Association of the polymorphism Exon 1 (A/O) region of the mannose-binding lectin gene and periportal fibrosis regression in schistosomiasis after specific treatment

Abstract INTRODUCTION: We evaluated the association between genetic polymorphisms in exon 1 (A/O alleles) and promoter regions at positions -550 (H/L variant, rs11003125) and -221 (X/Y variant, rs7096206) MBL2 and periportal fibrosis regression. METHODS: This was a retrospective cohort study involving 114 Brazilians infected with Schistosoma mansoni, who were subjected to follow-up for three years after specific treatment for schistosomiasis to estimate the probability of periportal fibrosis regression. RESULTS: A risk association was observed between polymorphism at the exon 1 MBL2 and periportal fibrosis regression. CONCLUSIONS: This study suggests that the polymorphism of exon 1 MBL2 may potentially be used to predict periportal fibrosis regression in this population.

Análise em larga escala de transcritos processados por Spliced leader trans-splicing em esporocistos de Schistosoma mansoni

A esquistossomose é uma das mais importantes doenças parasitárias sendo endêmica em 76 países. No Brasil, esta representa um dos mais sérios problemas de saúde pública,persistindo devido às precárias condições de vida nas quais a população está inserida.O Schistosoma mansoni é a única espécie descrita no Brasil responsável por causar a esquistossomose. Este parasito é um metazoário digenético com várias características única sem sua morfologia, fisiologia e ciclo de vida. Diante disto, é provável uma complexa regulação da expressão gênica em S. mansoni favorecendo mudanças morfológicas e bioquímicas atendendo as suas necessidades fisiológicas e de adaptação aos diversos ambientes. Assim, o mecanismo de regulação pós-transcricional, Splicedleader (SL) trans-splicing, existente no parasito, pode ser importante para viabilizar tais adaptações. Este mecanismo é apenas parcialmente compreendido sendo um amplo campo para pesquisa, auxiliando no desenvolvimento de possíveis ferramentas para o controle da esquistossomose.

O SL trans-splicing ocorre através da adição de uma sequência identificada como Spliced leader, que é doada da extremidade 5’ de um RNA pequeno, para alguns pré-mRNAs receptores, formando o éxon 5’ terminal dos mRNAs maduros. Neste trabalho, foi realizado a identificação de transcritos processados por SL trans-splicing na fase de esporocisto do ciclo de vida do S. mansoni através da construção de biblioteca de cDNA enriquecida neste mecanismo. Assim, por meio de um estudo pioneiro de transcriptômica envolvendo a fase de esporocisto, foram construídas bibliotecas do tipo fragmento e utilizado um sequenciador de segunda geração para identificação de 1.191 transcritos processados por SL trans-splicing nesta fase. Neste trabalho foi observado que 10% dos transcritos expressos na fase de esporocisto são processados por SL trans-splicing se comparado à 5ª versão do proteoma predito de S. mansoni e 15%, se comparado com os 6.677 genes expressos identificados no transcriptoma da fase de esporocisto. Ainda, a partir da classificação dostranscritos em categorias funcionais e identificação de vias metabólicas, foi observado que o mecanismo de SL trans-splicing não está particularmente enriquecido, caracterizando-se como um mecanismo ubíquo. Em conjunto, estes dados enriquecem os estudos de transcriptômica do parasito S. mansoni. Compreender as reais funções deste mecanismo pode auxiliar no desenvolvimento futuro de uma ferramenta de intervenção terapêutica para o controle da esquistossomose mansônica.

Análise em larga escala de transcritos processados por Spliced leader trans-splicing em esporocistos de Schistosoma mansoni / Large-scale analysis of transcripts processed by Spliced Leader trans-splice sporocysts of Schistosoma mansoni

A esquistossomose é uma das mais importantes doenças parasitárias sendo endêmica em 76 países. No Brasil, esta representa um dos mais sérios problemas de saúde pública,persistindo devido às precárias condições de vida nas quais a população está inserida.O Schistosoma mansoni é a única espécie descrita no Brasil responsável por causar a esquistossomose. Este parasito é um metazoário digenético com várias características única sem sua morfologia, fisiologia e ciclo de vida. Diante disto, é provável uma complexa regulação da expressão gênica em S. mansoni favorecendo mudanças morfológicas e bioquímicas atendendo as suas necessidades fisiológicas e de adaptação aos diversos ambientes. Assim, o mecanismo de regulação pós-transcricional, Splicedleader (SL) trans-splicing, existente no parasito, pode ser importante para viabilizar tais adaptações. Este mecanismo é apenas parcialmente compreendido sendo um amplo campo para pesquisa, auxiliando no desenvolvimento de possíveis ferramentas para o controle da esquistossomose...

O SL trans-splicing ocorre através da adição de uma sequência identificada como Spliced leader, que é doada da extremidade 5’ de um RNA pequeno, para alguns pré-mRNAs receptores, formando o éxon 5’ terminal dos mRNAs maduros. Neste trabalho, foi realizado a identificação de transcritos processados por SL trans-splicing na fase de esporocisto do ciclo de vida do S. mansoni através da construção de biblioteca de cDNA enriquecida neste mecanismo. Assim, por meio de um estudo pioneiro de transcriptômica envolvendo a fase de esporocisto, foram construídas bibliotecas do tipo fragmento e utilizado um sequenciador de segunda geração para identificação de 1.191 transcritos processados por SL trans-splicing nesta fase. Neste trabalho foi observado que 10% dos transcritos expressos na fase de esporocisto são processados por SL trans-splicing se comparado à 5ª versão do proteoma predito de S. mansoni e 15%, se comparado com os 6.677 genes expressos identificados no transcriptoma da fase de esporocisto. Ainda, a partir da classificação dostranscritos em categorias funcionais e identificação de vias metabólicas, foi observado que o mecanismo de SL trans-splicing não está particularmente enriquecido, caracterizando-se como um mecanismo ubíquo. Em conjunto, estes dados enriquecem os estudos de transcriptômica do parasito S. mansoni. Compreender as reais funções deste mecanismo pode auxiliar no desenvolvimento futuro de uma ferramenta de intervenção terapêutica para o controle da esquistossomose mansônica...

Diagnosing schistosomiasis: where are we?

In light of the World Health Organization's initiative to extend schistosomiasis morbidity and mortality control programs by including a disease elimination strategy in low endemic settings, this paper reviews diagnostic tools described during the last decades and provide an overview of ongoing efforts in making an efficient diagnostic tool available worldwide. A literature search on PubMed using the search criteria schistosomiasis and diagnosis within the period from 1978 to 2013 was carried out. Articles with abstract in English and that used laboratory techniques specifically developed for the detection of schistosomiasis in humans were included. Publications were categorized according to the methodology applied (parasitological, immunological, or molecular) and stage of development (in house development, limited field, or large scale field testing). The initial research generated 4,535 publications, of which only 643 met the inclusion criteria. The vast majority (537) of the publications focused on immunological techniques; 81 focused on parasitological diagnosis, and 25 focused on molecular diagnostic methods. Regarding the stage of development, 307 papers referred to in-house development, 202 referred to limited field tests, and 134 referred to large scale field testing. The data obtained show that promising new diagnostic tools, especially for Schistosoma antigen and deoxyribonucleic acid (DNA) detection, which are characterized by high sensitivity and specificity, are being developed. In combination with international funding initiatives these tools may result in a significant step forward in successful disease elimination and surveillance, which is to make efficient tests accessible and its large use self-sustainable for control programs in endemic countries.

Association of MICA gene polymorphisms with liver fibrosis in schistosomiasis patients in the Dongting Lake region

Major histocompatibility complex class I chain-related A (MICA) is a highly polymorphic gene located within the MHC class I region of the human genome. Expressed as a cell surface glycoprotein, MICA modulates immune surveillance by binding to its cognate receptor on natural killer cells, NKG2D, and its genetic polymorphisms have been recently associated with susceptibility to some infectious diseases. We determined whether MICA polymorphisms were associated with the high rate of Schistosoma parasitic worm infection or severity of disease outcome in the Dongting Lake region of Hunan Province, China. Polymerase chain reaction-sequence specific priming (PCR-SSP) and sequencing-based typing (SBT) were applied for high-resolution allele typing of schistosomiasis cases (N = 103, age range = 36.2-80.5 years, 64 males and 39 females) and healthy controls (N = 141, age range = 28.6-73.3 years, 73 males and 68 females). Fourteen MICA alleles and five short-tandem repeat (STR) alleles were identified among the two populations. Three (MICA*012:01/02, MICA*017 and MICA*027) showed a higher frequency in healthy controls than in schistosomiasis patients, but the difference was not significantly correlated with susceptibility to S. japonicum infection (Pc > 0.05). In contrast, higher MICA*A5 allele frequency was significantly correlated with advanced liver fibrosis (Pc < 0.05). Furthermore, the distribution profile of MICA alleles in this Hunan Han population was significantly different from those published for Korean, Thai, American-Caucasian, and Afro-American populations (P < 0.01), but similar to other Han populations within China (P > 0.05). This study provides the initial evidence that MICA genetic polymorphisms may underlie the severity of liver fibrosis occurring in schistosomiasis patients from the Dongting Lake region.

Genetic epidemiology of infectious disease

The genetic mechanisms involved in the variability of the human response to the infection of some organisms are critically reviewed. For leprosy and leishmaniasis there seems to exist no simple and general mechanism. The Mitsuda reaction, however, seems to be the most important phenotype measuring the human response to M. leprae. Several genes are known to affect the resistance/susceptibility to malaria. Studies on this disease should take into account all of this variability and be particularly cautious regarding the natural history of the population under study in order to establish the relative importance of given genes on a given population subject to a give epidemic. The sole parasitic disease that did not show discrepancies among studies is schistosomiasis, indicating the importance of a single additive gene that, ultimately, acts on the individualïs capacity to build and efficient eosinophilia. Future studies should focus on general mechanisms as well as on explanations of the existent disparities between studies.

Absence of linkage between MHC and a gene involved in susceptibility to human schistosomiasis

Six hundred million people are at risk of infection by Schistosoma mansoni, MHC haplotypes have been reported to segregate with susceptibility to schistosomiasis in murine models. In humans, a major gene related to susceptibility/resistance to infection by S. mansoni (SM1) and displaying the mean fecal egg count as phenotype was detected by segregation analysis. This gene displayed a codominant mode of inheritance with an estimated frequency of 0.20-0.25 for the deleterious allele and accounted for more than 50 percent of the variance of infection levels. To determine if the SM1 gene segregates with the human MHC chromosomal region, we performed a linkage study by the lod score method. We typed for HLA-A, B, C, DR and DQ antigens in 11 informative families from an endemic area for schistosomiasis in Bahia, Brazil, by the microlymphocytotoxicity technique. HLA-DR typing by the polymerase chain reaction with sequence-specific primers (PCR-SSP) and HLA-DQ were confirmed by PCR-sequence-specific oligonucleotide probes (PCR-SSOP). The lod scores for the different theta values obtained clearly indicate that there is no physical linkage between HLA and SM1 genes. Thus, susceptibility or resistance to schistosomiasis, as defined by mean fecal egg count, is not primarily dependent on the host's HLA profile. However, if the HLA molecule plays an important role in specific immune responses to S. mansoni, this may involve the development of the different clinical aspects of the disease such as granuloma formation and development of hepatosplenomegaly.