Saúde

Atlas celular de parasitas de doenças tropicais pode ser a chave para novos tratamentos
O estudo, publicado hoje na Nature Communications , identificou 13 tipos distintos de células dentro do verme no início de seu desenvolvimento em um parasita perigoso, incluindo novos tipos de células nos sistemas nervoso e muscular.
Por Wellcome Trust Sanger Institute - 18/12/2020


Domínio público

O primeiro atlas celular de uma importante fase da vida do Schistosoma mansoni, verme parasita que ameaça centenas de milhões de pessoas a cada ano, foi desenvolvido por pesquisadores do Instituto Wellcome Sanger e seus colaboradores.

O estudo, publicado hoje na Nature Communications , identificou 13 tipos distintos de células dentro do verme no início de seu desenvolvimento em um parasita perigoso, incluindo novos tipos de células nos sistemas nervoso e muscular. O atlas fornece um manual de instruções para melhor compreensão da biologia do S. mansoni que permitirá a pesquisa de novas vacinas e tratamentos.

S. mansoni tem um ciclo de vida complexo que começa quando as formas larvais do parasita emergem dos caracóis para os rios e lagos. Essas larvas entram em humanos através da pele após o contato com água infestada. Uma vez dentro do corpo, o parasita começa o que é conhecido como estágio intra-mamífero de seu ciclo de vida, passando por uma série de transições de desenvolvimento à medida que amadurece até a idade adulta.

Os vermes adultos vivem nos vasos sanguíneos humanos e se reproduzem, liberando ovos que passam do corpo para a água para continuar o ciclo de vida. Mas alguns ovos permanecem presos no corpo, levando à doença esquistossomose.

A esquistossomose é uma doença debilitante de longa duração que pode levar à incapacidade para o trabalho, danos a órgãos e morte. Afeta centenas de milhões de pessoas a cada ano, principalmente na África subsaariana, e é listada pela Organização Mundial da Saúde (OMS) como uma das doenças tropicais mais negligenciadas. Atualmente, apenas um medicamento está disponível para tratar a doença, mas é inapropriado para uso em crianças muito pequenas e há temores de que a dependência excessiva de um único tratamento permitirá que os parasitas desenvolvam resistência ao medicamento.

Os pesquisadores têm procurado maneiras de encontrar novos alvos de drogas, mas até agora não havia uma compreensão de alta resolução da biologia do parasita.

Este novo estudo buscou mapear todas as células do primeiro estágio intra-mamífero do parasita por meio da tecnologia unicelular, que identifica diferentes tipos de células presentes em um organismo ou tecido.

Os parasitas em estágio inicial foram divididos em células individuais que foram caracterizadas por sequenciamento de RNA de uma única célula por cientistas do Instituto Wellcome Sanger. Os dados foram então analisados ​​para identificar os tipos de células de acordo com os genes expressos pelas células individuais e onde no corpo essas células estavam localizadas.
 
A equipe identificou 13 tipos de células distintas, incluindo tipos de células anteriormente desconhecidos no sistema nervoso e no sistema parenquimatoso. Sondas fluorescentes individuais foram feitas para genes expressos especificamente por cada tipo de célula. Cientistas do Morgridge Institute for Research nos Estados Unidos usaram essas sondas para confirmar a posição das células descobertas dentro de parasitas inteiros sob o microscópio.

A Dra. Carmen Diaz Soria, primeira autora do estudo do Instituto Wellcome Sanger, disse: "Embora avanços significativos em nossa compreensão do Schistosoma mansoni tenham sido feitos nos últimos anos, ainda não identificamos alvos que levem a uma vacina viável. Única -cell RNA sequencing fornece um novo nível de detalhes biológicos, incluindo tipos de células não identificados anteriormente, que nos permitirá entender melhor cada população de células no parasita. "

Para identificar novos alvos de drogas, os pesquisadores costumam procurar diferenças entre um patógeno e seu hospedeiro humano. No entanto, o S. mansoni está muito mais próximo de nós em termos evolutivos do que a maioria dos principais parasitas, como os causadores da malária. Espera-se que essas descobertas revelem áreas do código genético do parasita que são suficientemente diferentes do nosso para serem alvos viáveis ​​de tratamento.

O Dr. Jayhun Lee, primeiro autor do estudo do Morgridge Institute for Research, Wisconsin, EUA, disse: "Encontramos genes no sistema muscular do Schistosoma mansoni que podem ser específicos para esquistossomos. Porque eles são encontrados nesses parasitas, mas não em humanos, eles são um possível alvo de tratamento identificado pelo estudo. O músculo permite que o parasita viaje por nosso corpo, então, se formos capazes de impedir essa habilidade, poderemos ser capazes de interromper seu ciclo de vida antes que a reprodução ocorra. "

Os autores também lançaram luz sobre o tecido parenquimatoso do S. mansoni, o tecido de "enchimento" que conecta todos os tecidos do parasita. Estudos anteriores acharam difícil isolar células parenquimatosas para análise. O atlas celular descobriu que alguns genes importantes para o parasita digerir os alimentos também estão associados ao tecido parenquimatoso. Interromper a forma como o parasita se alimenta, visando essas células, pode ser outro caminho para terapias.

Dr. Matt Berriman, autor sênior do artigo do Instituto Wellcome Sanger, disse: "A esquistossomose é uma das doenças parasitárias negligenciadas mais sérias e obter um conhecimento mais profundo da biologia do parasita ajudará a expor vulnerabilidades que um dia poderiam ser atingidas novos tratamentos. Esperamos que este atlas de células para o primeiro estágio intra-mamífero do Schistosoma mansoni forneça aos pesquisadores pistas valiosas para ajudar a acelerar o desenvolvimento de novos tratamentos e eliminar este parasita da vida de centenas de milhões de pessoas afetadas a cada ano. "

 

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