< Terug naar vorige pagina

Project

Evolutionair potentieel van de humane parasiet Schistosoma mansoni in een veranderende wereld

De menselijke parasiet Schistosoma</> spp. leeft in de bloedvaten van meer dan 200 miljoen mensen in Afrika, Azië en Zuid-Amerika. De hevigste infecties komen voor bij kinderen en jonge volwassenen die hierdoor een fysische en intellectuele achterstand oplopen, terwijl chronische infecties leiden tot nierfalen, schade aan de lever of blaaskanker. Ondanks de beschikbaarheid van een goedkoop en doeltreffend geneesmiddel is de ziekte grotendeels verwaarloosd in vergelijking met andere meer dodelijke infectieziekten zoals HIV/AIDS en malaria, en dit zowel inzake ziektebestrijding als wetenschappelijk onderzoek. Het is daarom des te belangrijker om nieuwe inzichten te verwerven in de verspreiding van deze parasieten op een lokale (tussen mensen en dorpen) en globale schaal (tussen regios en continenten). Het begrijpen van de factoren die de verspreiding van deze parasieten bepalen alsook het begrijpen van de effecten van selectieve druk zoals een behandeling met geneesmiddelen is essentieel, en laten toe een theoretisch kader te ontwerpen dat een startpunt kan vormen voor een betere bestrijding van de ziekte.
In deze thesis voerden we een populatiegenetische studie uit om de verspreiding van Schistosoma mansoni </>parasieten in het Senegal Rivier Bekken (West-Afrika) in kaart te brengen. Moleculaire merkers zoals microsatellieten of Unieke-Nucleotide Polymorfismen zijn ideale middelen om de transmissie van parasieten te traceren. Het is echter heel moeilijk om de wormen als bron van DNA te gebruiken aangezien zij onbereikbaar zijn in hetmenselijk bloedvatenstelsel. We hebben daarom eerst enkele protocollen geoptimaliseerd om individuele parasietenlarven te verzamelen in het veld, er DNA uit te extraheren en deze te gebruiken voor moleculaire analyses. De optimalisatie van deze protocollen was een eerste belangrijke stap dat toeliet meerdere moleculaire analyses uit te voeren op één endezelfde individuele parasiet met slechts lage genotyperingsfouten.
Het studiesysteem in Noord-Senegal betrof één van de meest intense epidemieën van S. mansoni </>die ooit werden waargenomen (hoofdstuk 3). De parasiet daagde op in dit gebied vanaf 1986 na de bouw van twee stuwdammen op de Senegal rivier. Om de kolonisatiegeschiedenis van S. mansoni </>in dit gebied te achterhalen, werden parasieten bekomen op vier verschillende tijdstippen gedurende een periode van 14 jaar (1993-2007) en uit verschillende regios (Noord-Senegal, Zuid-Senegal en Mali). De genetische karakterisatie van deze parasieten op nucleaire en mitochondriale merkers gaf aan dat de Noord-Senegalese S. mansoni </>parasieten een West-Afrikaanse oorsprong kenden, dat ze relatief veel genetische variatie vertoonden, dat ze een groei in populatiegrootte kenden en dat sommige S. mansoni </>parasieten genetisch sterk verschilden van andere parasieten (hoofdstuk 3). Deze resultaten suggereren dat de epidemie van schistosomiase in dit gebiedcomplex is, waarbij wellicht veel verschillende S. mansoni</> parasieten de gastheerpopulatie koloniseerden in dit gebied. Bovendien werd de meeste genetische variatie van parasieten geobserveerd binnen de menselijke gastheren (hoofdstuk 4). Kinderen bleken hierbij meer geïnfecteerd te zijn door verwante parasieten dan volwassenen, die op hun beurt geïnfecteerd waren met genetisch meer diverse parasieten. Deze waarnemingen kunnen verklaard worden door (1) een genotype-afhankelijke concomitante immuniteit dat leidt tot selectieve verwerving van genetisch niet verwante parasieten in oudere gastheren, en/of (2) de genetische mengkom hypothese, waarbij oudere gastheren blootgesteld zijn aan een groterevariëteit aan parasieten dan kinderen.
Momenteel wordt het goedkope en doeltreffend geneesmiddel praziquantel gebruikt om schistosomiase te bestrijden. Dergelijk grootschalig gebruik zou kunnen leiden tot flessenhalzen in S. mansoni </>populaties, dat kan leiden tot verhoogde inteelt, lage genetische diversiteit en de willekeurige fixatie van allelen. Het effect van de behandeling op de genetische samenstelling van S. mansoni</> populaties werd daarom bestudeerd door simulaties van een eilandmodel in evenwicht (hoofdstuk 5) en door een veldstudie waarbij parasieten werden verzameld voor en na behandeling (hoofdstuk 6). Beide studies toonden aan dat behandeling slechts een klein effect heeft op de genetische diversiteit van deze parasietenpopulaties. Onze simulaties toonden verder aan dat enkel een intense behandelingscampagne een reductie in genetische diversiteit op lange termijn kan veroorzaken.
Deze thesis heeft nieuwe inzichten gebracht in de factoren die de verspreiding van S. mansoni </>parasieten beïnvloeden. De belangrijkste conclusie is dat S. mansoni</> populaties voldoende divers zijn om selectieve drukken zoals een chemotherapeutische behandeling te weerstaan. Dergelijk sterk evolutionair potentieel zal elke poging tot controle of eliminatie van deze parasieten bemoeilijken, alsook de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen en vaccins compromitteren.
Datum:1 okt 2009 →  20 mei 2014
Trefwoorden:Parasitology, Evolution, Schistosomiasis
Disciplines:Microbiologie
Project type:PhD project