Genetika Populasi Parasit dan Resistansi Obat

Populasi parasit membawa variasi genetik yang menjadi sasaran seleksi alam, dan obat antiparasit adalah salah satu tekanan selektif terkuat yang mereka hadapi. Resistansi muncul ketika varian resistan yang langka bertahan dari pengobatan dan menyebar, sebuah proses yang dibentuk oleh cara parasit bereproduksi, merekomendasikan, dan bermigrasi. Memahami genetika populasi ini menjelaskan mengapa resistansi muncul, di mana ia pertama kali muncul, dan seberapa cepat ia menyebar.

Definition

Genetika populasi parasit adalah studi tentang variasi genetik dan perubahannya di dalam dan di antara populasi parasit; resistansi obat adalah penurunan heritable dalam kerentanan parasit terhadap obat yang, di bawah tekanan pengobatan, disukai oleh seleksi dan dapat menyebar.

Scope

Topik ini mencakup struktur genetik populasi parasit, mekanisme di mana seleksi dan aliran gen mendorong munculnya dan penyebaran resistansi obat, serta penggunaan penanda molekuler untuk melacaknya. Ini terutama mengambil parasit malaria sebagai contoh yang paling banyak dipelajari; ini adalah materi referensi tentang proses evolusi dan populasi dan tidak memberikan panduan pemilihan atau dosis obat.

Core questions

• Bagaimana variasi genetik diatur di dalam dan di antara populasi parasit?
• Bagaimana tekanan obat memilih varian yang resistan?
• Apa yang menentukan seberapa cepat resistansi muncul dan menyebar secara geografis?
• Bagaimana penanda molekuler dapat digunakan untuk mendeteksi dan memantau resistansi?

Key concepts

• Variasi genetik dan polimorfisme
• Seleksi direksional di bawah tekanan obat
• Rekombinasi dan persilangan
• Aliran gen dan migrasi strain resistan
• Penanda resistansi molekuler
• Multiplisitas infeksi
• Asal dan penyebaran resistansi

Key theories

Seleksi di bawah tekanan obat

Pengobatan obat memberikan seleksi direksional yang kuat: parasit yang membawa varian resistansi bertahan hidup dan bereproduksi sementara yang rentan dibersihkan, sehingga frekuensi resistansi meningkat di mana pun obat digunakan secara luas.

Mechanisms

Resistansi dimulai sebagai mutasi atau amplifikasi gen yang mengurangi efek obat pada parasit. Ketika obat digunakan secara luas, parasit yang rentan terbunuh dan varian resistan yang langka memperoleh keuntungan bertahan hidup, meningkatkan frekuensinya selama siklus penularan berturut-turut. Pada parasit yang berekomendasi secara seksual seperti Plasmodium, persilangan selama tahap nyamuk dapat memisahkan atau menggabungkan alel resistansi, sementara migrasi inang dan vektor yang terinfeksi menyebarkan garis keturunan resistan antar wilayah. Struktur genetik populasi, termasuk seberapa sering genotipe parasit yang berbeda menginfeksi satu inang, memengaruhi laju munculnya dan terseleksinya resistansi. Penanda molekuler yang terkait dengan resistansi memungkinkan proses-proses ini dilacak di seluruh ruang dan waktu.

Clinical relevance

Evolusi resistansi mengikis kegunaan obat antiparasit dan membentuk kembali kebijakan pengobatan pada tingkat populasi, itulah sebabnya pengawasan penanda resistansi menginformasikan obat mana yang tetap efektif di suatu wilayah. Entri ini menjelaskan proses evolusi dan epidemiologi dan bukan dasar untuk memilih terapi untuk pasien individu.

Epidemiology

Resistansi terhadap antimalaria berturut-turut telah berulang kali muncul di Asia Tenggara dan menyebar ke tempat lain; resistansi terhadap obat-obatan sebelumnya seperti klorokuin menjadi meluas, dan penurunan kerentanan terhadap artemisinin didokumentasikan di wilayah Mekong Raya dan terbukti menyebar di seluruh wilayah. Pola-pola ini menggambarkan bagaimana seleksi dan aliran gen membentuk sejarah geografis resistansi.

History

Dasar genetik resistansi antimalaria diklarifikasi sepanjang akhir abad kedua puluh ketika resistansi klorokuin menyebar secara global, memicu minat pada genetika populasi Plasmodium. Sintesis Mackinnon dan Marsh tahun 2010 membingkai evolusi parasit sebagai lanskap seleksi, dan dokumentasi resistansi artemisinin dari tahun 2009 dan seterusnya, diikuti oleh bukti penyebarannya, memperbarui perhatian pada bagaimana resistansi berasal dan menyebar.

Debates

Apakah resistansi muncul sekali dan menyebar, atau berulang kali dan secara independen?

Untuk beberapa antimalaria, resistansi tampaknya telah menyebar dari asal-usul yang terbatas, sementara untuk yang lain kemunculan independen mungkin terjadi; membedakan penyebaran satu asal dari banyak asal independen adalah inti untuk memahami dan mengatasi resistansi.

Key figures

• Margaret Mackinnon
• Kevin Marsh
• Arjen Dondorp
• Steven Meshnick
• François Nosten

Seminal works

• mackinnon-marsh-2010
• dondorp-2009
• wongsrichanalai-2002

Frequently asked questions

Mengapa resistansi obat sering muncul pada parasit?

Obat antiparasit memberikan seleksi yang kuat, sehingga setiap varian heritable yang bertahan dari pengobatan memperoleh keuntungan reproduktif yang besar dan meningkat frekuensinya; populasi parasit yang besar dan penggunaan obat yang sering membuat varian tersebut cenderung muncul dan menyebar.

Bagaimana penyebaran resistansi dilacak?

Penanda molekuler yang terkait dengan penurunan kerentanan obat disurvei di seluruh populasi dan wilayah, memungkinkan peneliti untuk mendeteksi garis keturunan resistan dan mengikuti penyebaran geografisnya dari waktu ke waktu.