Ya sea plancton expuesto a parásitos o personas expuestas a patógenos, la respuesta inmune inicial de un huésped juega un papel integral para determinar si ocurre una infección y hasta qué punto se propaga dentro de una población, sugiere una nueva investigación de la Universidad de Colorado en Boulder.
Los hallazgos, publicados el 13 de mayo en El naturalista estadounidense brindan información valiosa para comprender y prevenir la transmisión de enfermedades dentro y entre especies animales. Desde gusanos planos parasitarios transmitidos por caracoles a los humanos en los países en desarrollo, hasta eventos zoonóticos de propagación de mamíferos e insectos a los humanos, que han causado pandemias globales como COVID-19 y el virus del Nilo Occidental: la respuesta inmune de una criatura infectada es una variable vital a considerar al calcular lo que sucede a continuación.
"Uno de los patrones más importantes que estamos viendo en la ecología y la epidemiología de las enfermedades es el hecho de que no todos los huéspedes son iguales", dijo Tara Stewart Merrill, autora principal del artículo y becaria postdoctoral en ecología. En enfermedades infecciosasinvestigación, queremos incorporar la inmunidad del huésped a nuestra comprensión de cómo se propagan las enfermedades ".
Los invertebrados son vectores comunes de enfermedades, lo que significa que pueden transmitir patógenos infecciosos entre humanos o de animales a humanos. Las enfermedades transmitidas por vectores, como la malaria, representan casi el 20% de todas las enfermedades infecciosas en todo el mundo y son responsables de más de 700,000 muertescada año.
Sin embargo, los estudios epidemiológicos rara vez han considerado la inmunidad y la recuperación de los invertebrados en las criaturas que son vectores de enfermedades humanas. Suponen que una vez que se exponen a un patógeno, el huésped invertebrado se infectará.
¿Pero qué pasaría si los invertebrados pudieran combatir estas enfermedades y romper el eslabón de la cadena que las transmite a los humanos?
Mientras observa una pequeña especie de zooplancton Daphnia dentifera a lo largo de su ciclo de vida y exposición a un parásito fúngico Metschnikowia bicuspidata , los investigadores vieron este potencial en acción.Parte del plancton fue bueno para evitar que las esporas de hongos ingresen a sus cuerpos, y otros eliminaron la infección dentro de un período de tiempo limitado después de ingerir las esporas.
"Nuestros resultados muestran que hay varias defensas que los invertebrados pueden usar para reducir la probabilidad de infección, y que realmente necesitamos comprender esas defensas inmunitarias para comprender los patrones de infección", dijo Stewart Merrill.
recuperación inesperada
Stewart Merrill comenzó este trabajo en su primer año como estudiante de doctorado en la Universidad de Illinois, estudiando este pequeño plancton y su colección de defensas. Es un proceso espantoso si el plancton no logra protegerse del parásito: sus esporas de hongos atacan elintestino del plancton, llenan su cuerpo y crecen hasta que se liberan cuando el huésped finalmente muere.
Pero notó algo que no se había registrado antes: parte del plancton condenado se recuperó. Varios años más tarde, descubrió que cuando se enfrentaba a niveles idénticos de exposición, el éxito o el fracaso de estas infecciones depende de la fuerza del huésped.defensas internas durante esta primera y limitada ventana de oportunidad.
Sobre la base de sus observaciones de estos resultados individuales, los investigadores desarrollaron un modelo probabilístico simple para medir la inmunidad del huésped que se puede aplicar en todos los sistemas de vida silvestre, con aplicaciones importantes para las enfermedades transmitidas a los humanos por los invertebrados.
"Cuando las respuestas inmunitarias son buenas, actúan como un filtro que reduce la transmisión", dijo Stewart Merrill. "Pero cualquier cambio ambiental que degrade la inmunidad en realidad puede amplificar la transmisión, porque dejará pasar toda esa exposición y, en última instancia, se volverá infecciosa. "
Es un modelo que también se puede aplicar a COVID-19, ya que la investigación de CU Boulder ha demostrado que no todos los huéspedes son iguales en la transmisión del coronavirus y la exposición no determina directamente la infección.
También se cree que COVID-19 es el resultado de un derrame zoonótico, una infección que se trasladó de los animales a las personas, y modelos probabilísticos similares podrían ser ventajosos para predecir la aparición y propagación de futuros eventos de derrame, dijo Stewart Merrill.
Comprensión de la prevención de infecciones
Stewart Merrill espera que una mejor comprensión de las infecciones en un animal simple como el plancton se pueda aplicar de manera más amplia a los invertebrados que son importantes para la salud humana.
En África, el sudeste asiático, así como en América del Sur y Central, 200 millones de personas padecen infecciones causadas por esquistosomas, invertebrados más comúnmente conocidos como gusanos planos parásitos. Causan enfermedades y muerte, y consecuencias económicas y de salud pública importantes, por lo queTanto es así que la Organización Mundial de la Salud los considera la segunda enfermedad parasitaria más devastadora desde el punto de vista socioeconómico después de la malaria.
Son solo una de las muchas enfermedades tropicales desatendidas transmitidas a las personas por huéspedes invertebrados como caracoles, mosquitos y moscas que pican. Estas enfermedades infectan a una gran parte de la población, pero ocurren en áreas con bajos niveles de saneamiento que no tienenlos recursos económicos para hacer frente a esas enfermedades, dijo Stewart Merrill.
Los esquistosomas viven en ambientes de agua dulce que las personas usan para beber, lavar la ropa y bañarse. Por lo tanto, aunque hay tratamientos, al día siguiente una persona puede volver a infectarse fácilmente con solo acceder al agua que necesita. Al comprender mejor cómo los mismos gusanos planosSucumbir o luchar contra la infección, científicos como Stewart Merrill nos ayudan a acercarnos a detener la cadena de transmisión a los humanos.
"Realmente necesitamos trabajar para comprender la prevención de infecciones y cuál es ese riesgo en esos sistemas acuáticos, en lugar de simplemente curar las infecciones", dijo.
La buena noticia es que podemos aprender de los mismos invertebrados que nos infectan. En los huéspedes invertebrados que sufren o mueren a causa de sus infecciones, existe un buen incentivo para aprender a desarrollar una respuesta inmunitaria y combatirla. Algunos caracoles inclusomostró la capacidad de retener una memoria inmunológica: si se infectan una vez y sobreviven, es posible que nunca vuelvan a infectarse.
"Si podemos comprender mejor cómo el medio ambiente da forma a esas defensas, podríamos predecir en el futuro cómo los cambios ambientales podrían amplificar o suprimir el riesgo de transmisión a las personas", dijo Stewart Merrill.
Los autores adicionales de este artículo incluyen a Zoi Rapti y Carla Cáceres de la Universidad de Illinois.
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