Zastosowanie metabolomiki do wykrywania lekooporności nicieni żołądkowo-jelitowych na leki z grupy benzimidazoli u kóz (METABOL-AR)

 Oporność na leki przeciwrobacze jest jednym z poważnych zagrożeń dla zdrowia i dobrostanu małych przeżuwaczy na całym świecie. Podczas gdy podstawy genetyczne oporności na leki z grupy benzimidazoli zostały już dokładnie opisane, niewiele wiadomo o konsekwencjach oporności na leki przeciwrobacze dla metabolizmu nicieni przewodu pokarmowego. Celem projektu METABOL-AR jest ilościowa analiza metabolomu larwalnych stadiów nicieni żołądkowo-jelitowych kóz podatnych i opornych na leki z grupy benzimidazoli. W ramach projektu zaplanowano wykorzystanie najnowocześniejszych i najbardziej zaawansowanych narzędzi do badania metabolomu organizmów żywych. Larwy do badań będą pozyskiwane z różnych regionów geograficznych i klimatycznych Europy, co pozwoli na precyzyjne zbadanie wpływu potencjalnych czynników zakłócających, takich jak skład gatunkowy nicieni żołądkowo-jelitowych, temperatura oraz opady, na metabolom tych pasożytów. Głównym celem projektu będzie identyfikacja zestawu metabolitów powiązanych z obecnością oporności na leki przeciwrobacze z grupy benzimidazoli. W przyszłości ilościowa analiza tych metabolitów mogłaby posłużyć jako prosta, szybka i dokładna metoda diagnostyki oporności na tę grupę leków z larw pozyskiwanych z próbek kału, stanowiąc alternatywę dla tradycyjnych testów in vitro i in vivo.

Aby osiągnąć ten cel, zespół METABOL-AR łączy siedem instytucji badawczych z sześciu krajów reprezentujących różne regiony klimatyczne Europy, od wilgotnych stref subtropikalnych i morskich po umiarkowanie kontynentalne (Rys. 1.). Ponieważ larwy pasożytów pochodzą z różnych krajów, projekt zapewni kompleksowy obraz składu gatunkowego nicieni żołądkowo-jelitowych oraz rozpowszechnienia oporności na benzimidazole w wielu regionach geograficznych i klimatycznych Europy.

Cele badawcze obejmują: a) określenie wpływu czynników geograficznych i klimatycznych na metabolizm larw, b) identyfikację subtelnych różnic w profilach metabolomicznych związanych ze zmianami w składzie gatunkowym nicieni żołądkowo-jelitowych, c) wyodrębnienie zestawu metabolitów umożliwiających precyzyjne rozróżnienie larw podatnych i opornych na benzimidazole, d) uzyskanie danych potwierdzających, że metabolomika może być szybką i praktyczną metodą diagnozowania oporności leki przeciwrobacze, e) upowszechnienie wiedzy, wdrożenie nowych metod oraz szkolenia w zakresie diagnostyki oporności na leki przeciwrobacze w krajach, gdzie wcześniej nie stosowano takich metod, f) zebranie danych dotyczących rozpowszechnienia oporności na leki z grupy benzimidazol w stadach kóz w regionach, gdzie dane do tej pory nie były dostępne (Estonia, Łotwa) lub były ograniczone (Turcja), g) zebranie szczegółowych danych na temat składu gatunkowego i interakcji populacji nicieni żołądkowo-jelitowych u kóz w różnych regionach klimatycznych Europy.

Wyniki projektu pozwolą na opracowanie nowego narzędzia diagnostycznego do wykrywania oporności na leki przeciwrobacze na bardzo wczesnym etapie jej rozwoju, wykorzystując materiał, który można łatwo pozyskać od zwierząt w sposób nieinwazyjny. Narzędzie to będzie w pełni oparte na larwalnych stadiach pasożytów. Projekt METABOL-AR może umożliwić dokładną diagnozę lekooporności bez potrzeby stosowania kosztownych, pracochłonnych metod in vivo lub in vitro oraz inwazyjnego pobierania próbek. Pozwoli to na maksymalne ograniczenie liczby wymaganych zwierząt (próby zbiorcze kału i stadia larwalne pasożytów), co może mieć istotny wpływ na dobrostan zwierząt. Nasze badania dostarczą również informacji na temat nowych szlaków metabolicznych związanych z opornością na leki przeciwrobacze oraz adaptacji nicieni żołądkowo-jelitowych do przetrwania w różnych warunkach środowiskowych i klimatycznych, co wskaże nowe kierunki dalszych badań nad ekspresją genów związanych z tymi ścieżkami także dla innych grup leków przeciwrobaczych.