Trematódeos, também conhecidos como vermes, são uma classe de vermes parasitas com ciclos de vida complexos. Isto os torna interessantes para os cientistas, mas também são significativos para a saúde humana e para a conservação da vida selvagem.



Os trematódeos podem causar infecção em humanos quando as pessoas comem alimentos contaminados pelos platelmintos, incluindo peixe cru, crustáceos e vegetais. Embora este não seja um problema importante nos Estados Unidos, a Organização Mundial da Saúde estima que a infecção por trematódeos transmitida por alimentos causa a perda de mais de 2 milhões de anos de vida por invalidez e morte em todo o mundo todos os anos, com diferentes espécies causando câncer, cirrose hepática e hemorragia cerebral. em casos extremos.

Alguns trematódeos também infestam anfíbios, contribuindo para o declínio médio anual de 3,79% na sua população total. Trematódeos como Ribeiroia ondatrae podem desempenhar um papel neste declínio causando graves malformações em 80% a 90% das rãs em algumas regiões da América do Norte de acordo com Dana Calhoun pesquisadora sênior associada da Universidade do Colorado em Boulder no Departamento de Ecologia e Biologia Ambiental.

Suas pesquisas recentes mostram que diferentes espécies de trematódeos têm distribuições diferentes no corpo de certos anfíbios e que os parasitas foram para locais diferentes no corpo dos animais estudados. Estas descobertas podem ajudar os cientistas a compreender melhor os mecanismos da infecção.

Para entender os trematódeos mais completamente Calhoun junto com Pieter Johnson professor de distinção da CU Boulder no Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva e os pesquisadores Jamie Curtis e Clara Hassan usaram mapas de calor para caracterizar a distribuição de várias espécies de trematódeos em pererecas do Pacífico e duas espécies de tritões. Suas descobertas foram publicadas no Journal of Helminthology .

O complexo ciclo de vida dos trematódeos digenéticos

Alguns parasitas infectam apenas hospedeiros de uma única espécie, enquanto outros podem infectar milhares. Um dos atributos que torna os trematódeos digenéticos (aqueles pertencentes à subclasse Digenea) tão especiais, diz Calhoun, é que o seu ciclo de vida padrão requer três hospedeiros para ser concluído.

“O hospedeiro principal é chamado de hospedeiro definitivo”, explica Calhoun. "Pode ser um mamífero, um sapo maior, um peixe ou um pássaro. Num sistema aquático, esse hospedeiro defecaria na água." Os ovos dentro da matéria fecal eclodem e os trematódeos tentam chegar aos seus primeiros hospedeiros intermediários. “No sistema de água doce, geralmente é um caracol”, diz Calhoun.

Uma vez que os trematódeos estejam nos caracóis, os hospedeiros sobreviverão, mas serão castrados – incapazes de se reproduzir. Segundo Calhoun, isso ocorre porque “o parasita assume o controle da área das gônadas e utiliza todos os recursos do caracol para se reproduzir assexuadamente. Isso permite que o parasita libere diariamente alguns milhares de cercárias de vida livre do caracol”.

As cercárias são a forma larval dos trematódeos e, como têm o tamanho de um espermatozóide, diz Calhoun, "é necessário que haja muitos deles se quiserem chegar aonde precisam em 24 horas", especialmente considerando que são muitas vezes atacados nessa fase.

Depois disso, os parasitas tentarão entrar no segundo hospedeiro intermediário, que neste caso geralmente é um anfíbio, mas também pode ser um peixe, invertebrado ou qualquer coisa que possa ser consumida pelo hospedeiro final, ou definitivo, diz Calhoun. .

Esta fase é particularmente interessante para os parasitologistas porque os parasitas às vezes alteram seus hospedeiros para tornar mais provável a transmissão ao hospedeiro definitivo. Por exemplo, a espécie Ribeiroia ondatrae é capaz de fazer com que as rãs desenvolvam pernas extras, como mencionado no estudo de Calhoun.

Os trematódeos são passados ​​do hospedeiro intermediário secundário para o hospedeiro definitivo quando o hospedeiro definitivo come o hospedeiro secundário. Acredita-se que anfíbios com deformidades nos membros causadas por trematódeos do gênero Ribeiroia sejam capturados e comidos por hospedeiros definitivos com mais frequência, segundo Calhoun. Os parasitas estão numa posição um tanto estranha neste momento, visto que não querem causar a morte dos seus hospedeiros, mas querem ser comidos para completar a fase final do seu ciclo de vida.

Às vezes, os trematódeos também podem ter um quarto hospedeiro, denominado hospedeiro paratênico. Esses hospedeiros permitem que os parasitas sobrevivam em momentos em que os hospedeiros definitivos não estão acessíveis, diz Calhoun.

“É um resquício, já que o sapo acabará saindo da água e isso tornará difícil para os pássaros comê-lo”, acrescenta ela. O desenvolvimento do parasita é interrompido enquanto ele está em um hospedeiro paratênico.

“Os ciclos de vida simplificados são muito mais fáceis”, observa Calhoun, mas o ciclo de vida dos trematódeos exige que muitas fases da vida do animal se desenvolvam de uma forma particular. “Parece que há muitas maneiras de interromper esse tipo de ciclo de vida, mas ainda é muito comum. Os trematódeos estão em todo o mundo e, para mim, é isso que os torna muito especiais.”

Diferentes partes do corpo, diferentes parasitas

Para produzir os mapas térmicos finais que mostram onde os parasitas se acumularam nos corpos dos anfíbios, os investigadores dissecaram as rãs e tritões e registaram o número e o tipo de parasitas em cada célula de uma grelha dos corpos dos animais.

Isto revelou que diferentes espécies de parasitas (Alaria marcianae, Cephalogonimus americanus, várias espécies de Echinostoma e Ribeiroia ondatrae) tinham distribuições diferentes e que os parasitas iam para locais diferentes nos corpos dos tritões do que nas rãs.

Nas rãs, a maior parte dos Echinostoma foi encontrada nos rins, a maior parte dos Ribeiroia foi encontrada na parte frontal do corpo, a maior parte dos Alaria foi encontrada na parte posterior do corpo (principalmente ao redor do pescoço) e os trematódeos Cephalogonimus foram encontrados espalhe aproximadamente uniformemente entre a frente e as costas. Tanto Ribeiroia quanto Cephalogonimus concentraram-se em regiões especializadas e podem, portanto, ser considerados parasitas especialistas.

“Os especialistas geralmente usam uma determinada área ou microhabitat dentro do hospedeiro, ou podem até se especializar no próprio hospedeiro”, diz Calhoun. Por exemplo, um dos parasitas que ela estuda, o Scaphanocephalus, usa a águia-pescadora como hospedeiro definitivo, enquanto outros trematódeos podem viver em todos os táxons de aves que comem peixes. Por isso, existe o risco de o hospedeiro intermediário ser comido por uma ave que não seja uma águia-pescadora, interrompendo o ciclo de vida do parasita.

Também existe algum risco de extinção da espécie hospedeira, o que forçaria o parasita a encontrar um hospedeiro diferente. No entanto, explica Calhoun, os especialistas estão adaptados ao seu hospedeiro definitivo, tornando menos provável que o hospedeiro os remova ou mate com sucesso com o seu sistema imunitário. Além disso, especializar-se num animal ou área dentro de um animal pode reduzir a competição.

O estudo também mostrou que Ribeiroia se agrupava em locais diferentes nas tritões e nas rãs. Ribeiroia foram os únicos parasitas encontrados nas tritões coletados para o estudo e estavam concentrados nos tecidos próximos à parte frontal do corpo, e não naqueles mais próximos à parte posterior.

Calhoun diz que isso pode ocorrer porque eles entram no corpo dos tritões de maneira diferente:“Uma das características diferentes entre os hospedeiros no estudo é que os tritões são carnívoros, então pode ser que eles estejam tentando comer os parasitas quando estão na água sistema e, portanto, ser infectado dessa forma."

Os benefícios do uso de mapas de calor

A coinfecção é a infecção simultânea de um hospedeiro por múltiplas espécies de patógenos. Segundo Calhoun, os pesquisadores observaram a coinfecção por múltiplos trematódeos por meio da dissecação de animais selvagens. Este estudo mostra que os parasitas coinfectantes geralmente ocupam os mesmos espaços, ou microhabitats, nos hospedeiros.

"Em uma de nossas figuras", diz Calhoun, "mostramos que ambos os parasitas estariam muito comumente na mesma pequena célula da grade. Você tem toda a derme do animal, mas todos eles vão para a mesma área. Os mapas de calor nos permitiram ver, mas agora precisamos investigar o porquê."

Calhoun diz que os mapas de calor podem ser geralmente úteis para especificar as posições dos parasitas nos hospedeiros.

“Se eu dissecar algo e encontrar o parasita A na cabeça e o parasita B no membro”, explica ela, “é tão amplo dizer apenas ‘na cabeça’ ou ‘no membro’ porque essas áreas são muito grandes em comparação com os parasitas. O que os mapas de calor mostram é que eles estão nas mesmas células 1 por 1 na grade do mapa de calor, basicamente empilhados uns sobre os outros. Isso mostra que existem essas áreas de coinfecção no hospedeiro que são atraentes para os parasitas em comparação com. outros locais. É importante que os pesquisadores estudem esses microhabitats, especialmente por que vários parasitas usam o mesmo microhabitat”.

Embora alguns parasitas se reúnam nos mesmos espaços, outros não. Por exemplo, Calhoun diz que Echinostoma é, em sua maior parte, a única espécie de parasita encontrada nos rins dos anfíbios do estudo. Isto sugere que eles estão adaptados de forma única para entrar nesta região do corpo.

Os mapas de calor também ajudaram os investigadores a explicar porque é que as rãs infectadas com Ribeiroia de uma região visitada pelos investigadores não apresentavam malformações tão frequentemente como as rãs de outra região.

“Na área da baía (de São Francisco), você veria (rãs com) seis ou sete patas, com altas cargas de Ribeiroia, mas não estávamos vendo o mesmo fenômeno nas áreas de alta altitude da Califórnia, quando a carga de Ribeiroia estava às vezes o dobro", diz Calhoun.

“Para explorar essa tendência, examinamos os mapas de calor das infecções por Ribeiroia em ambas as áreas e descobrimos que, por algum motivo, Ribeiroia em altitude elevada estava indo para a região da cabeça e (mandíbula), não para os membros posteriores. É muito mais frio nas montanhas e não esquenta até agosto nesta área, que é quando as rãs começam a se metamorfosear. Portanto, a falta de malformações pode estar relacionada à falta de tempo de liberação do parasita e ao desenvolvimento das rãs.

Outro método envolve o uso de rotulagem fluorescente. Num ambiente de laboratório, explica Calhoun, rotular os parasitas com cores antes de entrarem nas rãs permitiria aos investigadores rastrear como se movem, quais são as consequências desse movimento e se a sua localização muda ao longo do tempo.

“E se você usar corantes como este”, diz ela, “você poderia explorar infecções únicas em um animal com Echinostoma, Cephalogonimus ou Alaria, e então adicionar outro parasita e ver se a distribuição muda. , à medida que você adiciona táxons, os parasitas se movem para áreas diferentes. Mas como isso ocorre? Para onde eles vão? E se os introduzíssemos ao mesmo tempo? "

Mais informações: Dana M. Calhoun et al, Colocando a infecção no mapa:Usando mapas de calor para caracterizar distribuições dentro e entre hospedeiros de metacercárias de trematódeos, Journal of Helminthology (2023). DOI:10.1017/S0022149X2300069X
Fornecido pela Universidade do Colorado em Boulder