Parásitos modulan el microbioma intestinal de insectos: Un estudio prueba de concepto
La complicación ética del uso de diferentes organismos para ser usados como individuos de análisis en experimentos de infección por parásitos ha llevado a la necesidad de buscar nuevos modelos útiles que reflejen el efecto de la interacción del huésped con el parásito pero también con el microbioma asociado. En orden de buscar las 3R (reducir, reemplazar y refinar), los insectos aparecen como un buen modelo de interacción huésped parásito además de ser relativamente más económicos. En este trabajo se buscó revisar el efecto que tiene la infección del cestodo Hymenolepis diminuta parásito de insectos y mamíferos en el microbioma del escarabajo Tenebrio molitor.Para responder esto se realizaron 2 experimentos donde se infectaron 32 escarabajos con 300 huevecillos de H. diminuta de manera individual y se revisó el estado de la infección analizando el microbioma, la presencia de oncosferas en la hemolinfa y phenoloxidase en la hemolinfa durante dos periodos (2 y 7 días posteriores a la infección). También se revisó el efecto que tiene el microbioma en la infección de H. diminuta al tratar a grupos de escarabajos con antibiótico previo a la infección. Todos los experimentos también tuvieron comparación de grupos controles no infectados y no tratados con antibióticos.
Entre los resultados del primer experimento de se observó que la composición del microbioma está compuesto principalmente tanto para los grupos infectados como para el grupo control de proteobacterias teniendo una mayor abundancia en el 7 dia por infección ( 72% en los infectados y 42% en el control al dia 2 y 91 y 81% respectivamente al día 7). La diversidad alfa fue mayor en el dia 7 para ambos grupos pero siendo más representativo en los individuos infectados. Los géneros más representados durante el día dos fueron los géneros de Erwinia y Lactococcus mientras que para el dia 7 los géneros Acinetobacter y Enterobacter. En cuanto a los hongos encontrados en el microbioma se detectó un aumento en la diversidad del dia 2 al 7.
En cuanto al tratamiento con antibiótico se observaron diferencias en la composición del microbioma donde el filo de Proteobacteria disminuyó con de un 89% a un 57% no así el filo de los firmicutes que aumentó de un 9.4% a un 41% esto tuvo una reducción en la infección de los cestodos de un 70%.
No se encontraron diferencias significativas en el sistema inmune de los escarabajos del día 2 al 7.
La infección en los escarabajos infieren los autores está fuertemente atribuida a la composición del microbioma, el mecanismo de infección depende del desarrollo de los huevos y la formación de la oncosfera que por acción de fenoloxidasas y arpones estructurales penetran la membrana al intestino. En experimentos previos de los autores demostraron que la quitina propia de los huevecillos puede tener un efecto en la composición del microbioma además explican que es posible que la acción de las oncosfera al interior del insecto genera cambios en el potencial redox del intestino por la acción de la presencia de la hemolinfa favoreciendo a las bacterias aerobias facultativas. En cuanto al aumento de la diversidad de hongos en el microbioma de insectos infectados, los autores explican que este aumento puede deberse a los cambios fisiológicos del intestino por parte de la infección de los cestodos disminuyendo la presencia de grupos dominantes permitiendo la colonización de otros grupos de hongos.
Con estos resultados los autores abogan que los insectos pueden ser un buen ejemplo para ser utilizados de manera rutinaria para observar los efectos de los parásitos en el huésped y el microbioma asociado, ademas de permitir estudios que ejemplifiquen los mecanismos de acción de los parásitos.
Fredensborg BL, Fossdal í Kálvalíð I, Johannesen TB, Stensvold CR, Nielsen HV, Kapel CMO (2020) Parasites modulate the gut-microbiome in insects: A proof-of-concept study. PLoS ONE 15(1): e0227561. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0227561
