La inhibición de la gamma secretasa altera la expresión de genes de la vía de señalización Notch en el cisticerco de Taenia solium y reprime la evaginación del escólex

Abstract

The cestode Taenia solium, the causative agent of neurocysticercosis, can be an intestinal flatworm or a larval cyst that lodges in soft tissues like the brain. The cyst stage is an invaginated, underdeveloped worm inside a 10-15 mm vesicle. If a person ingests a cyst, present in infected pork meat, gastric juices stimulate the evagination of the “head” or scolex, initiating the metamorphoses into the adult form. The worm can grow up to 3 meters, forming proglottids. These mature sexually and produce eggs that are expelled in feces and can contaminate water sources and food. Eggs ingested by pigs or humans develop as cysts, closing the life cycle of the parasite. The Notch pathway is involved in developmental processes such as tissue patterning, sexual maturation, and neural development. Since Notch genes participate in the body patterning and segmentation of the cestode Hymenolepis microstoma, we tested if this pathway had a role in the evagination of T. solium, as an initial and determining event in development. Groups of cysts were cultured in the presence of taurocholic acid (TA), to induce evagination, or DAPT, to inhibit the gamma secretase and indirectly Notch signaling. After five days, 92% of the cysts treated with TA had evaginated the scolex; the induced juvenile worms showed increased expression of the notch1 receptor, measured by RT-qPCR. Conversely, 93% of the cysts treated with DAPT for five days failed to evaginate the scolex. Cysts cultivated in the inhibitor's presence had reduced mRNA level of notch1 and increased mRNA level of the target gene hes2. The gamma secretase inhibitor prevented in vitro evagination and changed the expression of genes from the Notch pathway. These results encourage the search for targets to arrest the development and sexual maturation of T. solium into the disseminative stage of the parasite.

El cestodo Taenia solium, que causa la neurocisticercosis, infecta al ser humano como gusano plano intestinal o como larva cisticerco en tejido blandos como el cerebro. El estadio larval está invaginado y subdesarrollado en una vesícula de 10 a 15 mm, que puede encontrarse en carne de cerdo. Luego de que el humano consume el cisticerco, los jugos gástricos estimulan la evaginación de la “cabeza” o escólex, lo que da inicio a la metamorfosis hacia forma adulta. El gusano adulto puede llegar a medir 3 metros, formando cientos de proglótides. Estas maduran sexualmente y producen huevos que son eliminados en las heces y pueden contaminar la comida y agua. Cuando cerdos o humanos consumen estos huevos, permiten el desarrollo de larvas, cerrándose el ciclo vital del parásito. La vía de señalización Notch está involucrada en procesos de desarrollo como la formación de patrones, la madurez sexual, el desarrollo neuronal. Dado que esta vía participa en la formación de patrones corporales y segmentación del cestodo Hymenolepis microstoma, se evaluó si la vía tiene un papel en la evaginación de T. solium. Grupos de cisticercos fueron cultivados en presencia de ácido taurocólico (AT), como un inductor de la evaginación, o DAPT, un inhibidor de la gamma secretasa, e indirectamente, de la vía de señalización. Después de 5 días, el 92% de los cisticercos tratados con ácido taurocólico habían evaginado el escólex; los gusanos inducidos mostraron mayor expresión del receptor notch1, medido por RT-qPCR. En otro experimento en el que se usó DAPT, este inhibió la evaginación del 93% de los cisticercos luego de 5 días en cultivo. La expresión de notch1 mostró una tendencia a disminuir en presencia del inhibidor; mientras que la de hes2, un gen de respuesta a la vía, aumentó. El inhibidor de gamma secretasa evitó la evaginación in vitro y alteró la expresión de genes de la vía de señalización Notch. Estos resultados sirven de base para buscar blancos útiles para prevenir el desarrollo de T. solium hacia su estado de madurez sexual, que es el diseminativo.