Malrias humanasPlasmodium

Vetor e hospedeiro definitivo: Anopheles spec.

Na frica: Anopheles gambiaeNo Brasl: Anopheles darlingii reinofilosubfiloclasseordemsubordemgnero e espcieProtozoaApicomplexaSporozoa CoccidiaEucoccidiidaHaemosporina PlasmodiidaePlasmodium vivax P. falciparumP. ovaleP. malariaeP. knowlesiTaxonomia dos plasmdios

-Dizimou as populaes desde o comeo da civilizao (Mal ar)-Parasita foi decoberto por Laveran (1880), Golgi descreveu em 1885 a esquizogonia eritroctica, Pfeiffer reconheceu a relao biolgica dos plasmdios com os outros coccdeosManson sugeriu a transmisso vetorial que Ross comprovou em 1898. Grassi demonstrou que somente a fmea dos Anofelinos transmite os plasmdiosA fase heptica da infeco foi comprovada somente em 1948 por Shortt e colegas, forma heptica visualizada nos anos 80 Foi erradicada na Europa somente depois da segunda guerra mundialMalria e Plasmodium : Dados histricos - A transmisso pode se espalhar para reas antes no acometidas com o aquecimento global, migraes e invaso de reas florestais sem polticas pblicas de preveno

Distribuio da Malaria1946(Guerra et al. 2008)

(Guerra et al. 2008)2007Distribuio da Malaria

Nmero de casos ( x 1000)Casos de malria no Brasil vs. espcie (1970 a 2009) Aproximadamente 75% P.vivax.Fonte de dados: SISMAL e SIVEP-Malria, excludas LVC

Grf1

4000

37532

682246

1103772

1104168

1044657

1075749

955143

764135

522824

522626

774333

824834

773937

642836

893949

863452

1013962

1174769

1545697

1706899

19776119

22297123

298144150

378202172

399210187

444241200

509266238

560283277

578271302

560248308

542215323

577241336

483173307

555194356

565200360

441127309

40395303

469102362

635118512

613125480

38877306

34876267

40180315

453100347

597144444

539133397

44885358

31546266

30847257

Casos

P. falciparum

P. vivax

Sheet1

606162636465666768697071727374757677787980818283848586878889909192939495969798990123456789

Casos40376811011010410795765252778277648986101117154170197222298378399444509560578560542577483555565441403469635613388348401453597539448315308

P. falciparum-522374146575141282643483928393439475668769714420221024126628327124821524117319420012795102118125777680100144133854647

P. vivax-3246726857494335242633343736495262699799119123150172187200238277302308323336307356360309303362512480306267315347444397358266257

Ciclo eritrocticoFase hepticaInsetoFase hepticaCiclo eritrocitrioCiclo de vida do parasita

A infeco Kappe et al. TIP 2003

Movimento de esporozoitas na peleInvaso de vasos sangneos

Esporozotas invadem clulas de duas maneiras:

- invaso temporria - invaso definitivaO contato com citossol de clulas necessrio para capacitaros esporozoitas invaso definitiva da clula hepticaKappe et al. TIP 2003CD81

O desenvolvimento do esporozota na clula heptica ocorre dentro do vacolo parasitforoFluxo sangneoCKCK

Dia 3 ps infeco O esporozoita se divide em um processo especial de diviso celular: a esquizogonia

Dia 5 ps infeco

Aps 7-10 dias, a clula heptica morre e libera 20.000-40.000 merozotas empacotados em merossomos ao fluxo sangneoSturm et al. 2006, Science 313, p 1287f

Esporozotas de Plasmodium vivax e ovale podem no entrar em multiplicao mas ficar por semanas/meses e raramente anos em estgio dormente (hipnozota)Dia 1 dia 48 dia 221 dia 225?

O merozotaBannister et al. TIP

- A invaso da hemcia facilitada pela secreo de enzimas contidas na rptria e nas micronemas

- A interao firme/invaso depende de protenas da superfcie do merozota e da hemcia:

P. vivax: Duffy binding protein 1 e 2 e fator Duffy* SOMENTE

P. falciparum: EBA-175 (e parlogas), RH5 e glicoforinas, Basigina, respectivamente Hemcias de Negros no possuem o fator Duffy! Por isso pouco P. vivax na frica (vantagem evolutiva)

O ciclo sangneo comea com a forma anel do parasita(P. falciparum : 2~12 horas aps infeco), dentro de um vacoloBannister et al. TIP

No trofozota, o DNA comea a ser replicado e a hemcia infectada profundamente reestruturada (instalao de um sistema de secreo no citossol da hemcia), pigmento (heme polimerizado) acumulado (14~36 h)

- Durante o crescimento do plasmdio, hemoglobina da hemcia metabolizada para fornecimento de energia e metabolitos e para manter a presso osmtica

hemoglobina ------> aminocidos + heme--> polmero (hemozona) energia e/ou sntese protica do plasmdio

No esquizonte, comea a formao de novos merozotas (36-46 h)Bannister et al. TIP 2000

A liberao dos merozotas ocorre em dois passos mediadospor proteases diferentes do plasmdioRuptura do vacolo parasitforo Ruptura da hemacia

Durante o ciclo sangneo alguns parasitas se desenvolvem para formas sexuadas (Gamontogonia-> gametcitos)

Eventualmente, o indivduo infectado vai para um criadouro de Anofelinos...

...e vira jantar

Vetores e no-vetores de Plasmodium vivax e falciparum

2nMembrana peritrfica

Penetrao do oocineto pela matriz peritrfica mediada por quitinases do plasmdiomicrovilosidadessangueOOCINETOMATRIZPERITRFICATrends in Parasitol 17:269-272, 2001Se o parasita no sair da matriz peritrfica, eliminado

2n2nLumen intestinalhemolinfa

Oocistos de Plasmodium gallinaceumSEM

Esporogonia

Lumen intestinalhemolinfaInterao receptor-ligante, MAEBL + CS + proteina SaglinaO estouro dos oocistos assincrnico, do gametcito at o esporozoita na glndula salivaria demora 8-15 dias

~14 dias depois, um outro indivduo vai para um criadouro de Anofelinos...

...e picado

- vetores competentes- condies ecolgicos apropriados para os vetores- temperatura mdia acima 16-20C- indivduos infectados (-> fonte de gametcitos!)Fatores importantes na transmissoNo zoonose

Curva de Parasitemia e febre de um paciente no-immune---> Aquisio da imunidade protetora mas no esterilizante demora em torno de 5-10 anos(Staalsoe e Hviid, Parasitology Today 1998)

O que uma resposta protetora encontrada em pessoasda rea endmica? Resposta humoral: Anticorpos contra determinados antgenos do merozoita: MSP1, MSP3, GLURP, EBA175 e outros, subclasses citoflicos de anticorpos

Associao no muito clara com o tipo da resposta Th1/Th2

Resposta clulas T plus IFN contra antgenos do estgio heptico

- Anticorpos contra a superfcie da hemcia infectada (PfEMP1, RIFIN, e outros)- Imunidade estril naturalmente muito rara ou inexistente

- crescimento intracelular em clulas com pouco ou sem apresentao em MHC1

- No deixar a hemcia infectada passar pelo bao: citoaderncia (apenas P. falciparum) e variao antignica

interferncia imunolgica: anergia, inibio da resposta celular contra estgios sanguineos (o parasita no eliminado por completo), o sistema imunolgico deixa de reagir ao parasita (parecido com cancer exausto clonal)Estratgias do plasmdio de evitar/modular a resposta imunolgica do hospedeiro

Plasmodium falciparum: Formas maduras no se encontramno fluxo sanguneo

Hemcias infectadas com formas >20 h aps reinvasotem protruses (knobs)

Capillary endothelial cellsbaoProtenas no knobs (PfEMP1s) se ligam a receptores em clulasendoteliais

As protenas associadas as knobs e responsveis pelacitoaderncia possuem domnios altamente variveis, mas as regies responsveis pela ligao so conservadas, porm, parecem pouco imunognicasSuperficie do knob

- Por genoma de Plasmodium falciparum, existem ca. 50 cpias diferentes de genes que codificam para PfEMP1s

- Somente uma espcie de PfEMP1 expressa por hemcia infectada (excluso allica transcripcional)

- A expresso das PfEMPs varia em torno de 2% por ciclo sangneo

498+ 2

Aspectos clnicos: A malria

Sintomas da infeco com Plasmodium spec. em pessoas no-imunes febre cefalia sudorese artralgia mialgia calafriosfrequente: febre intermitenteas vezes: esplenomegalia diarria, vmitos anemia

Somente em infeces com P. falciparum: devido a: grande acmulo de substncias txicas,citoaderncia de hemcias infectadas, tendo comoconsequncia suboxigenao de determinados orgosMalaria grave:

- malaria cerebral- anemia grave- insuficincia renal sndrome pulmonar Malaria gestacional

Markells and Voges Medical Parasitology

Diagnose da malria

-> Deteco e discriminao de formas sangneas

- Esfregao de sangue, corado com corante Giemsa (quando tem muitos parasitas: >0,1% parasitemia)

- Gota espessa, corado com Giemsa (quando tem poucos parasitas,

Tcnica de QBCLuz UV

P. vivax P. falciparum A identificao da espcie de Plasmodium em sangue de infectados requer treinamento de microscopistas

Terapia da Malaria

O diagnstico da espcie infectante essncial! O tratamento deve ser supervisionado SEMPRE por um mdico. necessrio considerar quais estgios devem ser combatidos (Hipnozotas, gametcitos, trofozoitas)

Trofozoitas : Quinina, Cloroquina, Mefloquina, Halofantrin, Pyrimethamin, Tetraciclina, Doxiciclina, Artemisinina e derivadosEstgios hepticos: Primaquina, Proguanil, TetraciclinasGametcitos : Primaquina, Cloroquina, AmodiaquinaTerapia de P. vivax : Cloroquina plus PrimaquinaTerapia de P. falciparum : Quinina + Tetraciclina ouArtemisinina + AmodiaquinaArtemisinina + Lumefantrina (Coartem)Cloroquina no exerce mais nenhum efeito contra P. falciparum

Balas de prata perdidas para terapia de P. falciparum

Fansidar (pirimetamina + sulfadoxina) CloroquinaTeraputicos com relatos de funo parcial

Mefloquina, quinina, amodiaquina, primaquina...(todos os lugares) Artemisinina (Venezuela, Cambodia)

Novas drogasderivados de Vitamin B (suicide drugs)

Inibidores da sntese de lipdeos

Outras drogas que inibem a sntese de poliprenidesAtualmente existem poucas drogas contra as quais no existe alguma resistnciaCloroquina foi perdida para terapia de P. falciparumResistncias variadas contra diversas drogas complicam o tratamento (follow-up necessrio)

Profilaxia

- Quimoprofilaxia possvel mas deve ser limitada a casos emergenciais (pessoas splenoectomizadas)- Usar repelente quando possvel, uso de mosquiteiros impregnados com piretroidesUso de luvas no tratamento cirrgico de malricosTeste de contaminao de conservas em bancos de sangue- tratar os assintomticos

- Medidas ambientais- tratar igaraps com leo (larvacido), ou criar tilpias para combater procriao de anofelinos- desmatar o terreno ao redor de moradias

Vacinas contra Malria

Vacinas contra Malaria

- Esporozotas irradiadas (imunidade estril) Revs: formas sangneas parecem interferir com esta resposta protetora, curta durao, logisticamente difcil

- vacinas recombinantes baseadas em antgenos do esporozoita e merozoita (anti-pre-eritroctico e anti-formas sangineas) Revs: Mutaes e recombinaes podem levar a escape imunolgico, variantes locais- vacinas contra antgenos dos gametas ou gametcitos (anti-transmisso) (- vacinas anti-aderentes contra formas graves da infeco com P. falciparum?)- Esporozotas transgnicos que no se desenvolvem para formas sanguneas

90% dos casos de malria acontecem na reasubsaariana e a maioria de 800.000 de mortesso de crianas com menos de 5 anosNovas aproximaes so perseguidas Genoma de P. falciparum, Anopheles gambiae e Homo sapiens publicado em 2002 1. Transcriptoma e proteoma de P. falciparum em cultivo publicado em 2003 plasmodb.org: vrios proteomas, transcriptomas, genomas

Literatura:

Markells & Voges Medical ParasitologyL. Rey: Parasitologia

Diversos Reviews ao longo dos anos em Trends in Parasitology, Nature, Science

http://plasmodb.org

Perguntas / Take home message

Qual forma infecta naturalmente o hospedeiro intermedirio e por qual via?

Como o parasita (merozoita) consegue sair da clula heptica infectada sem ser fagocitado por clulas Kupffer (macrfagos)?

Por que no podemos ver formas maduras do parasita sanguneo em sangue de pessoas infectadas com P. falciparum ?

Por que necessrio tomar primaquina ou tafenoquina quando infectado com P. vivax ?

O que necessrio para desencadear uma epidemia de malaria?

Toxoplasmose

e Toxoplasma gondii

O parasita:Toxoplasma gondii Parasita intracelular obrigatrio, capaz de infectar diversos tipos de tecidos e hospedeiros. Descoberto em 1908 por Nicolle e Manceaux em um roedor do Norte da frica denominado gundi. Em 1923 a transmisso congenital foi descrita, e um teste diagnstico estabelecido por Albert Sabin e Henry Feldmann, comprovou que a infeco com T. gondii muito comum Em 1956 foi postulado que a infeco seria por ingesto de carne crua infectada com cistos, comprovado em 1965. O ciclo de vida completo foi descoberto somente em 1970.

Filo Apicomplexa Classe Sporozoa Subclasse Coccidia Ordem Eucoccidiida Famlia Sarcocystidae

Cisto tecidual

Genoma de 80 Mb distribuido em vrios cromossomos de 2-6 Mb, organismo predominantemente haploide.

Genoma mitocondrial de 6 kb e do apicoplasto de 35 kb

Geneticamente accessivel por transfeco de plasmdeos com diferentes marcadores de resistncia, por isso as vezes utilizado como organismo modelo para Plasmodium Trs cepas diferentes existem em circulao, somente cepa I virulento em seres humanos

Ciclo de vidaNo ser humano existem tachizoitas e bradizoitas

A locomoo e invaso ativae depende de um motor actina-miosina e proteinas parecidas com trombospondinana superfcie(Opitz e Soldati, 2002)

A passagem de T. gondii por celulas no interfere com a viabilidade das clulas e no influi na infectividade do tachizoita ao contrrio do que acontece com esporozoitas de Plasmodium

Dentro da clula hospedeira, o tachizoito se desenvolve dentro de um vacolo parasitforo com o qual no ocorre fuso com lisossomos

Interao parasita-hospedeiro: Como reage o hospedeiro ao parasita?MF1. Resposta celular

2. Resposta humoral(Antgenos reconhecidos: SAG1, proteinas MIC etc.)IgG, IgM, IgA e IgE, complemento lisa tachizoitos na presena de anticorpos especficos

3. Controle de formas bradizoitos em cistos

- O rompimento ou no da parede do cisto parece depender do nivel de IFNg e NO

No caso de imunossupresso bradizoitas se transformam em tachizoitos novamente! Mensageiro: Acido abscisico

A resposta diferente em lugares diferentesCerebro (dados de estudos em camundongos)

Clulas T possivelmente se ligam a receptores endoteliaisantes da extravaso

Antigeno de parasitas apresentado por clulas glia ecelulas T so ativadas para secretar IFNg

Microglia e astrcitos participam na destruio do parasitae de clulas infectadas

Olhos

Normalmente, o liquido intra-ocular contm imunosupressores

Tachizoitos e cistos so encontrados na neuroretina e no epitlio pigmentado da retina

IFNg e TNFa plus NO parecem limitar a infeco ao menos no camundongo

Patogenia da infeco com Toxoplasma gondii Em imunocompetentes, infeco passa despercebida. 10-20% dos pacientes podem desenvolver linfoadenopatia cervical e/ou um quadro semelhante a uma virose pela multiplicao do parasita (destruio de tecido e pequenas necroses), raramente ocorre hepatite, pneumonite e retinocoroidite. Sobram calcificaes e bradicistos. A presena do parasita pode causar neuro-disturbios complexos, as vezes sutis difcil de comprovar Em imuno-suprimidos (pacientes com transplantes, aidticos), infeces latentes so reativadas e levam em 25-50% dos casos a encefalite (90% letal se no tratado), convulses, efeitos neurologicos, as vezes miocardite.

Em fetos, pode ocorrer a disseminao desenfreada do parasita e destruio em massa de tecidos e calcificao. Sequelas do feto so no caso da primi-infeco de gravidas no primeiro trimestre (observados aps o parto): morte/aborto 10% encefalite, hidrocefalite, microcefalite ou retinocoroidite e calcificaes 30%

no se infectam 50-60%

Patologia da infeco com Toxoplasma gondii hidrocefaloretinocoroiditeFase agudaFase crnicaRoberts & McLeod, Parasitology Today 1999

Diagnstico

- Diagnstico clnico do adulto quase impossvel - Diagnstico no imunosuprimido e neonatal sugestivo, mas tem que ser confirmado pela deteco do parasita

2. Parasitolgico: a partir de material de bipsias - colorao com Giemsa - inoculao intraperitoneal ou intracerebral em camundongos suscetveis (Balb/C), depois bipsias - inoculao de cultura de fibroblastos, formao de plaques aps poucos dias1. Clnico: sintomas

3. Imunolgico/molecular

ELISA especfico detectando IgG ou IgM em soro de pacientes Imunofluorescncia direta e indireta Por PCR

4. Por exame neurolgico

visualizando leses cerebrais por tomografia computadorizada ou ressonncia magntica

EpidemiologiaParasita quase perfeito: Aprox. 70% dos seres humanos tiveram contato com T. gondii

Alta incidncia em paises com hbitos de comer carne crua (infeco com bradicistos!): Frana 96%, Alemanha 70%, no Brasil, 50-80% (L. Rey)

Gatos domsticos so uma fonte importante de oocistos: 2-20 milhes de oocistos por gato infectado so eliminados diariamente! A infeco do gato pode durar at um ano.

O oocisto mantm se vivel por 1 a 1 anosEsporadicamente ocorrem contaminaes com oocistos pela gua que podem levar a epidemias locais

7 dias mais tarde...

Precaues extraordinrias devem ser tomadas com mulheres grvidas ainda no infectadas

Cozinhar/grelhar bem carne antes de comer

Bradicistos so inativados em carne por congelamento de mais que trs dias a 20C

Limitar a circulao de gatos a lugares ondem brincam crianas (caixa de areia!)

Uso/troca frequente de luvas no atendimentoControle

Tratamento

Indicado somente para casos graves e mulheres grvidas, a infeco de adultos imuncompetentes no necessita terapia

O objetivo do tratamento duplo: Eliminar o parasita Abrandar reaes aversas da resposta imunolgica para conter destruio de tecidos nobres

Tratamento clssico: Pirimetamina-Sulfadiazina

Dose inicial de 75 mg Pirimetamina, depois 25 mg per diem PLUS Dose inicial de 2 g Sulfadiazina, depois 1 g per diem durante 4-6 semanasAlternativamente: Clindamicina300 mg per diem plus sulfadiazina durante 4-6 semanasAlternativamente: TetraciclinaDose inical 2 g, depois 250 mg plus sulfadiazina durante4-6 semanasTodos tem efeitos colaterais, folato deve ser administradopara conter efeitos da Pirimetamina na medula ssea

Tratamento imunossupressivo

- Esteroides/corticoides 20-80 mg por dia aps o comeo da terapia com antibiticos

No aplicar esteroides perioculares

NUNCA aplicar esteroides SEM terapia com antibiticos

Vacinas?Objetivo :

Inibir infeco inicial (IgA na mucosa intestinal)

Inibir infeco geral (resposta celular Th1)

Inibir infeco transplacentar (IgG)Gold Standard e imunizao com T. gondii cepa S48

GM Bhopale, 2003 Microbes and Infection

Leitura citada e recomendada:

Internet:Artigos encontrados no PubMed procurando por:

Toxoplasma gondii + vaccinesToxoplasma gondii + retinochoroiditisToxoplasma gondii + pathology

Livros:Luis Rey: ParasitologiaMarkell, John, Krotoski: Medical Parasitology

Citoaderncia/intenso contato de hemcias infectadas em clulas dendrticas pode levar a anergia das mesmasDCClulas T (CD8+) especficas para peptdeos plasmodiaisapresentados em MHC1 de clulas hepticas so inibidaspor estas clulas dendrticas

Agora, se a gente considerar o numero de casos de malaria no Brasil por especie de Plasmodium, a gente observa que atualmente a maioria dos casos causada pelo P vivax. De fato, aprox. 75% dos casos ocorridos na Amazonia so causados pelo P vivax.*