Assessment of the impact of changes in temperature in Biomphalaria glabrata (Say, 1818) melanic and albino variants infected with Schistosoma mansoni (Sambon, 1907) / Avaliação de impacto de alterações na temperatura em Biomphalaria glabrata variantes melânica e albina infectadas com Schistosoma mansoni

Abstract Fluctuations in population density of planorbid hosts of S. mansoni are influenced by climatic factors. The knowledge about interference from changes in water temperature in these populations is an important aspect of the epidemiology of schistosomiasis. In this experiment, it is explored the influence of different temperatures on the development of Schistosoma mansoni in Biomphalaria glabrata melanic and albino variants. The results indicated an intrinsic relationship between temperature and development of the parasite in the intramollusc phase, independent of the pigmentation of the mantle of the molluscs. The higher the temperature, the shorter the period necessary for the development of the parasite was while the higher the mortality of infected mollusks. It is concluded that, in the presence of climate change, the increasement of temperature in cold and flooded regions may encourage the establishment of new foci of transmission of schistosomiasis by changing the geographic extent and extending the epidemiological transmission potential. In warm climates, higher temperatures, however, could compromise the transmission of the disease because of biological stress suffered by parasite and host. Under these conditions, it can result in the death of the parasite or a change in their ability to infect new host species of molluscs in new areas. Mantle pigmentation patterns in molluscs have not shown significant interference in the development of the parasite.

Resumo Flutuações na densidade populacional de planorbídeos hospedeiros do S. mansoni são influenciadas por fatores climáticos. O conhecimento sobre a interferência de alterações na temperatura da água nestas populações é um aspecto importante da epidemiologia da esquistossomose. Neste experimento avaliou-se a influência de diferentes temperaturas no desenvolvimento de Schistosoma mansoni em Biomphalaria glabrata variantes melânica e albina. Os resultados indicaram uma relação intrínseca entre temperatura e desenvolvimento do parasito na fase intramolusco, independente da pigmentação do manto dos moluscos. Quanto mais elevada a temperatura, menor o período necessário para desenvolvimento do parasito e maior mortalidade dos moluscos infectados. Conclui-se que, na presença de alterações climáticas, o aumento da temperatura em regiões frias e alagadas poderá favorecer o estabelecimento de novos focos de transmissão da esquistossomose alterando a extensão geográfica e ampliando o potencial epidemiológico da transmissão. Em regiões de clima quente, o aumento da temperatura, por sua vez, poderá comprometer a transmissão da doença em virtude do estresse biológico sofrido por parasito e hospedeiro. Nestas condições, poderá ocorrer a morte do parasito ou uma alteração na sua habilidade de infectar novas espécies de moluscos hospedeiros em novas áreas. Padrões de pigmentação do manto nos moluscos não demonstraram interferência significativa no desenvolvimento do parasita.

Susceptibility of Biomphalaria glabrata submitted to concomitant infection with Angiostrongylus costaricensis and Schistosoma mansoni / Suscetibilidade de Biomphalaria glabrata submetida à infecção concomitante com Angiostrongylus costaricensis e Schistosoma mansoni

Abstract The easy adaptation of Angiostrongylus costaricensis, nematode responsible for abdominal angiostrongyliasis to several species of terrestrial and freshwater molluscs and the differences observed in the interactions of trematodes with their intermediate hosts have induced us to study the concomitant infection of Biomphalaria glabrata with Schistosoma mansoni and A. costaricensis. Prior exposure of B. glabrata to A. costaricensis (with an interval of 48 hours), favored the development of S. mansoni, observing higher infection rate, increased release of cercariae and increased survival of molluscs, when compared to molluscs exposed only to S. mansoni. Prior exposure of B. glabrata to A. costaricensis and then to S. mansoni also enabled the development of A. costaricensis since in the ninth week of infection, higher amount of A. costaricensis L3 larvae was recovered (12 larvae / mollusc) while for molluscs exposed only to A. costaricensis, the number of larvae recovered was lower (8 larvae / mollusc). However, pre-exposure of B. glabrata to S. mansoni (with an interval of 24 hours), and subsequently exposure to A. costaricensis proved to be very harmful to B. glabrata, causing extensive mortality of molluscs, reduced pre-patent period to release cercariae and greater recovery of L3 A. costaricensis larvae.

Resumo A facilidade de adaptação do Angiostrongylus costaricensis, nematódeo responsável pela angiostrongiliase abdominal, a diversas espécies de moluscos terrestres e dulciaquícolas e as divergências observadas nas interações dos trematódeos com seus hospedeiros intermediários nos induziu a estudar a infecção concomitante de Biomphalaria glabrata com Schistosoma mansoni e A. costaricensis. A exposição prévia de B. glabrata ao A. costaricensis (com intervalo de 48 horas), favoreceu o desenvolvimento do S. mansoni observando-se elevação da taxa de infecção, maior liberação de cercárias e maior sobrevivência dos moluscos, quando comparado com os moluscos expostos somente ao S. mansoni. A exposição de B. glabrata previamente ao A. costaricensis e posteriormente ao S. mansoni também facilitou o desenvolvimento do A. costaricensis uma vez que na nona semana de infecção foi recuperada maior quantidade de larvas L3 de A. costaricensis, enquanto nos moluscos expostos somente ao A. costaricensis, o número de larvas recuperadas foi menor . Entretanto a pré-exposição de B. glabrata ao S. mansoni (com intervalo de 24 horas), e posteriormente a exposição ao A. costaricensis mostrou-se muito prejudicial à B. glabrata provocando grande mortalidade dos moluscos, redução do período pré-patente para liberação de cercárias e maior recuperação de larvas L3 de A. costaricensis.

Host-parasite relationship between Biomphalaria amazonica (Paraense, 1966) and Schistosoma mansoni (Sambon, 1907) / Relação parasito-hospedeiro entre Biomphalaria amazonica e Schistosoma mansoni

Abstract Biomphalaria amazonica is a planorbid species considered a potential host of Schistosoma mansoni. It is widely distributed in the Neotropical zone, particularly in the North and Centre-West of Brazil and in the North of Bolivia. The aim of the present study was to determine the host-parasite relationship between B. amazonica and S. mansoni (BH and SJ strains). Specimens of B. amazonica and their snail-conditioned water were examined in terms of their ability to attract miracidia. The infectivity of the mollusks was determined by exposing them to 20 miracidia of both strains. Sporocyst development and amebocyte reactions were studied after each mollusk specimen was exposed to 100 miracidia. Although no cercariae were eliminated, specimens of B. amazonica proved capable of attracting 77% of the miracidia they were exposed to. Viable sporocysts with no amebocyte reaction were found 96 hours after the exposure to miracidia. These results indicate the susceptibility of B. amazonica to the BH and SJ strains of S. mansoni, and therefore demonstrate the importance of this planorbid species as a potential vector of the trematode in the areas where it occurs.

Resumo Biomphalaria amazonica é uma espécie de planorbídeo considerada vetora potencial do Schistosoma mansoni. É amplamente distribuída na zona neotropical, especialmente no Norte e Centro-Oeste do Brasil e Norte da Bolívia. O presente trabalho teve por objetivo estudar a relação parasito-hospedeiro entre B. amazonica e S. mansoni (linhagens BH e SJ). Espécimes de B. amazonica e sua água de condicionamento foram examinados em relação à sua capacidade de atração miraxonal. A infectividade dos moluscos foi testada expondo-os a 20 miracídios de ambas as linhagens. A viabilidade dos esporocistos e o desenvolvimento de reações amebocitárias foram estudados após cada molusco ser exposto a 100 miracídios. Apesar de não eliminarem cercárias, B. amazonica provou ser capaz de atrair 77% dos miracídios a que foram expostos. Esporocistos viáveis sem reação amebócitaria foram encontrados 96 horas após a exposição aos miracídios. Esses resultados indicam a suscetibilidade de B. amazonica às linhagens BH e SJ de S. mansoni e, portanto, demonstram a importância desta espécie de planorbídeo como um vetor potencial do trematodeo na área onde ele ocorre.

Behaviour of albino and melanic variants of Biomphalaria glabrata Say, 1818 (Mollusca: Planorbidae) following infection by Schistosoma mansoni Sambon, 1907 / Comportamento de Biomphalaria glabrata variantes albina e melânica frente à infecção pelo Schistosoma mansoni

The behaviour of the albino and melanic variants of Biomphalaria glabrata of Belo Horizonte (MG. Brazil) was studied comparatively, in terms of their respective susceptibilities to infection by Schistosoma mansoni of the same origin, through observation of the elimination of cercariae for a three-month period and the calculation of mortality and infection rates, in control and in infected snails. The number of amoebocytes, granulocytes and hyalinocytes in the circulating hemolymph during different periods of infection was analyzed. The evolution of the infection in the tissues was observed by means of histological cross-sections. The melanic variant showed greater susceptibility to infection and a higher mortality rate. The albino variant showed a higher number of circulating amoebocytes, both granulocytes and hyalinocytes. A higher number of degenerated sporocysts were seen in the histological cross-sections of the albino variant. The results suggest that the melanic variant of B. glabrata was more susceptible to infection by S. mansoni than was the albino variant.

Foi estudado comparativamente o comportamento das variantes albina e melânica de Biomphalaria glabrata de Belo Horizonte (MG. Brasil), em relação à susceptibilidade à infecção pelo Schistosoma mansoni de mesma origem, através da observação da eliminação de cercárias por um período de três meses e a verificação das taxas de mortalidade e infecção nos moluscos controles e infectados. Analisou-se também, o número de amebócitos granulócitos e hialinócitos na hemolinfa circulante em diferentes períodos de infecção. A evolução da infecção nos tecidos foi observada através de cortes histológicos. A variante melânica apresentou maior susceptibilidade à infecção e maior taxa de mortalidade. A variante albina apresentou maior número de amebócitos circulantes, tanto granulócitos quanto hialinócitos. Nos cortes histológicos foi verificado maior número de esporocistos degenerados na variedade albina. Por estes resultados sugere-se que nas populações estudadas a variante melânica de B. glabrata, foi mais susceptível à infecção pelo S. mansoni.

Schistosome/mollusk: genetic compatibility

Schistosomiasis remains one of the most prevalent parasitic infections and has significant economic and public health consequences in many developing countries. Economic development and improvement in standard of living in these countries are dependent on the elimination of this odious disease. For the control of Schistosomiasis, understanding the host/parasite association is important, since the host parasite relationship is often complex and since questions remain concerning the susceptibility of snails to infection by respective trematodes and their specificity and suitability as hosts for continued parasite development. Thus, the long term aim of this research is to learn more about the genetic basis of the snail/parasite relationship with the hope of finding novel ways to disrupt the transmission of this disease. In the current research, genetic variability among susceptible and resistant strains within and between Biomphalaria glabrata and B. tenagophila was investigated using RAPD-PCR. The results indicate great genetic variations within the two snail species using three different primers (intrapopulational variations), while specimens from the same snail species showed few individual differences between the susceptible and resistant strains (interpopulational variation).

Behavior of Angiostrongylus costaricensis in planorbids

Alguns moluscos terrestres são hospedeiros naturais do Angiostrongylus costaricensis. No laboratório, esse nematódeo pode ser mantido em planorbídeos, que são moluscos aquáticos e hospedeiros intermediários do Schistosoma mansoni. Os moluscos podem ser infectados com A. costaricensis por ingestão ou por penetração ativa de larvas de primeiro estágio. Neste trabalho, testamos a habilidade de Biomphalaria glabrata em atrair larvas de primeiro estágio de A. costaricensis. A movimentação das larvas do nematódeo em direção aos moluscos foi observada após 15 minutos, 30 minutos e 1 hora. B. glabrata não atraiu as larvas de primeiro estágio de A. costaricensis nos três intervalos de tempo. Verificamos também a suscetibilidade de duas populações de Biomphalaria tenagophila à infecção por A. costaricensis. Uma população era selecionada geneticamente para a susceptibilidade ao S. mansoni, enquanto a outra não o era. Larvas de terceiro estágio foram recuperadas dos moluscos 30 dias após a exposição das duas populações a 120 larvas de primeiro estágio. Todos os moluscos estavam infectados. Entretanto, um número significativamente maior de larvas de terceiro estágio foi recuperado em moluscos não geneticamente selecionados.

Avaliação da atividade tóxica em Artemia salina e Biomphalaria glabrata de extratos de quatro espécies do gênero Eleocharis (Cyperaceae) / Toxic evaluation of four species of the genus Eleocharis (Cyperaceae) in Artemia salina and Biomphalaria glabrata

O gênero Eleocharis R. Br. compreende cerca de 200 espécies, ocorrendo em ambientes úmidos tais como brejos e margens de rios e lagos. Procurando novos agentes moluscicidas, os extratos de Eleocharis acutangula (Roxb.) Schult., Eleocharis interstincta (Vahl) Roem. & Schult., Eleocharis maculosa (Vahl) Roem. & Schult. e Eleocharis sellowiana Kunth foram testados para atividade moluscicida, contra caramujos adultos e desovas, e toxicidade (ensaio de letalidade com Artemia salina). O extrato hexânico de Eleocharis acutangula (parte subterrânea fresca) foi ativo contra Artemia salina (CL50 = 476,00 mg/mL), enquanto os demais extratos apresentaram CL50 >> 10³ mg/mL, sugerindo baixa toxicidade. O extrato hidro-etanólico de Eleocharis sellowiana (parte subterrânea fresca) foi ativo contra desovas de Biomphalaria glabrata (CL50 = 24,27 mg/mL) mas inativo contra indivíduos adultos. Os demais extratos testados não apresentaram atividade moluscicida.

The genus Eleocharis R. Br. comprises about 200 species, occurring in wet environments like swamps, lakes and river margins. In the search for new molluscicides, extracts from Eleocharis acutangula (Roxb.) Schult., Eleocharis interstincta (Vahl) Roem. & Schult., Eleocharis maculosa (Vahl) Roem. & Schult. and Eleocharis sellowiana Kunth were tested for molluscicidal activity (spawns and adult snails) and toxicity (Brine Shrimp Lethality - BSL - bioassay). The hexane extract of Eleocharis acutangula (fresh subterraneous parts) was active in the BSL bioassay (LC50 = 476 mg/mL), while the other extracts showed LC50 >> 10³ mg/mL, suggesting they have low toxicity. The aqueous ethanol extract of Eleocharis sellowiana (fresh subterraneous parts) was active against Biomphalaria glabrata spawns (LC50 = 24.27 mg/mL) but it was not lethal to adult snails. No other plant extract tested in this study showed molluscicidal activity.

Influence of saccharose on the development of cercariae from Schistosoma mansoni strains BH and SJ

Foi estudado o desenvolvimento de cercárias de Schistosoma mansoni das linhagens BH e SJ em Biomphalaria glabrata e Biomphalaria tenagophila, respectivamente, tratadas com sacarose. Os moluscos foram mantidos em água declorada contendo 0,01% de sacarose. Após uma semana de tratamento com sacarose, B. glabrata e B. tenagophila foram expostas a dez miracídios de S. mansoni das linhagens BH e SJ, respectivamente. Moluscos controles de ambas as espécies mantidos em água declorada sem sacarose foram expostos ao mesmo número de miracídios. Não houve diferença significativa entre as taxas de infecção dos moluscos tratados ou não com sacarose. Entretanto, os dois grupos de B. glabrata tiveram taxas de infecção significativamente maiores que as correspondentes aos grupos de B. tenagophila. Moluscos tratados com sacarose apresentaram menor taxa de sobrevivência, com a maior mortalidade ocorrendo imediatamente depois e no início da liberação de cercárias. O tratamento com sacarose não resultou na maior liberação de cercárias, mas larvas de moluscos tratados com esse açúcar mostraram maior capacidade de penetrar na pele de camundongo, o que foi atribuído ao maior suprimento de energia durante o desenvolvimento larval no molusco.

Genetic markers between Biomphalaria glabrata snails susceptible and resistant to Schistosoma mansoni infection

The analysis of the genetic variability related to susceptibility to Schistosoma mansoni infection in the vector of the genus Biomphalaria is important in terms of a better understanding of the epidemiology of schistosomiasis itself, the possible pathological implications of this interaction in vertebrate hosts, and the formulation of new strategies and approaches for disease control. In the present study, the genetic variability of B. glabrata strains found to be resistant or susceptible to S. mansoni infection was investigated using DNA amplification by random amplified polymorphic DNA-polymerase chain reaction (RAPD-PCR). The amplification products were analyzed on 8 percent polyacrylamide gel and stained with silver. We selected 10 primers, since they have previously been useful to detect polymorphism among B. glabrata and/or B. tenagophila. The results showed polymorphisms with 5 primers. Polymorphic bands observed only in the susceptible strain. The RAPD-PCR methodology represents an adequate approach for the analysis of genetic polymorphisms. The understanding of the genetic polymorphisms associated to resistance may contribute to the future identification of genomic sequences related to the resistance/susceptibility of Biomphalaria to the larval forms of S. mansoni and to the development of new strategies for the control of schistosomiasis