MalMalááriaria

Cristiana Ferreira Alves de BritoCristiana Ferreira Alves de BritoPesquisadora do LaboratPesquisadora do Laboratóório de Malrio de MalááriariaCPqRR/FiocruzCPqRR/Fiocruz

TTóópicospicos

DefiniDefiniççãoãoHistHistóórico rico Importância da doenImportância da doençça/ Epidemiologiaa/ EpidemiologiaCiclo de vida do Ciclo de vida do PlasmodiumPlasmodiumDiagnDiagnóósticosticoPatogeniaPatogeniaControle da doenControle da doençça: Tratamento e a: Tratamento e Desenvolvimento de vacinasDesenvolvimento de vacinas

DefiniDefiniçção da doenão da doenççaa

MalMaláária ria éé uma doenuma doençça causada por a causada por protozoprotozoáários do gênero rios do gênero PlasmodiumPlasmodium

Plasmodium vivaxPlasmodium vivaxPlasmodium falciparumPlasmodium falciparumPlasmodium malariaePlasmodium malariaePlasmodium Plasmodium ovaleovale

A doenA doençça a éé transmitida para o transmitida para o homem atravhomem atravéés da picada de s da picada de fêmeas do gênero fêmeas do gênero AnophelesAnopheles

Anopheles albimanus

HistHistóórico da doenrico da doenççaa

SPECIAL ISSUE CELEBRATING THE PLASMODIUM GENOME

Nature, 3 October 2002

SPECIAL ISSUE CELEBRATING THE PLASMODIUM GENOME

Nature, 3 October 2002

Importância da doenImportância da doençça a EpidemiologiaEpidemiologia

Principais causas de Principais causas de morte no mundomorte no mundo

DisabilityDisability adjustedadjusted lifelifeyearsyears ((DALYsDALYs) )

A soma de anos de vida perdidos por mortalidade prematura e anos de vida produtiva perdidos pela incapacidade (morbidade)

Importância da doenImportância da doenççaaThe World Report 2000

0

10000

20000

30000

40000

50000

Malaria Lymphat icf ilar iasis

Int est inalNemat ode

Trypanosomiasis Leishmaniasis Schist osomiasis Onchocerciasis Chagas Disease

x1000

DA

LYs

44998

49182653 2048 1983 1932 1085 676

1.000 x

- 300-500 milhões de pessoas tornam-se infectadas e pelo menos 1 milhão morrem POR ANO.

- 200-300 crianças morrem em decorrência da malária POR HORA.

- 90% das mortes correspondem a crianças com menos de 5 anos moradoras das regiões da África sub-Saara.

DistribuiDistribuiçção mundial da ão mundial da malmalááriaria

- 40% da população mundial está sob risco de contrair a malária.

Estimativa da pobreza no mundo

Aumento da pobreza

Source: www.rbm.who.int

Estimativa do risco mundial da malária

Aumento do risco da doença

Source: www.rbm.who.int

Situação da doença no Brasil

99,7%

Situação da doença no Brasil

PIACM

1939 – Erradicação do Anopheles gambiae

1958 – CEM: Erradicação da doença das regiões sul,

sudeste e parte do nordeste\Centro-oeste

ApiacApiacááss

História Natural da doença

Imunidade anti-tóxica

Imunidade clínica

Imunidade anti-parasita

~3 mo 3-5 years adulthood

pregnant women

Prev

alen

ce o

f acu

te P

.falc

ipar

umw

ith h

igh

para

site

mia

A maioria das mortes acontecemem crianças menores de 5 anos

Ciclo de vida do Ciclo de vida do PlasmodiumPlasmodium

Filme

vertebrate host

Blood

Mosquito

Liver

EEF

Salivary glands

Mosquito bite

Mosquito bite

Hemocoele

SporozoitesOokinete fertilization

Midgut

http://www.sciencemag.org/cgi/contehttp://www.sciencemag.org/cgi/content/full/1129720/DC1nt/full/1129720/DC1

DiagnDiagnóósticostico

Table 1. Current diagnostic practices in different settings

Trends in Parasitol., 18 (9):395, 2002

P. vivax

P.falciparum

Esfregaço sanguíneo

P.falciparum

P. vivax

Gota Espessa

Optimal

Identifica a Desidrogenase lática do parasita)

Rapid Diagnostic test (RDT):

Clin. Microbiol. Rev., 15(1): 66, 2002

PCRPCR

The detection limit of:

Microscopy ~5-20 parasites/μl

RDT >100 parasites/μl (sensitivity: 90%)

PCR < 5 parasites/μl (as low as 0.004p/μl)

Trends in Parasitol., 18 (9):395, 2002

REALREAL--TIME PCRTIME PCR

Técnica de PCR que usa reagentes fluorescentes para marcar o produto de reação, visando:

1- Quantificar ácidos nucléicos

2- Detectar e diferenciar ácidos nucléicos

RealReal--time PCR time PCR paraparaDIAGNOSTICO DIFERENCIALDIAGNOSTICO DIFERENCIAL

Fluo

resc

enci

a

Low

P. falciparum

P. vivax

Clin. Microbiol. Rev., 15(1): 66, 2002

Comparação entre os métodos de diagnóstico do Plasmodium

IntervaloIntervalo

PatogeniaPatogenia

SintomasSintomas

Febre intermitente

Calafrios

Dor de cabeça

Dores musculares

MalMaláária severaria severa

Anemia severa (destruiAnemia severa (destruiçção de ão de RBCsRBCs))

MalMaláária cerebralria cerebral

Malária grave Sindrome, que afeta vários órgãos e tecidos (ex: acidose lática, malária cerebral)

Não existe correlação do tipo: um quadro clínico um processo patogênico

Anemia severa

Hemólise agudaReduçaõ da eritropoieseDeficiências nutricionaisOutras infecções associadas

Muitos processos diferentes Evolução comum

ChoquePerda consciênciaStress respiratório

CaracterCaracteríísticas clsticas clíínicasnicas

Acidose metabólica fatores combinados levam < oxigenação dos tecidos

• diminuição da deformidadeda hemácia (não infectada)

• sequestramento

•destruição de eritrócitos

•Anemia

Nature:415, 2002

Nature:415, 2002

Malária Cerebral

Sequestramento

Eritrócitos infectados P.falciparum

(estágios assexuados, gametócitos)

endotélio

Como o parasita seqüestra?

Eritrócitos infectados P.falciparum

(estágios assexuados, gametócitos)

endotélio

Como o parasita seqüestra?

Adere rola Aderidoestavelmente

Fluxo sanguíneo

CSA (Chondroitin sulphate A)

CD 36Vários receptores

CérebroCoração RimTecido sub-cutâneoPulmãoplacenta

Fenótipo de adesão não é homogêneo:parasitas diferenes - receptores diferentes (combinações)

Cerebral malaria:Proinflamamatory cytokines

TNF

IFN-γMice IFN- γ -/- or IFN- γR -/- Resistent to CM

Human Heterozygotes for an IFN- γR1 polymorphism(Koch et al., J Infect Dis. 185:1684, 2002)

CM

ICAM-1

TNFR2 -/-

TNF Human

Miceprotected against CM and do not show ICAM-1 upregulated

ICAM-1 -/- Protected against CM

During CM

Case-control study in Gambian children (McGuire et al., Nature, 371: 508, 1994):

a relative risk of 7 for death or neurological sequelae due to cerebral malaria.

homozygotes for the TNF2 allele ( variant of the TNF-α gene promoter region)

LT (TNF-β)

Double-blind study in 610 Gambian children anti-TNF Ab

No protection(J Infect Dis, 174: 1091, 1996)

Mice: LTα-/- protected against CM

Human ?

PfEMP1

Parasiteprotein

Endotélio

Ho & White, Am J Physiol Cell Physiol 276, 199

Variação antigênica

Control of blood stageinfection?

Immune modulation?

Escape from spleen

P.falciparumNon-adhesivePlasmodium species

Scherf et al., Cell Microbiol., 3, 200

Exon 1 Exon 2

DBL 1α CIDR1DBL 2βC2 DBL 3α CDIR2 DBL4γ DBL5ε TM

P.falciparum erythrocyte membrane protein- (Pf EMP1)

Var gene

Blood groupA antigen

CR1

HS-likeGAG

CD36

IgM

CD31CSA?

ICAM-1

CD31 CSA

Mol Bioch Parasitol, 115, 200

> Parte dos casos Ligação ao endotélio não leva a patogênese

Malária não complicada

Malária complicada?

expressão de um determinado tipo de adesão

Padrão diferente de sequestramento e patologia

parasitas da placenta x parasitas de mulheres não grávidas

CSA CD 36

Malária gestacional Seleciona parasita que liga CSA

Anticorpo anti-adesãoCepa independente

Níveis de transmissãoN0. gestaçõesIdade gestacional

Nature insight, 415: 669, 2002

Host- parasite interaction and pathogenesis: P.falciparum erythrocyte membrane protein 1 (PfEMP1)

Ligação simultânea a vários receptores – malária grave?

AA AC CC

Diferença na biologia de Invasão

P.falciparum•Invade grande % de hemácias

cepas virulenta x não virulenta potencial de multiplicação diferente

(J. Infec. Dis.: 181, 2000)

• Mecanismo surpreendente de invasão: várias vias

P.vivax

•Invade reticulócitos

•Única via de invasãoAntígeno de grupo sanguíneo Duffy

Host receptors

ParasiteLigands

BAEBL/EBA140

Glyc C/D

P. falciparumEBA-175

Glyc A Ligand unknown

Glyc B

PfMSP1?

JESEBL/EBA181?Band 3

Gaur, Mayer & Miller, Int J Parasitol, 2004

Dd2/Nm3 variants

?

PfAMA-1 EBL-1

PfRH2b/NBP2b PfRH1/NBP1

P. vivax

PvDBP

Reticulocytes

Duffy blood group

Vias alternativas de invasão do P.falciparum grande vantagem seletiva

Vias alternativas de invasão do P.falciparum grande vantagem seletiva

Mutação na Glicoforina B – ocorre na África

Hemácias Gerbich (sem Gly D/Gly C alterada):ligação reduzida com o ligante BAEBLDistribuição rara, exceto Papua New Guinea frequência (50%)

Em áreas endêmicas do mundo – P.falciparum tem modificado o genoma humano

Hb S6-GPD

Desenvolvimentodo parasita dentro

eritrócito

Outros relacionadosinvasão

OvalocitoseHb E

Hb C, etc

Controle da doenControle da doenççaa

Controle da doenControle da doenççaa

3) Uso de antimaláricos com fins profiláticos.Desenvolvimento de resistência, útil para viajantes.

1) Eliminação dos insetos vetores utilizando inseticidas como o DDT

Toxicidade e desenvolvimento de resistência

2) Reduzindo a exposição dos pacientes às picadas dos insetos vetores.

Uso de cortinados nas camas, telas nas janelasEficácia reduzida

4) Desenvolvimento de vacinas anti-maláricasTodas ainda em testes, proteção curta duração.

TratamentoTratamento

Formaseritrocítica

s

Esporozoítos

Malária humana

Malária murina

Malária aviária

Modelos Experimentais:

P.falciparum

P. berghei

P.gallinaceum

Resistência do Plasmodium falciparum aos antimaláricos

Mefloquina

Subtherapeutic

Presumptive use

< bioavailabilitySulfadoxine-pyrimetamine x sulfamethoxazole-trimethroprim

immunity

Non-detection drug failure

Southeast Asia and Oceania

Rede

Amazônica de

Vigilância da

Resistência às

Drogas

Antimaláricas

Brasil, Bolívia, Equador, Colômbia, Guiana,Peru, Suriname e Venezuela

MalMaláária vivax ou malariaeria vivax ou malariae

MalMaláária falciparumria falciparum

MalMaláária falciparumria falciparum

Novos alvos de drogasNovos alvos de drogas

Desenvolvimento de Desenvolvimento de vacinasvacinas

Tipos de vacina anti-malárica

1 Contra estágios pré-eritrocíticos (esporozoítos e hepáticos) Anti-infecção

2 Contra estágios assexuados sanguíneos Anti-doença / anti-patologia

3 Contra os estágios sexuais no mosquito Anti-transmissão

Testes clínicos em andamento

Vacina Fase Entidades participantesRTS,S, TRAP/SSP2MSP-142 AMA-1 WRAIR, USAID, GlaxoSmithKline

RTS,S IIb (adultos Gambia)I (Crianças) MRC Gambia, GlaxoSmithKline,

WRAIR, University of Oxford, The London School of Hygiene and Tropical Medicine.

MuStDo I, IIa USA e Ghana US navy, USAID

MSP119 Pasteur InstituteAMA -1, MSP-3 e

GLURPI European Malaria Vaccine Initiative

Pvs25, Pfs25 I NIH Malaria Vaccine DevelopmentUnit

TRAP, CS (prime-boost)

I / IIa (Inglaterra)I (Gambia)

University of Oxford

Diversas

I

Dificuldades no desenvolvimento da vacina anti-malárica

- Mecanismos envolvidos na imunidade protetora não estão completamente definidos.

- Dificuldade de determinar os mecanismos para se medir a eficácia da vacina.

- Expressão antigênica estágio-específica - imunidade estágio-específica.

- Presença de diversas proteínas altamente polimórficas no Plasmodium.

- Polimorfismos genéticos do hospedeiro influenciando a susceptibilidade à infecção.

- Pouco definidos os fatores que contribuem para o desenvolvimento da malária cerebral.

Dificuldades no desenvolvimento de Dificuldades no desenvolvimento de uma vacina uma vacina antianti--malmalááricarica

-- Decisão polDecisão polííticotico--econômica (EUA)econômica (EUA)

-- ÁÁreas endêmicas são pareas endêmicas são paííses em ses em desenvolvimentodesenvolvimento

--Brasil: P.vivax (a vacina estBrasil: P.vivax (a vacina estáá ainda mais ainda mais distante)distante)PresenPresençça dos vetores em todo territa dos vetores em todo territóório rio nacional.nacional.

“Reducing the burden of malariawill dramatically increase the numberOf children who lead healthy, happy,And productive lives. “