Biological implications of the phenotypic plasticity in the Schistosoma mansoni - Nectomys squamipes model / Implicações biológicas da plasticidade fenotípica no modelo Schistosoma mansoni - Nectomys squamipes

The water-rat Nectomys squamipes is mostly important non-human host in schistosomiasis mansoni transmission in Brazil, due to its susceptibility, high abundance and water-contact pattern. During experimental infection of N. squamipes with Schistosoma mansoni, adult worms show phenotypic plasticity. This finding led us to investigate whether biological behavior is also affected. This was assessed comparing the biological characteristics of four S. mansoni strains: BE (State of Belém do Pará), CE (State of Pernambuco), CMO (State of Rio Grande do Norte) and SJ (State of São Paulo) using laboratory-bred N. squamipes. The infection was monitored by determination of the pre-patent period, fecal egg output, egg viability, intestinal egg count and, infectivity rate. No biological modification was observed in these parameters. Overall results highlight that N. squamipes was susceptible to several S. mansoni strains, suggesting that it might contribute to the maintenance of schistosomiasis mansoni in Brazil.

O rato d´água Nectomys squamipes é importante transmissor não-humano da esquistossomose. Durante a infecção experimental em N. squamipes, os vermes adultos apresentam plasticidade fenotípica. Esses achados levaram-nos a investigar se os aspectos biológicos também são afetados. Foram comparadas as características biológicas de quatro cepas de S. mansoni: BE (Estado de Belém do Pará), CM (Estado de Pernambuco), CMO (Estado do Rio Grande do Norte) e SJ (Estado de São Paulo), utilizando como modelo experimental N. squamipes criados e mantidos em laboratório. A infecção foi monitorada para a determinação do período pré-patente, eliminação de ovos nas fezes, viabilidade dos ovos, contagem de ovos retidos no intestino e infectividade. Nenhuma modificação biológica foi observada nesses parâmetros. Os resultados sugerem que o N. squamipes é susceptível a várias cepas de S. mansoni, contribuindo para a manutenção da esquistossomose no Brasil.

Susceptibility of Biomphalaria amazonica and Biomphalaria occidentalis from Manso Dam, Mato Grosso, Brazil to infection with three strains of Schistosoma mansoni

As well as malaria and yellow fever, schistosomiasis is one of the main endemic diseases associated to environments which suffered some impact related to the development of great economic projects, as for example the construction of hydroelectric power stations. Aiming to investigate the occurrence and distribution of freshwater snails of medical and veterinary importance in the area which suffered impact from the Manso hydroelectric power station a survey was performed during the period of 2002 to 2003 and revealed the occurrence of populations of Biomphalaria amazonica and Biomphalaria occidentalis. Studies on parasite-mollusc compatibility were undertaken using five B. amazonica colonies (Barão de Melgaço, Poconé, Santo Antônio do Leverger, and Chapada dos Guimarães, in the Manso and Casca rivers), and four B. occidentalis colonies (Cuiabá, Santo Antônio do Leverger, and Chapada dos Guimarães, in the Agua Fria district and Casca river) were exposed to miracidia of Schistosoma mansoni. Of 257 snails of B. amazonica used, 17 became infected (infection index of 6.61 percent) and all specimens of B. occidentalis proved unsusceptible. According to the strains used, of the 158 snails exposed to BH miracidia, 6 became infected (3.79 percent); of the 44 exposed to SJ miracidia, 6 became infected (13.63 percent); and of the 55 snails of B. amazonica exposed to EC miracidia, 5 became infected (9.09 percent). These results point out the low possibility of introduction of schistosomiasis in those areas, but we believe it can not be discarded as due the presence of B. amazonica.

Recent studies on Schistosoma intercalatum: taxonomic status, puzzling distribution and transmission foci revisited

Schistosoma intercalatum, which causes human rectal schistosomiasis in Africa, still presents a great interest for its imprecise taxonomic status and its puzzling distribution in Africa. Two geographically isolated strains of S. intercalatum are recognized, the Lower Guinea strain and the Congo strain, which differ from each other in a number of morphological, biological and biochemical characteristics. Recent molecular data using RAPD markers indicate high divergence between the two strains, with values of Nei and Li's similarity indice allowing recognition of two genetically distinct taxa: experiments on pre- and post-isolating mechanisms are in progress in order to re-evaluate the taxonomic status of this polytypic species. With regard to its geographical distribution, S. intercalatum is characterized by the existence of two stable endemic areas (localized in Lower Guinea and North East of Democratic Republic of Congo) which correspond to the historical areas of species discovery, and the emergence during the last 15 years of new foci of the Lower Guinea strain outside previously known endemic areas. The absence of local adaptation of the Lower Guinea strain to its intermediate host, supported by experimental studies, may help to facilitate the spread of this strain. Nevertheless, the present restricted distribution of this species remains puzzling, because its potential snail hosts (bulinids) are widely distributed throughout much of Africa. Recent experimental and epidemiological studies suggest that interspecific sexual interactions between human schistosomes could have a role in limiting the distribution of S. intercalatum: the competitive sexual processes acting among human schistosomes show that S. haematobium and S. mansoni are always competitively dominant over S. intercalatum. These epidemiological observations lead the authors to distinguish three kinds of transmission foci for S. intercalatum

Differences in Brazilian strains of Schistosoma mansoni evaluated by means of morphometric analysis of cercariae of both sexes

Morphometrics of Brazilian strains (BH, SJ and CMO) of Schistosoma mansoni cercariae were obtained with a computerized image analyzer (IMAGE PRO PLUS, MEDIA CYBERNETICS), considering the following characters: body area, tail, furcae, oral and ventral suckers and distance between them. For statistical analysis, the variance test (one-way Anova) was applied and significant differences of p< 0.05 were considered. All morphometric values in the BH strain were significantly higher (p< 0.05) than in the others. Lower values were obtained in females of SJ strain for all characters, excepting the body area. Only this character showed to be significantly different in males and females of the three strains. Specimens of both sexes in the BH and SJ strains showed significant differences regarding all characters. It was observed that this morphometric analysis permits the characterization of strains and also the sex identification in S. mansoni cercariae. Due to its feasibility, this method can be applied as a tool in laboratories devoid of more complex equipment

Identificação específica e filogenia de moluscos neotropicais do gênero Biomphalaria através de técnicas de biologia molecular

A identificação morfológica dos moluscos do gênero Biomphalaria é dificultada, principalmente, pela semelhança e extensa variação intraespecífica observada nos caracteres morfológicos utilizados na identificação clássica desses moluscos. Com o objetivo de contornar esses problemas, introduzimos metodologias moleculares como ferramentas adicionais à identificação morfológica. A análise de polimorfismo de seqüência da região espaçadora interna (ITS1 + 5.8S + ITS2) do gene codificador do RNAr de Biomphalaria, amplificada através da PCR (reação em cadeia da polimerase) e posterior digestão com enzimas de restrição (RFLP-polimorfismos de tamanho de fragmentos de restrição) foi utilizada com sucesso na separação das 10 espécies de Biomphalaria existentes no Brasil e outras espécies desse gênero oriundas de outras localidades da América do Sul (Argentina, Uruguai, Paraguai, Venezuela) e Cuba. Utilizndo a PCR-RFLP, foi possível separar: 1) as 10 espécies e uma subespécie de moluscos brasileiros do gênero Biomphalaria; 2) espécies similares encontradas no Brasil, Argentina e Uruguai tais como: B. kuhniana, B. intermedia, B. straminea, B. tenagophila, B. occidentalis, B. t. guaibensis, B. oligoza, B. peregrina e B. orbignyi; 3)populações de B. havanensis de Cuba, B. obstructa obtidas de Cuba e República Dominicana e Isla del Carmem, México e, 4) caracterizar populações de B. prona obtidas do lago de Valência e dos arredores deste (Venezuela). Essa técnica mostrou-se uma ferramenta taxonômica importante, confirmando, na maioria dos casos, a sistemática morfológica clássica reforçando as relações de similaridade entre espécies do gênero Biomphalaria pela criação do complexo B. tenagophila e demonstrando a alta similaridade genética entre B. peregrina e B. oligoza. A análise das seqüências da região espaçadora interna ITS2 permitiu estimar as relações filogenéticas das espécies brasileiras do gênero Biomphalaria.

Foram utilizados 3 diferentes métodos de inferência filogenética (neighbor-joining, parcimônia e maximum likelihood). Nossos resultados mostraram que a região ITS1 é muito variável e que ITS2 contém marcadores moleculares apropriados para a determinação das relações filogenéticas entre as espécies de Biomphalaria. As árvores filogenéticas obtidas com estes métodos apoiaram a sistemática atual baseada em dados morfológicos. Neste estudo moluscos do gênero Helisoma foram usados como outgroup.

Identificação específica e filogenia de moluscos neotropicais do gênero Biomphalaria através de técnicas de biologia molecular / Specific identification and phylogeny of snails of the Neotropical genus Biomphalaria using techniques of molecular biology

A identificação morfológica dos moluscos do gênero Biomphalaria é dificultada, principalmente, pela semelhança e extensa variação intraespecífica observada nos caracteres morfológicos utilizados na identificação clássica desses moluscos. Com o objetivo de contornar esses problemas, introduzimos metodologias moleculares como ferramentas adicionais à identificação morfológica. A análise de polimorfismo de seqüência da região espaçadora interna (ITS1 + 5.8S + ITS2) do gene codificador do RNAr de Biomphalaria, amplificada através da PCR (reação em cadeia da polimerase) e posterior digestão com enzimas de restrição (RFLP-polimorfismos de tamanho de fragmentos de restrição) foi utilizada com sucesso na separação das 10 espécies de Biomphalaria existentes no Brasil e outras espécies desse gênero oriundas de outras localidades da América do Sul (Argentina, Uruguai, Paraguai, Venezuela) e Cuba. Utilizndo a PCR-RFLP, foi possível separar: 1) as 10 espécies e uma subespécie de moluscos brasileiros do gênero Biomphalaria; 2) espécies similares encontradas no Brasil, Argentina e Uruguai tais como: B. kuhniana, B. intermedia, B. straminea, B. tenagophila, B. occidentalis, B. t. guaibensis, B. oligoza, B. peregrina e B. orbignyi; 3) populações de B. havanensis de Cuba, B. obstructa obtidas de Cuba e República Dominicana e Isla del Carmem, México e, 4) caracterizar populações de B. prona obtidas do lago de Valência e dos arredores deste (Venezuela). Essa técnica mostrou-se uma ferramenta taxonômica importante, confirmando, na maioria dos casos, a sistemática morfológica clássica reforçando as relações de similaridade entre espécies do gênero Biomphalaria pela criação do complexo B. tenagophila e demonstrando a alta similaridade genética entre B. peregrina e B. oligoza. A análise das seqüências da região espaçadora interna ITS2 permitiu estimar as relações filogenéticas das espécies brasileiras do gênero Biomphalaria. Foram utilizados 3 diferentes métodos de inferência filogenética (neighbor-joining, parcimônia e maximum likelihood). Nossos resultados mostraram que a região ITS1 é muito variável e que ITS2 contém marcadores moleculares apropriados para a determinação das relações filogenéticas entre as espécies de Biomphalaria. As árvores filogenéticas obtidas com estes métodos apoiaram a sistemática atual baseada em dados morfológicos. Neste estudo moluscos do gênero Helisoma foram usados como outgroup.

Polimorfismo de tallas en las cercarias de una cepa venezolana de Schistosoma mansoni / Polymorphism of size in the cercariae of one venezuelan strain of Schistosoma mansoni

Mediante la impregnación con nitrato de plata, de un lote de 47 cercarias de la cepa C5 de Schistosoma mansoni (Venezuela), se evidenció un polimorfismo de tallas. El morfo estaría conformado por las cercarias mas grandes (entre 152,9 y 218µm), este grupo siempre presente en la población de cercarias en menor porcentaje (29,8 por cento). El grupo constituido por las cercarias de talla normal, menores de 152,8µm es dominante en la población de cercarias (70,2 por cento). La comparación entre el largo de ambos lotes de cercarias resultó con diferencias estadísticamente significativas (t = 5,5; P < 0,001). Para el total de las cercarias estudiadas, el largo promedio del cuerpo cercariano resultó de 143,9µm y el ancho de 68,6µm. Se detectó una correlación positiva y significativa entre el ancho y el largo de las cercarias de 1 a cepa objeto de estudio (r = 0, 83; P < 0, 00 1)

Suscetibilidade de Biomphalaria tenagophila e Biomphalaria glabrata de uma mesma regiao a duas cepas de Schistosoma mansoni / Susceptibility of Biomphalaria tenagophila and Biomphalaria glabrata from the same region to two brazilian strains of Schistoma mansoni

Em testes de suscetibilidade, a B. tenagophila (Ouro Branco - MG) mostrou-se positiva a partir da terceira geracao mantida em laboratorio para a cepa SJ de S. mansoni, em dois testes separados. Usando-se um "pool" de miracidios para as infeccoes em massa as taxas de positividade foram 5 por cento e 10 por cento, enquanto que para a cepa LE a taxa foi de 1 por cento. Com exemplares da terceira geracao expostos individualmente a 10 miracidios, a taxa de positividade de B. tenagophila (OB, MG) foi de 2 por cento para a cepa LE.AB. glabrata (Gage - MG), apresentou, em um unico teste, 58 por cento de positividade para a cepa LE, em condicoes laboratoriais. como controle para as infeccoes com a cepa SJ foi utilizado a B. tenagophila da Cabo Frio, RJ, que apresentou positividade de 47 a 85 por cento e a B. glabrata (BH) que apresentou positividade de 40 a 75 por cento.

Studies on common antigenicities between the Belo Horizonte strain, Brazil of Schistosoma mansoni eggs and Biomphalaria snails by immunoelectrophoresis.

Immunoelectrophoretic studies of common antigenicities were carried out by using rabbit sera immunized against the Belo Horizonte strain of Schistosoma mansoni eggs and crude antigens of Biomphalaria snails and vice versa. With regard to common antigenicities between S. mansoni eggs and Biomphalaria snails, S. mansoni eggs produced 4 to 5 bands with Biomphalaria glabrata pigmentado, 3 to 4 bands with B. glabrata albino and only 1 band with B. straminea. In our laboratory, the infection rate of S. mansoni miracidia to B. glabrata pigmentado was 64.3% and 55.0% for B. glabrata albino, but B. straminea was not found to be susceptible to S. mansoni miracidia. It was observe that more bands were seen between S. mansoni egg and suitable hosts. Biomphalaria snail crude antigens were fractionated by Sephadex G-100 column, and each fraction antigen was tested with anti-S. mansoni egg sera by immunoelectrophoresis. As results, three fractions were collected form each snail strains. The common antigenicities between fractionated antigens from Biomphalaria snails crude antigens and anti-S. mansoni egg sera mostly existed in the first fraction and they were estimated to have molecular weights over 45,000.