Конкуренция улиток снижает заражённость паразитами, вызывающими шистосомоз
Шистосомоз — изнурительное заболевание, вызываемое паразитическим червем, который развивается в пресноводных улитках, прежде чем заразить человека. Один из методов контроля распространения болезни (также известной как «лихорадка улиток») — сокращение популяции улиток с помощью пестицидов.
Однако новое исследование под руководством Университета Эмори показывает, что передача шистосом может быть максимальной как раз при низкой численности популяции пресноводных улиток. Proceedings of the National Academy of Sciences опубликовали это первое исследование, демонстрирующее связь между размером популяции улиток и уровнем её паразитарной инвазии.
«Мы показали, что чем больше улиток в пресноводном источнике, тем менее опасна каждая отдельная улитка с точки зрения количества выделяемых паразитов», — говорит Дэвид Сивителло, ведущий автор исследования. Сила нашего открытия в том, что мы продемонстрировали этот эффект как в полевых условиях, на естественных местах передачи, так и в экспериментальном контексте».
Исследование имеет важные последствия для политики, направленной на снижение передачи шистосомоза. Паразиты, вызывающие это одно из наиболее значительных забытых тропических заболеваний, в настоящее время инфицируют более 200 миллионов человек.
«Наши результаты показывают, что если применить высокую дозу пестицидов для сокращения популяции улиток, заразность оставшихся улиток может резко возрасти, — говорит Сивителло. — Убить каждую улитку практически невозможно, и вы создаёте условия для восстановления риска заражения. Когда популяция улиток начинает восстанавливаться, наши данные говорят, что это время с чрезвычайно высоким потенциалом передачи паразитов человеку».
Предыдущие лабораторные эксперименты показали, что когда отдельная инфицированная пресноводная улитка хорошо питается, она может производить на тысячи паразитов в день больше, чем недокормленная улитка. Недокормленная заражённая улитка может производить всего одного паразита в день.
«Кажется, что в случае этих пресноводных улиток всё наоборот. Когда улитки полны энергии, это даёт больше питательных веществ, которые паразиты могут у них украсть для размножения».
Хронические инфекции шистосомоза наносят значительный ущерб здоровью в странах Африки к югу от Сахары, на Ближнем Востоке, в Южной Америке и Юго-Восточной Азии. Болезнь циркулирует между людьми и пресноводными улитками, живущими в источниках воды, где люди купаются, стирают одежду, моют посуду и набирают воду для домашних нужд.
Когда яйца паразитических червей вылупляются в воде, личинки внедряются в улиток. После развития в свободноплавающих червей они выходят из своих хозяев-улиток и возвращаются в воду. Эти черви могут затем внедриться в кожу людей, контактирующих с водой.
В организме человека черви проникают в кровеносные сосуды, где питаются эритроцитами, созревают во взрослых особей, спариваются. Самка откладывает сотни тысяч яиц в день. Многие яйца выделяются с фекалиями и мочой, которые снова попадают в источники воды, продолжая цикл заражения. Часть яиц задерживается в тканях и органах человека, что приводит к иммунным реакциям и прогрессирующему повреждению печени, мочевого пузыря, почек и мочеполового тракта. Классический симптом хронической инфекции — кровь в моче.
Лекарство Празиквантел имеет ограничения: оно убивает зрелых взрослых шистосом в человеке, но не молодых паразитов 5–6 недель от роду. Последующая лекарственная терапия не устраняет инфекцию в окружающей среде.
«В последние годы растёт признание того, что для прерывания передачи шистосомоза необходим эффективный контроль над пресноводными улитками наряду с лечением людей», — отмечает Сивителло.
Для статьи в PNAS исследователи провели полевые исследования в регионе Мванза в Танзании, где шистосомоз является эндемичным. Они обнаружили, что улитки, собранные из водоёмов с высокой плотностью популяции, были слабо заразны. Напротив, в водоёмах с низкой численностью улиток уровень их паразитарной инвазии был высок.
Эксперименты в условиях открытой лаборатории дополнительно показали, как рост популяции улиток от низкой до высокой плотности создаёт всплеск заразности среди популяции, прежде чем конкуренция снова заставит её снизиться.
«Наши результаты показывают, что если обрабатывать водоёмы пестицидами против улиток нечасто, вы, скорее всего, вскоре получите восстановление популяции улиток с более высокой степенью заразности, что потенциально создаст всплеск передачи людям, — заключает Сивителло. — Возможно, лучше либо вообще не применять пестицид, либо применять его чаще, чтобы предотвратить восстановление популяции улиток».
Лаборатория Сивителло планирует продолжать сотрудничество с коллегами в Танзании для сбора более детальных данных, чтобы помочь разработать наиболее эффективные методы контроля пресноводных улиток для использования в сочетании с другими профилактическими методами борьбы с шистосомозом.