Parasitas intestinais podem aumentar a transmissão de insetos respiratórios

Níveis observados de excreção de B. bronchiseptica pelo contato de coelhos infectados com uma placa de Petri de ágar Bordet-Gengou. Coelhos (dissolventes infectados e não excretados) dos quatro tipos de infecção são relatados, B. bronchiseptica (B), B. bronchiseptica-G. strigosum (BG), B. bronchiseptica-T. retortaeformis (BT) e B. bronchiseptica-T. retortaeformis-G. strigosum (BTG) (de cima para baixo). Cada infecção é apresentada seguindo o desenho experimental onde os coelhos são ordenados pelo seu tempo de sacrifício (início/esquerda, tarde/direita) durante a infecção (semana 4 a 21, linhas vermelhas verticais pontilhadas). Para cada coelho são relatados os seguintes: eventos de excreção observados (pontos pretos), percentis 25 e 75 (dobradiças superior e inferior), valores medianos (linhas horizontais grossas) e valores dentro do intervalo interquartil de 1,5 (IQR, bigodes estendendo-se até 1,5*IQR). Para facilitar a visualização, a infecção B é relatada em um eixo y menor. O nível de excreção é quantificado como número de Unidades Formadoras de Colônias por segundo (UFC/s). Crédito: eLife (2022). DOI: 10.7554/eLife.70347

Coelhos co-infectados com uma infecção bacteriana respiratória e um ou mais helmintos parasitas intestinais são mais propensos a liberar bactérias que podem infectar outros, de acordo com um relatório liderado por pesquisadores da Penn State e publicado hoje em eLife.

O estudo sugere que a co-infecção é uma importante fonte de variação na disseminação de patógenos entre animais individuais e pode influenciar a probabilidade de uma doença se espalhar. Espécies semelhantes às usadas neste estudo infectam humanos e, embora o estudo tenha sido feito em coelhos, tem amplas implicações para populações humanas.

A variação individual na transmissão do patógeno pode aumentar o número básico de reprodução – o valor R – de um patógeno e determinar se uma infecção se espalhará ou gaguejará e desaparecerá rapidamente. Uma das causas dessa variação são as diferenças na quantidade e na duração da eliminação de patógenos, pois alguns indivíduos eliminam mais e por mais tempo do que outros – os chamados supertransmissores. Acredita-se que a co-infecção com outros patógenos contribua para a variação na infecção do hospedeiro e, portanto, na transmissão, devido às interações entre as espécies do patógeno e o resposta imune eles acionam.

“Há evidências crescentes de que os helmintos gastrointestinais podem afetar a gravidade e o tempo de duração das infecções respiratórias, mas como eles afetam a dinâmica de eliminação ainda precisa ser determinado”, explica a autora sênior Isabella Cattadori, professora de biologia do Centro de Dinâmica de Doenças Infecciosas. Penn State, EUA. “Isso é importante em regiões onde infecções crônicas por helmintos co-circulam com patógenos respiratórios que são endêmicos ou causam surtos sazonais, e onde a resistência antimicrobiana está surgindo como uma ameaça. transmissão.”

A equipe investigou o impacto de dois helmintos intestinais na disseminação de um patógeno respiratório, Bordetella bronchiseptica (B. bronchiseptica), em coelhos. Eles estudaram quatro tipos de infecção: B. bronchiseptica apenas, B bronchiseptica com qualquer um dos dois helmintos e B. bronchiseptica com ambos os helmintos.

Primeiro, eles mediram o número de bactérias eliminadas para cada tipo de infecção, contando quantas colônias cresceram em uma placa de Petri exposta a um coelho. Para cada coelho, eles também quantificaram uma série de variáveis ​​imunológicas no sangue. Em seguida, eles desenvolveram um modelo matemático para simular as respostas imunes dos coelhos aos quatro tipos de infecção e como isso afetou a extensão e o momento da eliminação bacteriana.

Eles encontraram uma variação considerável no nível de derramamento dentro e entre os quatro tipos de infecção. Alguns coelhos eliminam consistentemente grandes quantidades de bactérias, enquanto outros são pouco eliminados ou não eliminam.

Os coelhos portadores de todos os três patógenos apresentaram a maior variação na eliminação; de fato, a presença de helmintos aumentou a variação tanto na magnitude da eliminação quanto na frequência com que as bactérias foram eliminadas. Juntos, isso sugere que co-infecções com helmintos, independentemente da espécie, levariam a uma maior probabilidade de transmissão de B. bronchiseptica.

Para estudar se a excreção de B. bronchiseptica foi influenciada pela intensidade da infecção no trato respiratório e pela resposta imune do hospedeiro, a equipe construiu um modelo dinâmico. Para cada coelho, eles vincularam os dados experimentais de excreção à intensidade estimada da infecção de B. bronchiseptica e à resposta imune relacionada, onde os parasitas alteraram a força e a duração dessa resposta.

Essas simulações confirmaram que a excreção bacteriana atingiu níveis mais elevados e durou mais tempo em hospedeiros co-infectados, e que essas mudanças estavam ligadas ao crescimento significativo de B. bronchiseptica no trato respiratório. Mudanças nas contribuições relativas de células imunes chamadas neutrófilos e anticorpos podem explicar essa dinâmica de infecção e as diferenças nos padrões de disseminação entre os tipos de infecções.

No entanto, as rápidas mudanças na magnitude da eliminação comumente observadas na maioria dos coelhos não podem ser explicadas pela intensidade da infecção ou pela resposta imune associada estudada aqui no nível individual, sugerindo que processos localizados no trato respiratório pode ser mais importante.

“Nosso estudo adiciona novos insights sobre o papel que os helmintos gastrointestinais desempenham na dinâmica da eliminação bacteriana. Dado que as infecções por helmintos afetam um quarto da população humana global e as infecções respiratórias estão entre as dez principais causas de morte por doenças infecciosas em todo o mundo, entender o papel dos helmintos na dinâmica da infecção respiratória é importante para o desenvolvimento de tratamentos direcionados a co-infecção configurações”, conclui Cattadori.

“A capacidade de detectar e colocar em quarentena altos derramamentos e superderramamentos é crucial para diminuir o risco de surto de doenças, e focar no tratamento de helmintos pode ser uma maneira rápida e eficaz de reduzir a transmissão”.