Pathogens pose serious threats to human health, agricultural investment, and biodiversity conservation through the emergence of zoonoses, spillover to domestic livestock, and epizootic outbreaks. As such, wildlife managers are often tasked with mitigating the negative effects of disease. Yet, parasites form a major component of biodiversity that often persist. This is due to logistical challenges of implementing management strategies and to insufficient understanding of host-parasite dynamics. We advocate for an inclusive understanding of molecular diversity in driving parasite infection and variable host disease states in wildlife systems. More specifically, we examine the roles of genetic, epigenetic, and commensal microbial variation in disease pathogenesis. These include mechanisms underlying parasite virulence and host resistance and tolerance, and the development, regulation, and parasite subversion of immune pathways, among other processes. Case studies of devil facial tumor disease in Tasmanian devils (Sarcophilus harrisii) and chytridiomycosis in globally distributed amphibians exemplify the broad range of questions that can be addressed by examining different facets of molecular diversity. For particularly complex systems, integrative molecular analyses present a promising frontier that can provide critical insights necessary to elucidate disease dynamics operating across scales. These insights enable more accurate risk assessment, reconstruction of transmission pathways, discernment of optimal intervention strategies, and development of more effective and ecologically sound treatments that minimize damage to the host population and environment. Such measures are crucial when mitigating threats posed by wildlife disease to humans, domestic animals, and species of conservation concern.
Hacia una Estrategia Molecular Integrada para las Enfermedades de Fauna Silvestre
Resumen: Los patógenos presentan amenazas serias para la salud humana, la inversión agrícola, y la conservación de la biodiversidad debido al surgimiento de zoonosis, el paso de estos hacia el ganado doméstico, y los brotes epizoóticos. Por esto, los manejadores de fauna comúnmente tienen que mitigar los efectos negativos de las enfermedades. A pesar de esto, los parásitos forman un componente importante de la biodiversidad que generalmente persiste. Esto se debe a los obstáculos logísticos de la implementación de estrategias de manejo y al poco entendimiento de las dinámicas hospedero – parásito. Abogamos por un entendimiento incluyente de la diversidad molecular en la causa de las infecciones parasitarias y los estados variables de los hospederos en sistemas de fauna y examinamos los papeles de la variación microbiana genética, epigenética y comensal en la patogénesis de las enfermedades. Estos papeles incluyen mecanismos subyacentes de la virulencia parasitaria y la resistencia y tolerancia del hospedero, así como el desarrollo, regulación y subversión parasitaria de las vías inmunes, entre otros procesos. Estudios de caso de la enfermedad del tumor facial de los demonios de Tasmania (Sarcophilus harrisii) y la quitridiomicosis en anfibios con distribución mundial ejemplifican la amplia gama de preguntas que pueden abordarse examinando las diferentes facetas de la diversidad molecular. Para sistemas particularmente complejos, los análisis moleculares integrados presentan una frontera prometedora que puede proporcionar conocimiento crítico necesario para elucidar las dinámicas de las enfermedades que operan a lo largo de las escalas. Este conocimiento permite la evaluación más precisa del riesgo, la reconstrucción de las vías de transmisión, el discernimiento de las estrategias óptimas de intervención, y el desarrollo de tratamientos más efectivos y ecológicamente sensatos que minimicen el daño a la población hospedera y al ambiente. Dichas medidas son cruciales cuando se mitigan las amenazas que presentan las enfermedades de fauna silvestre para los humanos, los animales domésticos y las especies de importancia para la conservación.
随着人畜共患病的发生、向家畜中蔓延和动物流行病的爆发, 病原体对人类健康、农业投资及生物多样性保护都造成了很大的威胁。因而, 野生动物管理者时常要负责减轻疾病带来的负面影响。但寄生生物却常常存在, 是生物多样性的一个重要组成部分。这将导致管理策略的实施面临挑战, 以及对寄主—寄生生物动力学认识的不足。我们提议要包容性地理解野生生物系统中驱动寄生生物感染和寄主疾病状态变异的分子多样性, 并研究遗传学、表观遗传学和共生微生物变异在疾病发病机制中的作用。这就要理解寄生生物毒性、寄主抗性和耐受性的机制, 以及在其它过程中免疫通路的发展、调控和受到寄生生物的破坏。我们以袋獾 (Sarcophilus harrisii) 的面部肿瘤病和全球两栖动物的壶菌病为例, 证明不同方面的分子多样性研究可以解决许多问题。对于特别复杂的系统而言, 整合分子生物学分析提供的研究前沿很有希望帮助我们更好地在不同尺度上理解疾病动力学。这些关键的认识让我们可以更准确地进行风险评估、重建传播途径、找出最优的干预策略, 并发展对寄主种群和环境影响最小、更加有效且环保的处理方法。这样的措施对于减轻野生动物疾病对人类、家养动物和需要保护的物种的威胁来说至关重要。翻译: 胡怡思; 审校: 魏辅文
Keywords: epigenetics; epigenética; genetics; genética; manejo de enfermedades de fauna silvestre; microbioma; microbiome; transcriptomics; transcriptómica; wildlife disease management; zoonoses; zoonosis; 人畜共患病; 微生物组; 表观遗传学; 转录组学; 遗传学; 野生动物疫病管理.
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