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イベルメクチン、クエン酸ピランテル、チアベンダゾールへのインビトロ曝露後のパラスカリス・ユニバレンスにおける転写応答
Transcriptional responses in Parascaris univalens after in vitro exposure to ivermectin, pyrantel citrate and thiabendazole.
PMID: 32646465 PMCID: PMC7346371. DOI: 10.1186/s13071-020-04212-0.
抄録
背景:
Parascaris univalens は、世界中の子馬や子馬に寄生する病原性の寄生虫です。近年、Parascaris spp.の寄生虫は、一般的に使用されている駆虫薬のいくつかに対して抵抗性を示すようになってきたが、そのメカニズムは現在のところ不明である。本研究の目的は、3 種類の駆虫薬を異なる濃度で in vitro 曝露した後の P. univalens 成虫の転写反応を、薬物標的と薬物代謝経路に焦点を当てて調査することであった。
BACKGROUND: Parascaris univalens is a pathogenic parasite of foals and yearlings worldwide. In recent years, Parascaris spp. worms have developed resistance to several of the commonly used anthelmintics, though currently the mechanisms behind this development are unknown. The aim of this study was to investigate the transcriptional responses in adult P. univalens worms after in vitro exposure to different concentrations of three anthelmintic drugs, focusing on drug targets and drug metabolising pathways.
方法:
屠殺時に 2 頭の仔馬の腸から成虫が採取されました。子馬は自然に感染しており、駆虫剤で処理されたことはなかった。ワームは、イベルメクチン（10M、10M、10M）、クエン酸ピランテル（10M、10M、10M）、チアベンダゾール（10M、10M、10M）、または駆虫剤なし（コントロール）のいずれかの濃度を含む細胞培地中で37℃で24時間培養した。インキュベーション後、ワームの生存率を評価し、36ワームの前部領域から抽出したRNAとイルミナNovaSeq 6000システム上で配列決定した。
METHODS: Adult worms were collected from the intestines of two foals at slaughter. The foals were naturally infected and had never been treated with anthelmintics. Worms were incubated in cell culture media containing different concentrations of either ivermectin (10 M, 10 M, 10 M), pyrantel citrate (10 M, 10 M, 10 M), thiabendazole (10 M, 10 M, 10 M) or without anthelmintics (control) at 37 °C for 24 h. After incubation, the viability of the worms was assessed and RNA extracted from the anterior region of 36 worms and sequenced on an Illumina NovaSeq 6000 system.
結果:
すべてのワームはインキュベーション終了時には生存していたが、使用した薬剤と濃度によって生存可能性の程度が異なることがわかった。微分発現（Padj<0.05、log2倍変化≥1または≤-1）解析により、異なる薬物クラスへの曝露後の転写反応の類似性と相違が示された。薬物に曝露されたワームでアップレギュレーションまたはダウンレギュレーションされる候補遺伝子には、短鎖脱水素酵素/還元酵素スーパーファミリー(SDR)、フラビン含有モノオキシゲナーゼスーパーファミリー(FMO)、チトクロームP450ファミリー(CYP)の他、膜輸送体の主要促進因子スーパーファミリー(MFS)と溶質輸送体スーパーファミリー(SLC)のメンバーが含まれます。一般的に、使用された駆虫薬の異なる標的は、薬剤曝露後に非特異的なパターンでアップレギュレーションされたり、ダウンレギュレーションされたりすることがわかったが、イベルメクチン10Mに曝露されたワームでのみアップレギュレーションされたGABA受容体サブユニットlgc-37は別である。
RESULTS: All worms were alive at the end of the incubation but showed varying degrees of viability depending on the drug and concentration used. Differential expression (Padj < 0.05 and log2 fold change ≥ 1 or ≤ - 1) analysis showed similarities and differences in the transcriptional response after exposure to the different drug classes. Candidate genes upregulated or downregulated in drug exposed worms include members of the phase I metabolic pathway short-chain dehydrogenase/reductase superfamily (SDR), flavin containing monooxygenase superfamily (FMO) and cytochrome P450-family (CYP), as well as members of the membrane transporters major facilitator superfamily (MFS) and solute carrier superfamily (SLC). Generally, different targets of the anthelmintics used were found to be upregulated and downregulated in an unspecific pattern after drug exposure, apart from the GABA receptor subunit lgc-37, which was upregulated only in worms exposed to 10 M of ivermectin.
結論:
我々の知る限りでは、lgc-37とFMO、SDR、MFS、SLCスーパーファミリーのメンバーの発現がP. univalensで報告されたのは今回が初めてであり、今後はこれらの候補遺伝子の特徴を明らかにし、薬物代謝と駆虫剤耐性への潜在的な関与をさらに探ることに焦点を当てるべきである。
CONCLUSIONS: To our knowledge, this is the first time the expression of lgc-37 and members of the FMO, SDR, MFS and SLC superfamilies have been described in P. univalens and future work should be focused on characterising these candidate genes to further explore their potential involvement in drug metabolism and anthelmintic resistance.