Parasita que infecta humanos produz soldados estéreis como formigas e cupins

A descoberta, publicada hoje no Anais da Academia Nacional de Ciências e financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde, coloca essa espécie de verme parasita nas fileiras de sociedades animais complexas, como formigas, abelhas e cupins, que também têm classes distintas de operárias e soldados que desistiram da reprodução para servir à sua colônia.

Quando chega aos humanos, geralmente através do consumo de peixe cru ou mal cozido, esta espécie de platelminto, Haplorchis pumíliopode causar problemas gastrointestinais e, em casos graves, derrame ou ataque cardíaco. Cozinhar completamente o peixe ou congelar qualquer um que seja destinado a ser comido cru por pelo menos uma semana é o suficiente para matar os trematódeos, de acordo com as diretrizes da Food and Drug Administration. Embora não haja estatísticas específicas para Haplorchis pumílioinfecções por trematódeos transmitidas por alimentos causam 2 milhões de anos de vida perdidos por incapacidade e morte em todo o mundo a cada ano.

Ao contrário de abelhas e cupins, as colônias dessa espécie de platelminto não ficam no subsolo ou em um oco de árvore, mas dentro do corpo de um caracol vivo. Os parasitas não matam o caracol, mas, em vez disso, sugam nutrientes por anos enquanto bombeiam clones de natação livre que procuram peixes, o próximo hospedeiro dos platelmintos em seu complexo ciclo de vida.

“Comparado a abelhas ou cupins, você pode encaixar muito mais colônias desses platelmintos no laboratório”, disse Ryan Hechinger, ecologista da Scripps e autor sênior do estudo. “Esses platelmintos podem se tornar ferramentas inestimáveis ​​para sondar questões fundamentais da sociobiologia — como, ‘como esse tipo de organização social evolui?'”

Enquanto algumas outras espécies nesta classe de platelmintos parasitas, chamados trematódeos, também têm soldados, os soldados dessas espécies ainda podem conter algum tecido reprodutivo inativo, sugerindo que eles podem se tornar reprodutivos em algum momento. Este estudo é a primeira evidência de soldados trematódeos que são tão especializados fisicamente em sua tarefa que não têm nenhum tecido reprodutivo e parecem permanentemente incapazes de reprodução, disse Hechinger.

Haplorchis pumílio forma colônias semelhantes a ninhos dentro do caracol de água doce Melanoides tuberculata e então infecta dois outros hospedeiros sucessivos durante seu ciclo de vida — tipicamente peixes e finalmente um vertebrado de sangue quente. Tanto o trematódeo quanto o caracol são nativos da África e do sul da Ásia, mas são co-invasivos nas Américas, incluindo Califórnia, Texas e Flórida.

A fase do ciclo de vida deste trematódeo quando ele forma uma colônia dentro do caracol é onde os pesquisadores encontraram a casta de soldados. Os soldados defendem a colônia contra intrusos — como outros parasitas — usando uma boca grande que cria uma sucção poderosa capaz de rasgar buracos em seus inimigos e sugar suas entranhas.

“Esses vermes querem proteger sua casa”, disse Dan Metz, autor principal do artigo e pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Nebraska-Lincoln, que conduziu este estudo durante seu PhD na Scripps. “Outro parasita infectando seu caracol é como alguém entrando em sua casa e ameaçando sua família. Você fará o que puder para proteger sua família, e esses vermes também farão.”

Metz encontrou esses vermes de forma um tanto fortuita. Em uma caminhada ao redor do Lago Murray em San Diego, Califórnia, ele viu um caracol desconhecido na beira da água e o levou de volta ao laboratório. Descobriu-se que o caracol era Melanoides tuberculata e também foi infectado pelo trematódeo Haplorchis pumílio.

Ao olhar mais de perto a colônia de parasitas, Metz e Hechinger notaram que muitos membros da colônia tinham cerca de metade do comprimento e proporções diferentes do resto. Esses vermes menores acabaram sendo os soldados, que, apesar de terem menos de meio milímetro de comprimento (0,02 polegadas), tinham bocas cinco vezes maiores do que as de suas contrapartes muito maiores e reprodutivamente capazes.

“Esses soldados são realmente apenas mandíbulas móveis”, disse Metz. “Toda a função deles é morder coisas.”

Por meio de experimentos e exames detalhados, Metz e Hechinger descobriram diversas linhas de evidências que sugerem que esses soldados são totalmente diferentes de seus parentes com capacidade reprodutiva dentro da colônia.

Primeiro, todos os soldados não tinham órgãos reprodutivos, enquanto até mesmo os vermes reprodutivos mais imaturos — incluindo os não nascidos ainda dentro de seus pais — tinham estruturas reprodutivas detectáveis. Segundo, os pesquisadores não encontraram nenhum verme que tivesse proporções corporais que parecessem preencher a lacuna física entre os soldados e os vermes reprodutivos. Soldados de todos os tamanhos tinham mandíbulas relativamente grandes em comparação com o tamanho geral do corpo, enquanto nenhum verme reprodutivo se aproximava das proporções centradas na boca dos soldados. E terceiro, os pesquisadores mostraram por meio de testes experimentais que os soldados atacavam consistentemente outros parasitas, enquanto os vermes reprodutivos quase não mostravam comportamento agressivo.

O estudo também mostrou que ter soldados dedicados parece facilitar o domínio ecológico para essa espécie de trematódeo, pelo menos em sua área invasora no sul da Califórnia. Entre outras espécies de trematódeos que também invadiram o sul da Califórnia e que infectam o mesmo caracol, os pesquisadores calcularam que a espécie produtora de soldados causou cerca de 94% de todas as mortes que ocorreram entre as diferentes espécies. Esse poder de fogo superior no conflito de trematódeos levou as abundâncias das outras espécies de trematódeos a serem muito menores do que seriam de outra forma.

“Os soldados não infectam humanos — eles estão apenas nos caracóis”, disse Metz. “Um estágio diferente no ciclo de vida do verme infecta vertebrados de sangue quente, incluindo pessoas, mas ter soldados torna esse parasita mais bem-sucedido em infectar caracóis, o que significa mais oportunidades de transmissão para pessoas.”

Este parasita está se espalhando globalmente e entender sua biologia pode ser importante para a saúde pública, bem como para entender as raízes evolutivas da organização social complexa. Também pode haver muito mais espécies de trematódeos com castas de soldados permanentes.

“Nós realmente mal começamos a procurar”, disse Hechinger. “Pode haver até 200.000 espécies de trematódeos no planeta, e nós só olhamos para algumas delas no contexto da organização social. Há muito mais esperando para ser descoberto sobre as maneiras pelas quais os trematódeos criam sociedades complexas com divisão de trabalho.”