Dans une récente étude publiée dans la revue Pathogènes PLOSdes chercheurs aux États-Unis d’Amérique (USA) et au Canada ont trouvé des preuves moléculaires que les ankylostomes parasites (Ancylostome canin) chez les chiens de compagnie aux États-Unis deviennent de plus en plus résistants au benzimidazole, un médicament anthelminthique à large spectre utilisé pour le contrôle des infections.
De plus, ils ont observé que cette résistance aux médicaments devait exister depuis de nombreuses années. En conséquence, il était répandu aux États-Unis, expliquant les échecs apparents du traitement des ankylostomes ces dernières années.
Plus important encore, cette étude a démontré que les mutations de l’isotype 1 de la β-tubuline régissaient la résistance au benzimidazole chez A. caninun parasite étroitement lié aux espèces d’ankylostomes infectant les humains.
Étude : Preuve moléculaire de la résistance généralisée aux médicaments au benzimidazole chez Ancylostoma caninum chez les chiens domestiques à travers les États-Unis et découverte d’une nouvelle mutation de résistance au benzimidazole de la β-tubuline. Crédit d’image : Pressmaster/Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
Grave A. canin les infections provoquent l’anémie et la mort chez les chiens, en particulier les jeunes chiots. De plus, ce parasite est un problème de santé publique en raison de son potentiel zoonotique et de sa capacité à provoquer des infections chez l’homme. L’infection humaine est particulièrement préoccupante dans les régions tropicales en raison de ses larves migratrices cutanées.
A. canin est maintenant répandu chez les chiens de compagnie dans le monde entier, y compris aux États-Unis d’Amérique (USA), et les benzimidazoles sont l’un des médicaments anthelminthiques les plus couramment utilisés pour leur traitement et leur contrôle.
Des études antérieures ont montré une telle résistance aux médicaments anthelminthiques chez les nématodes gastro-intestinaux du bétail. Cependant, la résistance aux médicaments chez les nématodes gastro-intestinaux des chiens domestiques n’a pas été considérée auparavant comme un problème important.
À propos de l’étude
La prévalence de A. canin chez les lévriers en chenil a été gênant aux États-Unis au cours des dernières années, en partie à cause de leurs conditions de logement surpeuplées et de leurs parcours extérieurs facilitant la transmission des ankylostomes. En outre, l’utilisation excessive et fréquente de médicaments anthelminthiques pour contrôler les infections par les ankylostomes chez les lévriers a exercé une forte pression de sélection des médicaments sur A. canin.
Par conséquent, in vitro études ont montré que tous A. canin des échantillons de ces chiens traités avec des benzimidazoles et des lactones macrocycliques étaient résistants à ces médicaments. Des études antérieures portant sur les associations génotype-phénotype chez les lévriers ont également suggéré que la résistance au benzimidazole était due à des mutations Q134H(CAA>CAT) ou F167Y(TTC>TAC).
Dans la présente étude, les chercheurs ont recueilli des centaines de A. canin– échantillons fécaux de chien positifs provenant de quatre endroits aux États-Unis entre février et décembre 2020. Les échantillons ont été immédiatement réfrigérés, stockés et expédiés à l’Université de Géorgie pour analyse.
Ils ont classé les chiens donneurs en races petites, moyennes et grandes selon les définitions prédéfinies de l’American Kennel Club. Les chiens donneurs appartenaient à différents groupes d’âge, moins d’un an, un à trois ans, quatre à six ans et plus de six ans.
Tout d’abord, les chercheurs ont identifié une mutation de résistance aux médicaments dans le génome de A. caninjamais identifié auparavant chez un parasite ou une espèce fongique, qui se trouve dans le codon 134 du gène de la β-tubuline isotype-1 de A. canin. Après le processus de flottaison fécale, les chercheurs ont isolé A. canin œufs, qu’ils ont utilisés pour former des échantillons d’œufs individuels et regroupés pour l’extraction de l’acide désoxyribonucléique (ADN).
Ensuite, ils ont amplifié la séquence de 3 467 paires de bases du gène de la β-tubuline d’isotype 1 extrait des préparations d’ADN génomique d’œufs de deux échantillons de lévriers, BH45 et BH31, qui contenaient la mutation Q134H à 44,4 % et 84 %, respectivement, et D’un autre A. canin goûter.
En outre, les chercheurs ont séquencé l’haplotype du gène de la β-tubuline de l’isotype 1 presque complet pour déterminer s’il présentait d’autres mutations non synonymes. En outre, ils ont utilisé AlphaFold2 pour développer un modèle structurel pour le A. canin gène isotype-1 de la β-tubuline.
Ensuite, l’équipe a utilisé le Caenorhabditis elegans bêta-tubuline codant pour le gène ben-1 pour éditer l’allèle Q134H via des répétitions palindromiques courtes régulièrement espacées (CRISPR) – édition de la protéine 9 (Cas9) associée à CRISPR pour démontrer la signification fonctionnelle de la mutation Q134H dans des centaines d’échantillons fécaux collectés.
De plus, l’équipe a utilisé le séquençage profond des amplicons pour identifier et déterminer la fréquence du polymorphisme mononucléotidique (SNP) aux codons 134, 167, 198 et 200 du gène de la β-tubuline isotype-1. Il a fourni des estimations des fréquences de mutation dans chaque échantillon. Enfin, ils ont effectué deux réactions en chaîne par polymérase (PCR) indépendantes sur 50 échantillons choisis au hasard pour tester la répétabilité des fréquences SNP de résistance au benzimidazole déterminées par séquençage des amplicons.
Résultats
Les chercheurs ont détecté la présence d’ankylostomes résistants aux médicaments chez plus de 50 % des chiens. De plus, le dépistage de 685 échantillons positifs pour l’ankylostome provenant de chiens de compagnie dans plusieurs régions des États-Unis à l’aide d’une technologie de pointe de séquençage de l’ADN a révélé deux mutations de résistance au benzimidazole dans A. canin.
« Cela signifie que de nombreux traitements médicamenteux de routine sont désormais inefficaces et nous devons donc repenser la façon dont nous contrôlons ce parasite et utilisons d’importants médicaments antiparasitaires chez les animaux de compagnie de manière plus durable. » a dit Dr John Gilleard, Ph.D., Faculté de médecine vétérinaire de l’Université de Calgary (UCVM)
Des études antérieures n’avaient pas détecté la mutation de l’isotype 1 β-tubuline Q134H (CAA> CAT) auparavant. Il est nouveau et était présent à une fréquence élevée, c’est-à-dire ≥ 90 % dans trois A. canin échantillons, BH25, DL13 et DL14. Il s’agissait notamment de la seule mutation non synonyme sur le même haplotype.
Curieusement, une autre mutation de résistance au benzimidazole, F167Y(TTC>TAC) isotype-1 β-tubuline, était également présente mais à une fréquence beaucoup plus faible de <6%. La modélisation de l'interaction protéine-médicament a montré qu'un résidu d'acide aminé au niveau du codon 134 était en contact direct avec la région constante de l'échafaudage du médicament, perturbant ce qui réduisait son affinité pour le benzimidazole.
Le séquençage profond des amplicons a révélé que ces deux mutations étaient très répandues, avec des taux de prévalence pour les mutations F167Y et Q134H de 49,7 % et 31,2 %, respectivement, et des fréquences médianes globales de 54 % et 16,4 %, respectivement.
L’intensité de l’infection et la survenue de A. canin chez les chiens de compagnie étaient les plus élevées dans les régions du sud des États-Unis et relativement plus faibles dans les régions du nord-est et de l’ouest, probablement en raison des variations de température et d’humidité ambiantes.
Les régions de l’ouest des États-Unis, qui ont la plus faible prévalence de A. canin infections, avaient une prévalence et une fréquence plus élevées des deux mutations de résistance au benzimidazole. Enfin, les résultats de l’édition CRISPR-Cas9 ont montré que la mutation Q134H conférait une résistance comparable au benzimidazole in vivo comme mutations canoniques de résistance aux codons 167, 198 et 200.
conclusion
L’étude actuelle a révélé que la résistance au benzimidazole est géographiquement répandue chez les ankylostomes parasites gastro-intestinaux infectant les chiens de compagnie. Cela constitue une grave menace aux États-Unis, où les vétérinaires utilisent couramment des médicaments anthelminthiques pour traiter A. canin infections. De plus, puisque les cliniciens utilisent des médicaments similaires pour traiter les larves migratrices cutanées chez l’homme, cette résistance aux médicaments pourrait compromettre leur traitement.
Les chercheurs étudient également l’hypothèse selon laquelle la résistance à d’autres médicaments, tels que les lactones macrocycliques, est également répandue dans A. canin des chiens de compagnie, ce qui nécessiterait des tests phénotypiques de masse.
Néanmoins, les chercheurs ont préconisé l’utilisation des technologies de séquençage d’ADN de nouvelle génération pour le diagnostic de routine de la résistance aux médicaments pour tous les types de médicaments. En outre, ils ont souligné l’importance de la surveillance préventive pour détecter la résistance aux médicaments à un stade précoce pour la mise en œuvre de stratégies d’atténuation significatives.
