Defense response of susceptible and resistant Biomphalaria alexandrina snails against
Schistosoma mansoni infection
Iman F. Abou-El-Naga & Eman H. Radwan
ABSTRACT
In Egypt, Biomphalaria alexandrina is the intermediate host for Schistosoma mansoni. The fates of Schistosoma miracidia in the snails varies between different species of Biomphalaria. The internal defense system is one of the factors that influence the susceptibility pattern of the snails. The interaction between Biomphalaria snails and S. mansoni needs to be identified for each species, and even between the members of the same species with different degrees of susceptibility. In the present study, the first generation of susceptible and resistant parents of B. alexandrina was examined histologically at the 30th day post exposure. The study includes the characterization of the immune response, as expressed by tissue reactions, of susceptible and resistant B. alexandrina snails against S. mansoni. It was also designed to determine the impact of the resistance increase in parent snails, on the mechanisms of interaction of their offspring against infection. The results showed that the infection rate of the offspring from the susceptible parents was 92%. No susceptible offspring was produced from the resistant parents. When the parents were of equal number of susceptible and resistant snails, they gave an offspring with an infection rate of 20%. Susceptible snails that had susceptible parents showed a higher degree of susceptibility than those that had both susceptible and resistant parents. A common feature of the resistant snails was the absence of any viable parasites. The tissue reactions of the resistant snails having only resistant parents occurred at the site of miracidial penetration. In resistant snails for which susceptible ones were included in their parents, the reactions occurred in the deep tissues. These results characterized the immune response of B. alexandrina snails against Schistosoma infection which was found to occur by two different mechanisms. One type of defense occurs in highly resistant snails, and employs direct miracidial destruction soon after parasite penetration. The other type occurs in less resistant snails where a delayed resistance development occurs after the dissemination of the sporocysts in the snail tissues. It seems that B. alexandrina snails respond more or less similar to B. glabrata. The results also proved that the immune response of the internal defense system increased with increasing the number of the inherited resistant genes.
RESUMEN
En Egipto, Biomphalaria alexandrina es el huésped intermediario de Schistosoma mansoni. La supervivencia de los miracidios de Schistosoma en los caracoles varía entre las especies de Biomphalaria. El sistema de defensa interno es uno de los factores que influyen en el patrón de susceptibilidad de los caracoles. La interacción entre los caracoles Biomphalaria y S. mansoni requiere ser identificada para cada especie e incluso, entre los miembros de la misma especie con diferente grado de susceptibilidad. En el presente estudio, la primera generación de padres susceptibles y resistentes de B. alejandrina fue examinada histológicamente al día 30, después de la exposición. El trabajo fue realizado tanto para caracterizar la respuesta inmune, según las reacciones de los tejidos, de los caracoles susceptibles y resistentes de B. alejandrina contra S. mansoni. También, el estudio se diseñó para determinar el impacto en el aumento de la resistencia en los caracoles padres, en los mecanismos de interacción de sus crías contra la infección. Los resultados mostraron que la tasa de infección para las crías, de padres susceptibles, fue del 92%. No se originaron crías susceptibles de los padres resistentes. Cuando los padres incluían un número igual de caracoles susceptibles y resistentes, dieron como resultado crías con una tasa de infección del 20%. Los caracoles susceptibles que tuvieron padres susceptibles mostraron un mayor grado de susceptibilidad que los que tenían tanto padres sensibles como resistentes. Una característica común de los caracoles resistentes fue la ausencia de parásitos viables. Las reacciones en los tejidos de los caracoles resistentes de sólo padres resistentes ocurrió en el sitio de penetración del miracidio. En los caracoles resistentes, para los que variedades susceptibles fueron incluídas entre sus padres, las reacciones se produjeron en tejidos profundos. Los resultados caracterizaron la respuesta inmune de los caracoles B. alexandrina contra la infección por Schistosoma, que ocurre por dos mecanismos diferentes. El primer tipo de defensa la cual se produce en los caracoles con alta resistencia, utiliza la destrucción directa del miracidio poco después de la penetración de los parásitos. El segundo tipo se produce en los caracoles menos resistentes, en el cual se muestra un retraso en el desarrollo de la resistencia, justo después de la difusión de los esporocistos en los tejidos del caracol. Parece que los caracoles B. alexandrina responden de una manera más o menos similar a B. glabrata. Los resultados también demostraron que la respuesta inmune del sistema de defensa interna aumentó cuando en el número de genes de resistencia heredados es mayor.