< Terug naar vorige pagina

Project

De evolutionaire epidemiologie van schistosomiase in het Senegal Rivierbekken. Het koppelen van parasietgenetica met infectie en pathologie in de mens

Schistosomiase is een armoede-gerelateerde ziekte die meer dan 200 miljoen mensen treft, voornamelijk in ontwikkelingslanden. Meer dan 90 procent van hen leeft in Afrika, ten zuiden van de Sahara. Schistosomiase wordt veroorzaakt door Schistosoma platwormen die zich in het bloedvatenstelsel van zoogdieren bevinden. Zoetwaterslakken doen dienst als tussengastheer. Slechts één geneesmiddel is beschikbaar dat afdoend is tegen alle humane Schistosoma soorten, Praziquantel. Dit doodt echter geen immature wormen en het voorkomt geen herinfectie waardoor de ziekte steeds weer opduikt. De pathologie wordt in de eerste plaats veroorzaakt door eitjes die in weefsels blijven steken en er ontstekingen veroorzaken. Deze kunnen onder andere leiden tot fibrose van de lever of de urineblaas.

De kern van dit doctoraat bestaat uit het integreren van parasiet genetica en evolutionaire biologie met de epidemiologie van schistosomiase, zogenoemd “evolutionaire epidemiologie”, in het Senegal Rivierbekken (SRB) (Noord Senegal). In de jaren ’80 werden twee dammen gebouwd, op de Senegal rivier en op de Bafing rivier. Deze induceerden ecologische veranderingen die uiteindelijk leidden tot een epidemie van intestinale schistosomiase (veroorzaakt door Schistosoma mansoni). Enkele jaren na deze uitbraak nam ook de prevalentie van S. haematobium en S. bovis drastisch toe. Schistosoma haematobium veroorzaakt urinaire schistosomiase in de mens, S. bovis veroorzaakt intestinale schistosomiase in vee. S. mansoni en S. haematobium zijn momenteel co-endemisch in het SRB en in de omgeving van het Lac de Guièrs. Vele mensen in deze regio zijn, bijgevolg, met beide soorten geïnfecteerd.

In het eerste deel van dit doctoraat werd de moleculaire epidemiologie van S. haematobium in het Senegal Rivierbekken bestudeerd. De transmissie van S. haematobium is hier mogelijks beïnvloed door de hybridisatie tussen S. haematobium en S. bovis. Hoewel hybridisatie tussen verschillende Schistosoma soorten steeds vaker wordt waargenomen, zijn de gevolgen hiervan voor de evolutie van de parasiet en voor het ziektebeeld onbekend. De introgressie van nieuwe genen zou de transmissie en virulentie van parasieten kunnen beïnvloeden, alsook de effectiviteit van een behandeling. Hoofdstuk 2 beschrijft de heterogene verspreiding van hybriden over tien dorpen in het SRB. De meerderheid van de hybriden vertoonden een S. haematobium nucleair ITS rDNA profiel en een S. bovis mitochondriaal cox1 profiel. We vonden een onverwachte associatie tussen de aanwezigheid van de S. haematobium x S. bovis hybriden en de prevalentie van S. mansoni, echter niet met de prevalentie van S. haematobium. Het bestuderen van de ei morfologie (Hoofdstuk 3) bleek niet bij te dragen tot de detectie van hybriden. In tegenstelling tot wat geweten is uit experimentele studies, bleek de morfologie van hybride eitjes gelijkaardig aan deze van typische S. haematobium eitjes. Ook op basis van 17 nucleaire microsatelliet merkers (Hoofdstuk 4) clusterden de hybride parasieten niet apart van de ‘pure’ S. haematobium parasieten. Dit wijst erop dat de hybride wormen in “panmixis” zijn met de ‘pure’ S. haematobium wormen, maar niet met ‘pure’ S. bovis: de paring blijkt willekeurig en nucleair verschillen hybriden niet van de ‘pure’ S. haematobium parasieten. Hybriden van de eerste generatie werden niet gevonden. Dit betekent dat, in een natuurlijke omgeving, een duidelijke afbakening van de soorten S. haematobium en S. bovis blijft bestaan en dat hybridisatie eerder zeldzaam is. Dit is in tegenstelling tot wat wordt waargenomen in experimenten. De transmissie van S. haematobium tussen dorpen in het SRB bleek beperkter dan tussen individuele gastheren van hetzelfde dorp. Voor S. mansoni daarentegen bleek uit eerder onderzoek van onze groep dat de transmissie hoog is, zowel tussen dorpen als tussen gastheren. De oorzaak hiervan is niet met zekerheid gekend. De genetische diversiteit van de tussengastheer (zoetwaterslak) kan een rol spelen, alsook de verschillende kolonisatiegeschiedenis van deze parasieten.

In het tweede deel van dit doctoraat bestudeerden we de evolutionaire epidemiologie van Schistosoma mansoni op een fijnere schaal: de genetische variatie van parasietpopulaties werd vergeleken tussen individuele gastheren en gelinkt met gastheer-gerelateerde factoren. We vertrokken van de hypothese dat naast gastheer-gerelateerde factoren, ook genetische variatie in de parasietenpopulatie een belangrijk deel van de variatie in het ziektebeeld kan verklaren. In Hoofdstuk 5 vonden we een significante associatie tussen allelische variatie op het parasietlocus L46951 en de infectie intensiteit en blaaspathologie van de gastheer. We stelden de hypothese dat dit locus gelinkt kan zijn met de fecunditeit van de parasiet. We voerden in vivo experimenten uit om de causaliteit van deze associatie aan te tonen (Hoofdstuk 6). We konden echter niet voldoende biologische replica genereren om dergelijk bewijs te leveren. Toch was de experimentele set-up veelbelovend; voorlopige resultaten toonden immers aan dat elk parasiet genotype een specifiek ziektebeeld (fenotype) induceert.

Het ophelderen van interacties en hybridisatie tussen Schistosoma soorten in het SRB is noodzakelijk voor het verbeteren van bestrijdingsstrategieën. Meer kennis over het functionele mechanisme dat leidt tot de associatie tussen de genetische variatie van parasietpopulaties en het ziektebeeld van schistosomiase, kan bijdragen tot de ontwikkeling van nieuwe medicijnen en vaccinaties.

 

Datum:1 okt 2012  →  5 jul 2017
Trefwoorden:Fish, aquaculture
Disciplines:Dierkundige biologie, Geologie, Aquatische wetenschappen, uitdagingen en vervuiling, Visserij
Project type:PhD project