idade de 5 15 anos em área endêmica: Vale do Jequitinhonha, MG / The analyze of reinfection by Schistosoma mansoni in school children aged 5-15 years

A esquistossomose é uma das parasitoses mais prevalentes no mundo e é um grande problema de saúde pública, principalmente nos países em desenvolvimento. Atualmente a medida mais utilizada para o controle da doença é a quimioterapia. Entretanto, sabe-se que mesmo após o tratamento os indivíduos se reinfectam. Sabe-se também que há uma estreita relação entre os fatores demográficos, socioeconômicos e comportamentais na dinâmica da transmissão da esquistossomose. Diante disso, a realização deste estudo teve como objetivo analisar a reinfecção pelo Schistosoma mansoni entre escolares com idade de 5 a 15 anos. Os participantes foram 407 crianças e adolescentes infectados pelo S. mansoni e residentes no município de Ponto dos Volantes, nas comunidades de Palha, Astraluta, Caju (Jequitinhonha) e Córrego São João (Itaobim), sendo todas essas áreas consideradas endêmicas para a esquistossomose. No início do estudo, todos os voluntários foram tratados com Praziquantel e responderam aos questionários socioeconômico e de contato com a água. Foram coletadas, também, as coordenadas geográficas das suas residências. Um ano após o tratamento foram realizados exames parasitológicos de fezes de todos os escolares para avaliar a reinfecção tendo sido encontrada uma taxa de 21,6 %. O modelo multivariado mostrou que a carga parasitária pré-tratamento (p < 0,001) e a falta de fornecimento de água tratada (p = 0,010) mantiveram-se associadas à reinfecção. Aqueles que reinfectaram tiveram um maior contato com água potencialmente contaminada apesar da diferença não ter sido significativa. A análise espacial apontou que, em todas as áreas estudadas, a reinfecção ocorreu de forma heterogênea. Concluiu-se que a taxa de reinfecção pelo S. mansoni é preocupante e que possuir uma alta carga parasitária antes do tratamento e residir em local onde não há água tratada foram os principais fatores de risco para a reinfecção pelo S. mansoni.

Schistosomiasis is one of the most prevalent parasitic diseases in the world and is a major public health problem, particularly in developing countries. Currently the most commonly used measure for controlling the condition is chemotherapy. However, after the treatment, the individuals become infected again. It is well known that there is a close relationship between demographic, socioeconomic and behavioral factors in the dynamics of schistosomias is transmission. Therefore, this study aimed to analyze reinfection by Schistosoma mansoni in school children aged 5-15 years. Participants were 407 children and adolescents infected with S. mansoni and residents in the municipality of Ponto dos Volantes, and the communities of Palha, Astraluta, Caju and Córrego São João, all of which are endemic areas for schistosomiasis. At baseline, all subjects were treated with Praziquantel, responded to socioeconomic and water contact questionnaires. The geographical coordinates of all houses were collected. One year after the treatment another faecal exam was performed to evaluate reinfection rates. The results showed a reinfection rate of 21.6%. The multivariate model showed that parasite load before treatment (p < 0.001) and lack of treated water supply (p = 0.010) remained associated to reinfection. Spatial analys is showed that in all areas studied reinfection occurred heterogeneously. It is concluded that the reinfection rate is worrisome and having high intensity of infection before treatment and leaving in areas with no treated water were considered the main risk factors to re-infection with S. mansoni.

Caracterização da maquinaria de processamento de miRNAs e piRNAs em Biomphalaria glabrata e o efeito da infecção por Schistosoma mansoni no processo / Characterization of miRNAs and piRNAs processing machinery in Biomphalaria glabrata and the effect of infection by Schistosoma mansoni in the process

A Organização Mundial de Saúde estima que cerca de 240 milhões de pessoas, em 78 países, necessitam de tratamento para esquistossomose, uma doença crônica causada por trematódeos do gênero Schistosoma. No Brasil, o Schistosoma mansoni é o único representante deste gênero, cuja passagem pelo hospedeiro invertebrado, caramujos do gênero Biomphalaria, é obrigatória antes de infectar um hospedeiro mamífero, entre eles o homem. A interação parasito-hospedeiro invertebrado é complexa, podendo o grau de susceptibilidade do caramujo à infecção variar desde extremamente permissivo até completamente resistente. Com o genoma e transcriptoma de B. glabrata disponíveis, o estudo de genes relacionados à regulação da expressão gênica, principalmente aqueles responsáveis pela maquinaria de processamento de miRNAs e piRNAs poderão auxiliar no entendimento da biologia do vetor B. glabrata bem como sua relação como o parasito S. mansoni. Alguns aspectos da interação parasito-hospedeiro invertebrado continuam pouco explorados, incluindo a participação dos pequenos RNAs não codificadores de proteínas como miRNAs, siRNAs e piRNAs. Utilizando ferramentas de bioinformática ePCR quantitativa, buscamos identificar e caracterizar a maquinaria de processamento de miRNAs e piRNAs em B. glabrata...

Nosso trabalho demonstra que a maquinaria necessária para o processamento destas moléculas está ativa em B. glabrata com expressão gênica diferencial dos genes Argonauta, Drosha, Piwi, Exportina 5 e Tudor em diferentes estágios de desenvolvimento do animal bem como durante a infecção pelo S. mansoni. As análises de bioinformática utilizadas nesse trabalho mostraram a alta conservação dos genes envolvidos na maquinaria de miRNAs e piRNAs utilizando análise e distribuição de domínios conservados, análise de resíduos do sítio catalítico bem como análise filogenética. Estes dados sugerem que a maquinaria de silenciamento mediada por miRNAs e piRNAs interferem na biologia do caramujo durante todo o seu ciclo de vida, além de contribuir, de maneira ainda indefinida, na relação B. glabrata/S. mansoni. Estudos mais detalhados necessitarão ser realizados para confirmar a participação das preditas proteínas da via de miRNAs e piRNAs na relação parasito/hospedeiro, principalmente sua participação efetiva em seus genes alvos, uma vez que o parasito S. mansoni não possui expressa a via de piRNAs em seu genoma...

Caracterização da maquinaria de processamento de miRNAs e piRNAs em Biomphalaria glabrata e o efeito da infecção por Schistosoma mansoni no processo

A Organização Mundial de Saúde estima que cerca de 240 milhões de pessoas, em 78 países, necessitam de tratamento para esquistossomose, uma doença crônica causada por trematódeos do gênero Schistosoma. No Brasil, o Schistosoma mansoni é o único representante deste gênero, cuja passagem pelo hospedeiro invertebrado, caramujos do gênero Biomphalaria, é obrigatória antes de infectar um hospedeiro mamífero, entre eles o homem. A interação parasito-hospedeiro invertebrado é complexa, podendo o grau de susceptibilidade do caramujo à infecção variar desde extremamente permissivo até completamente resistente. Com o genoma e transcriptoma de B. glabrata disponíveis, o estudo de genes relacionados à regulação da expressão gênica, principalmente aqueles responsáveis pela maquinaria de processamento de miRNAs e piRNAs poderão auxiliar no entendimento da biologia do vetor B. glabrata bem como sua relação como o parasito S. mansoni. Alguns aspectos da interação parasito-hospedeiro invertebrado continuam pouco explorados, incluindo a participação dos pequenos RNAs não codificadores de proteínas como miRNAs, siRNAs e piRNAs. Utilizando ferramentas de bioinformática ePCR quantitativa, buscamos identificar e caracterizar a maquinaria de processamento de miRNAs e piRNAs em B. glabrata.

Nosso trabalho demonstra que a maquinaria necessária para o processamento destas moléculas está ativa em B. glabrata com expressão gênica diferencial dos genes Argonauta, Drosha, Piwi, Exportina 5 e Tudor em diferentes estágios de desenvolvimento do animal bem como durante a infecção pelo S. mansoni. As análises de bioinformática utilizadas nesse trabalho mostraram a alta conservação dos genes envolvidos na maquinaria de miRNAs e piRNAs utilizando análise e distribuição de domínios conservados, análise de resíduos do sítio catalítico bem como análise filogenética. Estes dados sugerem que a maquinaria de silenciamento mediada por miRNAs e piRNAs interferem na biologia do caramujo durante todo o seu ciclo de vida, além de contribuir, de maneira ainda indefinida, na relação B. glabrata/S. mansoni. Estudos mais detalhados necessitarão ser realizados para confirmar a participação das preditas proteínas da via de miRNAs e piRNAs na relação parasito/hospedeiro, principalmente sua participação efetiva em seus genes alvos, uma vez que o parasito S. mansoni não possui expressa a via de piRNAs em seu genoma.

Avaliação da imunoproteção induzida pelas proteínas recombinantes Sm29 e Sm22.6 de Schistosoma mansoni em camundongos primoinfectados e tratados

O desenvolvimento de uma vacina para a esquistossomose, juntamente com a quimioterapia, seria de grande impacto para o controle e eliminação da doença. Nesse sentido, vários antígenos do parasito já foram testados a fim de avaliar a capacidade dos mesmos em induzirem proteção contra a infecção pelo Schistosoma mansoni. Porém, apesar de alguns antígenos apresentarem bons resultados na proteção contra a infecção, esses nunca foram testados em modelos experimentais previamente expostos a antígenos do parasito. No caso da esquistossomose, isso seria importante já que os moradores de áreas endêmicas, população alvo de uma vacina para a doença, passam por repetidas infecções ao longo de suas vidas. Diante dessa necessidade, duas proteínas de tegumento de Schistosoma mansoni, Sm22.6 e Sm29, merecem destaque já que têm sido associadas à resistência à infecção e reinfeção em moradores de áreas endêmicas, e por terem induzido proteção parcial em ensaios envolvendo a imunização de camundongos C57BL/6 naïve. Portanto, este trabalho objetivou avaliar a habilidade das proteínas recombinantes, Sm22.6 e Sm29, em induzirem proteção em animais BALB/c que já tenham sido previamente infectados e tratados. Nós também avaliamos a capacidade das proteínas Sm22.6r e Sm29r em induzirem proteção em camundongos BALB/c naïve, já que nos trabalhos anteriores essas foram testadas em animais da linhagem C57BL/6.

Nossos resultados demonstraram que, diferentemente dos trabalhos anteriores, a imunização de animais BALB/c naïve com Sm22.6r ou Sm29r não foi capaz de induzir proteção. Apesar disso, através de um ensaio de imunofluorescência, foi possível observar que os anticorpos produzidos, em resposta à imunização com Sm22.6r ou Sm29r, foram capazes de reconhecer a forma nativa dessas proteínas, na superfície do parasito. A imunização de animais, infectados e tratados, com Sm22.6r+Freund, embora tenha desencadeado uma resposta imune robusta, também não foi capaz de conferir imunidade protetora. Por outro lado, camundongos, infectados/tratados, imunizados com Sm29r+Freund apresentaram significativa redução da carga parasitária (proteção de 26%-48%) após três doses da vacina. Esta formulação vacinal induziu uma produção significativa das citocinas IL-2, IFN-γ, IL-17 e IL-4; uma resposta humoral vigorosa com produção de IgG, IgG1, IgG2a e IgE específicos; e um aumento significativo no percentual de células TCD4+ de memória central. Os adjuvantes Alum e MPL também foram formulados juntamente com a Sm29r. Os resultados demonstraram que somente a formulação vacinal Sm29r+Alum foi capaz de conferir proteção (29%-37%), desencadeando uma produção significativa de IL-2, IL-17 e IL-10, e um aumento do percentual de células TCD4+ produtoras de IFN-γ. Além disso, esses animais apresentaram níveis significativos de anticorpos específicos IgG, IgG1, IgG2a e IgE e um aumento significativo no percentual de células B de memória. Nossos resultados confirmam o papel imunoprotetor da proteína Sm29r, reforçando seu potencial como candidata vacinal.

Diagnóstico da esquistossomose mansoni em áreas de baixa transmissão: Avaliação de diferentes técnicas (Kato-Katz, Gradiente Salínico, PCR-ELISA e qPCR), antes e após intervenção terapêutica

Este estudo populacional foi realizado em duas localidades endêmicas para a esquistossomose, Tabuas e Estreito de Miralta, pertencentes ao município de Montes Claros, região norte de Minas Gerais, empregando-se duas técnicas parasitológicas e dois ensaios moleculares para o diagnóstico da esquistossomose mansoni. Uma amostra fecal foi obtida de todos participantes e examinada utilizando a técnica de Kato-Katz (24 lâminas = 1000 mg) e a técnica do Gradiente Salínico, utilizando duas porções de 500 mg, totalizando 1000 mg de fezes. Além disso, os ensaios de PCR-ELISA e qPCR foram realizados em DNA extraído de 1000 mg de fezes. Os resultados obtidos pelas diferentes técnicas foram analisados individualmente e comparativamente entre eles. Todos os indivíduos que apresentaram ovos de Schistosoma mansoni ou outros helmintos foram tratados com praziquantel ou albendazol, respectivamente. Para avaliação de cura após o tratamento, amostras de fezes dos indivíduos positivos para S. mansoni, foram coletadas 30, 90 e 180 dias após o tratamento, e examinadas pelas técnicas parasitológicas e pelos ensaios moleculares.

Na localidade de Tabuas, a taxa de positividade, obtida pelo exame de duas lâminas pela técnica de Kato-Katz, foi de 15,5% (23/148), pela análise de 24 lâminas de Kato-Katz 20,9% (31/148) e a obtida pela técnica do Gradiente Salínico foi de 29,0% (43/148) (p< 0,05). A prevalência obtida pela combinação dos resultados das duas técnicas parasitológicas foi de 31,0% (46/148). O ensaio de PCR-ELISA apresentou taxa de positividade de 25,0% (37/148) e ensaio de qPCR, 30,4% (45/148). Na localidade Estreito de Miralta, a taxa de positividade obtida pelo exame de duas lâminas pela técnica de Kato-Katz foi de 10,5% (15/142). As técnicas de Kato-Katz (24 lâminas) e do Gradiente Salínico revelaram taxas de positividade de 19,7% (28/142) e 18,3% (26/142) (p= 0,802), respectivamente. A prevalência obtida pela combinação dos resultados das técnicas parasitológicas foi de 24,6% (35/142). O ensaio de qPCR apresentou taxa de positividade de 18,3% (26/142). Na localidade de Tabuas, as taxas de cura obtidas pelas técnicas parasitológicas Kato-Katz e Gradiente Salínico, 30, 90 e 180 dias após o tratamento foram 100%, 91,6% e 78,4%, respectivamente. Pelo ensaio de PCR-ELISA as taxas de cura obtidas foram de 89,7%, 88,8% e 67,5% e pelo ensaio de qPCR, as taxas de cura foram 100%, 83,3% e 62,1%, nas mesmas etapas de acompanhamento. Na localidade de Estreito de Miralta, as taxas de cura obtidas pelas técnicas de Kato-Katz e GS foram 93,3%, 96,9% e 96,5% (30, 90 e 180 dias após o tratamento, respectivamente) e pelo ensaio de qPCR foram 93,3%, 93,9% e 96,5% nas mesmas etapas de acompanhamento. Este estudo reforça a necessidade de se combinar técnicas com o objetivo de melhorar a acurácia diagnóstica, aumentando a chance de detectar indivíduos com carga parasitária baixa, reduzindo assim a contribuição destes para a manutenção da transmissão

Aspectos adaptativos de Schistosoma mansoni na fase esquistossômulo: abordagem in vivo e in vitro

Dentre as formas evolutivas do Schistosoma mansoni, o esquistossômulo é uma das mais estudadas para desenvolvimento de novos fármacos e sistemas diagnósticos. Embora a transformação in vitro seja vantajosa, é importante discutir as limitações do uso de resultados obtidos a partir de parasitos cultivados in vitro em relação aos obtidos no processo natural de infecção. No presente trabalho, esquistossômulos obtidos in vivo e in vitro foram comparados em relação a capacidade de captar sondas fluorescentes, específicas para estruturas internas celulares ou membranas superficiais do parasito. As sondas empregadas para membranas e estruturas internas mostraram marcação similar entre parasitos obtidos in vitro, por transformação mecânica (Mec) e por penetração em pele (Pel). No entanto, diferenças foram observadas quando estes parasitos foram comparados a outros obtidos in vivo pelo método de Clegg (Clegg et al,1965), sendo detectado um aumento da permeabilidade de membranas.

Os dados sugerem que nos esquistossômulos cultivados in vivo o metabolismo é mais ativo nas células superficiais e que durante sua permanência por até 72 horas na pele há um extenso turnover da superfície do parasito, envolvendo moléculas internas e uma umento da liberação de imunógenos. A aumentada permeabilidade pode permitir ainda a captação de moléculas, capazes de estimular o crescimento do parasito. Além disso, bibliotecas de esquistossômulos Mec cultivados em soro portal (SPO3h eSPO12h) e soro periférico de hamster (SPE3h, SPE12h) foram comparadas utilizando sequenciamento de nova geração (NGS) e análise da expressão de genes específicos. Após o sequenciamento e análise dos genes expressos uma alta similaridade entre as réplicas foi encontrada. Comparando as amostras SPO3h versus SPO12h 58 transcritos se mostraram diferencialmente expressos. De acordo com as anotações de termos de ontologia gênica (GO) os genes diferencialmente expressos após 12 horas de contato com o soro portal de hamster, estão ligados a processos importantes ao desenvolvimento até vermes adultos. Assim, este estudo viabilizou um maior entendimento de mecanismos de controle sobre a internalização de moléculas pelo parasito no estádio larvário intravascular, bem como da regulação de sua expressão de genes quando o mesmo se encontra no sistema porta hepático do hospedeiro, onde as formas adultas são essenciais para desenvolvimento da doença

Aspectos adaptativos de Schistosoma mansoni na fase esquistossômulo: abordagem in vivo e in vitro / Adaptive aspects of Schistosoma mansoni in schistosomulum phase: in vivo and in vitro approach

Dentre as formas evolutivas do Schistosoma mansoni, o esquistossômulo é uma das mais estudadas para desenvolvimento de novos fármacos e sistemas diagnósticos. Embora a transformação in vitro seja vantajosa, é importante discutir as limitações do uso de resultados obtidos a partir de parasitos cultivados in vitro em relação aos obtidos no processo natural de infecção. No presente trabalho, esquistossômulos obtidos in vivo e in vitro foram comparados em relação a capacidade de captar sondas fluorescentes, específicas para estruturas internas celulares ou membranas superficiais do parasito. As sondas empregadas para membranas e estruturas internas mostraram marcação similar entre parasitos obtidos in vitro, por transformação mecânica (Mec) e por penetração em pele (Pel). No entanto, diferenças foram observadas quando estes parasitos foram comparados a outros obtidos in vivo pelo método de Clegg (Clegg et al,1965), sendo detectado um aumento da permeabilidade de membranas...

Os dados sugerem que nos esquistossômulos cultivados in vivo o metabolismo é mais ativo nas células superficiais e que durante sua permanência por até 72 horas na pele há um extenso turnover da superfície do parasito, envolvendo moléculas internas e uma umento da liberação de imunógenos. A aumentada permeabilidade pode permitir ainda a captação de moléculas, capazes de estimular o crescimento do parasito. Além disso, bibliotecas de esquistossômulos Mec cultivados em soro portal (SPO3h eSPO12h) e soro periférico de hamster (SPE3h, SPE12h) foram comparadas utilizando sequenciamento de nova geração (NGS) e análise da expressão de genes específicos. Após o sequenciamento e análise dos genes expressos uma alta similaridade entre as réplicas foi encontrada. Comparando as amostras SPO3h versus SPO12h 58 transcritos se mostraram diferencialmente expressos. De acordo com as anotações de termos de ontologia gênica (GO) os genes diferencialmente expressos após 12 horas de contato com o soro portal de hamster, estão ligados a processos importantes ao desenvolvimento até vermes adultos. Assim, este estudo viabilizou um maior entendimento de mecanismos de controle sobre a internalização de moléculas pelo parasito no estádio larvário intravascular, bem como da regulação de sua expressão de genes quando o mesmo se encontra no sistema porta hepático do hospedeiro, onde as formas adultas são essenciais para desenvolvimento da doença...

Avaliação da imunoproteção induzida pelas proteínas recombinantes Sm29 e Sm22.6 de Schistosoma mansoni em camundongos primoinfectados e tratados / Immunoprotection evaluation induced by recombinant proteins and Sm29 Sm22.6 of Schistosoma mansoni in mice and treated infectedprime

O desenvolvimento de uma vacina para a esquistossomose, juntamente com a quimioterapia, seria de grande impacto para o controle e eliminação da doença. Nesse sentido, vários antígenos do parasito já foram testados a fim de avaliar a capacidade dos mesmos em induzirem proteção contra a infecção pelo Schistosoma mansoni. Porém, apesar de alguns antígenos apresentarem bons resultados na proteção contra a infecção, esses nunca foram testados em modelos experimentais previamente expostos a antígenos do parasito. No caso da esquistossomose, isso seria importante já que os moradores de áreas endêmicas, população alvo de uma vacina para a doença, passam por repetidas infecções ao longo de suas vidas. Diante dessa necessidade, duas proteínas de tegumento de Schistosoma mansoni, Sm22.6 e Sm29, merecem destaque já que têm sido associadas à resistência à infecção e reinfeção em moradores de áreas endêmicas, e por terem induzido proteção parcial em ensaios envolvendo a imunização de camundongos C57BL/6 naïve. Portanto, este trabalho objetivou avaliar a habilidade das proteínas recombinantes, Sm22.6 e Sm29, em induzirem proteção em animais BALB/c que já tenham sido previamente infectados e tratados. Nós também avaliamos a capacidade das proteínas Sm22.6r e Sm29r em induzirem proteção em camundongos BALB/c naïve, já que nos trabalhos anteriores essas foram testadas em animais da linhagem C57BL/6...

Nossos resultados demonstraram que, diferentemente dos trabalhos anteriores, a imunização de animais BALB/c naïve com Sm22.6r ou Sm29r não foi capaz de induzir proteção. Apesar disso, através de um ensaio de imunofluorescência, foi possível observar que os anticorpos produzidos, em resposta à imunização com Sm22.6r ou Sm29r, foram capazes de reconhecer a forma nativa dessas proteínas, na superfície do parasito. A imunização de animais, infectados e tratados, com Sm22.6r+Freund, embora tenha desencadeado uma resposta imune robusta, também não foi capaz de conferir imunidade protetora. Por outro lado, camundongos, infectados/tratados, imunizados com Sm29r+Freund apresentaram significativa redução da carga parasitária (proteção de 26%-48%) após três doses da vacina. Esta formulação vacinal induziu uma produção significativa das citocinas IL-2, IFN-γ, IL-17 e IL-4; uma resposta humoral vigorosa com produção de IgG, IgG1, IgG2a e IgE específicos; e um aumento significativo no percentual de células TCD4+ de memória central. Os adjuvantes Alum e MPL também foram formulados juntamente com a Sm29r. Os resultados demonstraram que somente a formulação vacinal Sm29r+Alum foi capaz de conferir proteção (29%-37%), desencadeando uma produção significativa de IL-2, IL-17 e IL-10, e um aumento do percentual de células TCD4+ produtoras de IFN-γ. Além disso, esses animais apresentaram níveis significativos de anticorpos específicos IgG, IgG1, IgG2a e IgE e um aumento significativo no percentual de células B de memória. Nossos resultados confirmam o papel imunoprotetor da proteína Sm29r, reforçando seu potencial como candidata vacinal...

Diagnóstico da esquistossomose mansoni em áreas de baixa transmissão: Avaliação de diferentes técnicas (Kato-Katz, Gradiente Salínico, PCR-ELISA e qPCR), antes e após intervenção terapêutica / Diagnosis of schistosomiasis in areas of low transmission: Evaluation of different techniques (Kato-Katz, Salínico Gradient, PCR-ELISA and qPCR) before and after therapeutic intervention

Este estudo populacional foi realizado em duas localidades endêmicas para a esquistossomose, Tabuas e Estreito de Miralta, pertencentes ao município de Montes Claros, região norte de Minas Gerais, empregando-se duas técnicas parasitológicas e dois ensaios moleculares para o diagnóstico da esquistossomose mansoni. Uma amostra fecal foi obtida de todos participantes e examinada utilizando a técnica de Kato-Katz (24 lâminas = 1000 mg) e a técnica do Gradiente Salínico, utilizando duas porções de 500 mg, totalizando 1000 mg de fezes. Além disso, os ensaios de PCR-ELISA e qPCR foram realizados em DNA extraído de 1000 mg de fezes. Os resultados obtidos pelas diferentes técnicas foram analisados individualmente e comparativamente entre eles. Todos os indivíduos que apresentaram ovos de Schistosoma mansoni ou outros helmintos foram tratados com praziquantel ou albendazol, respectivamente. Para avaliação de cura após o tratamento, amostras de fezes dos indivíduos positivos para S. mansoni, foram coletadas 30, 90 e 180 dias após o tratamento, e examinadas pelas técnicas parasitológicas e pelos ensaios moleculares...