Pesquisa de genes de resistência aos benzimidazóis em Toxocara spp. Uma abordagem One Health

Abstract

A Toxocarose é uma parasitose com elevada expressão a nível mundial. Estudos recentes estimam que 1,4 mil milhões de pessoas estarão infetadas ou foram expostas ao parasita Toxocara spp. A doença apresenta principal incidência na idade pediátrica, estando frequentemente associada a deficit cognitivos e a baixa performance escolar em crianças. Apesar de pouco frequentes, podem ocorrer sinais clínicos mais graves, contribuindo para situações de morbilidade devastadoras. A infeção no Homem ocorre maioritariamente por ingestão de ovos embrionados, presentes no solo, contaminado por fezes de cão ou gato e em alimentos não lavados. A ingestão de larvas encapsuladas nos tecidos de hospedeiros paraténicos é também uma possível forma de infeção. Os benzimidazóis são, até ao momento, os fármacos de eleição no combate a esta parasitose, quer em animais de companhia quer em seres humanos. A resistência aos antihelmínticos tem sido descrita nos vários continentes desde há alguns anos, com particular incidência na última década. Este fato, agravado pelo desenvolvimento limitado de novas moléculas, coloca em risco o controlo desta zoonose. Fatores genéticos, biológicos, mas principalmente fatores operacionais (como as desparasitações em massa associadas a doses sub-terapêuticas) determinam o desenvolvimento da resistência dos parasitas a estes fármacos. A maior acessibilidade e a utilização cada vez mais recorrente a técnicas de biologia molecular vieram permitir uma nova abordagem à origem dos mecanismos envolvidos no processo de resistência, bem como na identificação molecular das espécies. Polimorfismos de Nucleótidos Simples nos codões 167,198 e 200 no gene da ß tubulina são identificados em vários trabalhos científicos publicados, como sendo os principais responsáveis pela resistência aos antiparasitários, entre os quais se encontram os benzimidazóis. Estes marcadores genéticos têm sido descritos em várias espécies de nemátodes e constituíram a base deste estudo: identificar alterações genéticas associadas ao fenómeno da resistência, em parasitas adultos e ovos, encontrados na prática clínica comum. A análise molecular realizada neste estudo, em amostras de ovos e vermes adultos de Toxocara spp. mostrou que existe uma heterogeneidade genética nos genes NAD e COX/COI utilizados comumente para identificação filogenética de Toxocara canis e Toxocara cati. As alterações identificadas no alinhamento das bases na sequência dos genes analisados, resultantes de mutações ao longo de gerações de parasitas, podem indiciar uma maior probabilidade de resistências a fármacos. Os genes mitocondriais, como o caso do NAD, COX/COI apresentam uma probabilidade de mutação reduzida, pelo que a sua existência nestes parasitas revela que podemos estar perante uma pressão de fármaco algures nos seus ascendentes. No entanto não foi possível determinar a sequência completa do gene da β-tubulina, fato que limita a evidência de resistência destes parasitas aos compostos benzimadazólicos, sendo fundamental continuar a investigação no sentido de associar caraterísticas fenotípicas de resistência (em animais de companhia e/ou seres humanos) aos marcadores genéticos estudados no gene da ß tubulina.

Toxocarosis is a highly prevalent parasitic disease worldwide. Recent studies estimate that 1.4 billion people are infected or have been exposed to the Toxocara spp parasite. The disease has a higher incidence in pediatric age and is often associated with cognitive deficits and poor school performance in children. Although uncommon, more severe clinical signs may occur, contributing to devastating morbidity situations. Human infection occurs mostly due to embryonated egg intake, present in soil contaminated by dog or cat feces and in unwashed food. Ingestion of encapsulated larvae in the tissues of paratenic hosts is also a possible way of infection. Benzimidazoles are, so far, the drugs of choice in fighting this parasitosis, both in pets and in humans. Resistance to anthelmintics has been described in several continents for some years, with particular incidence in the last decade. This fact, aggravated by the limited development of new molecules, puts the control of this zoonosis at risk. Genetic, biological, but mainly operational factors (such as mass deworming associated with sub-therapeutic doses) determine the development of parasite resistance to these drugs. The increased accessibility and use of molecular biology techniques has allowed a new approach to the origin of the mechanisms involved in the resistance process, as well as the molecular identification of species. Single nucleotide polymorphisms at codons 167,198 and 200 in the ß-tubulin gene have been identified as being primarily responsible for resistance to antiparasitic drugs, among which are benzimidazoles. These genetic markers have been described in several species of nematodes and were the basis of this study: to identify genetic changes associated with the phenomenon of resistance, in adult parasites and eggs, found in common clinical practice. The molecular analysis performed in this study showed that there is a genetic heterogeneity in the nad COX and COI genes commonly used for phylogenetic identification of Toxocara canis and Toxocara cati. The changes identified in the alignment of bases in the sequence of the analysed genes, which are the result of mutations over generations of parasites, may indicate an increased likelihood of drug resistance. Mitochondrial genes such as nad COX and COI have a low probability of mutation so, their existence in these parasites reveal we may be facing a drug pressure somewhere in its ascendants. However, it was not possible to determine the complete sequence of ß tubulin gene, a fact that limits the evidence of resistance of these parasites to benzimidazoles being essential to continue further research to associate phenotypic characteristics of resistance (in pets and/or humans) with the genetic markers studied in the ß-tubulin gene.