Survey to identify Mycobacterium leprae-infected household contacts of patients from prevalent regions of leprosy in Colombia

Leprosy in Colombia is in the post-elimination phase; nevertheless, there are regions of this country where the incidence is still around 3-4/100,000. Early detection of leprosy patients is a priority for achieving control and elimination of leprosy; however, the clinical exam is not very sensitive and thus, the majority of patients are diagnosed only when they demonstrate lesions, and damage to the nerves and skin has already occurred. The goal of the present study was to identify Mycobacterium leprae infection and immune responses in household contacts (HHC) of leprosy patients from three prevalent regions of Colombia. Clinical examination, the Mitsuda test, evaluation of IgM anti-PGL-I in the serum, the bacillar index (BI), and polymerase chain reaction (PCR) from nasal swabs (NS) were performed for 402 HHC of 104 leprosy patients during a cross-sectional survey. Positive titers for IgM anti-PGL1 were found for 54 HHC, and PCR-positive NS for 22. The Mitsuda reaction was negative for 38 HHC, although three were positive for IgM anti-PGL-1 titers. The data document that leprosy transmission among HHC is still occurring in a non-endemic country.

Unveiling healthy carriers and subclinical infections among household contacts of leprosy patients who play potential roles in the disease chain of transmission

Leprosy transmission still occurs despite the availability of highly effective treatment. The next step towards successfully eliminating leprosy is interrupting the chain of transmission of the aetiological agent, Mycobacterium leprae. In this investigation, we provide evidence that household contacts (HHCs) of leprosy patients might not only have subclinical infections, but may also be actively involved in bacilli transmission. We studied 444 patients and 1,352 contacts using anti-phenolic glycolipid-I (PGL-I) serology and quantitative polymerase chain reaction (qPCR) to test for M. leprae DNA in nasal swabs. We classified the patients according to the clinical form of their disease and the contacts according to the characteristics of their index case. Overall, 63.3% and 34.2% of patients tested positive by ELISA and PCR, respectively. For HHCs, 13.3% had a positive ELISA test result and 4.7% had a positive PCR test result. The presence of circulating anti-PGL-I among healthy contacts (with or without a positive PCR test result from nasal swabs) was considered to indicate a subclinical infection. DNA detected in nasal swabs also indicates the presence of bacilli at the site of transmission and bacterial entrance. We suggest that the concomitant use of both assays may allow us to detect subclinical infection in HHCs and to identify possible bacilli carriers who may transmit and disseminate disease in endemic regions. Chemoprophylaxis of these contacts is suggested.

High rates of undiagnosed leprosy and subclinical infection amongst school children in the Amazon Region

Leprosy in children is correlated with community-level factors, including the recent presence of disease and active foci of transmission in the community. We performed clinical and serological examinations of 1,592 randomly selected school children (SC) in a cross-sectional study of eight hyperendemic municipalities in the Brazilian Amazon Region. Sixty-three (4%) SC, with a mean age of 13.3 years (standard deviation = 2.6), were diagnosed with leprosy and 777 (48.8%) were seropositive for anti-phenolic glycolipid-I (PGL-I). Additionally, we evaluated 256 house-hold contacts (HHCs) of the students diagnosed with leprosy; 24 (9.4%) HHC were also diagnosed with leprosy and 107 (41.8%) were seropositive. The seroprevalence of anti-PGL-I was significantly higher amongst girls, students from urban areas and students from public schools (p < 0.0001). Forty-five (71.4%) new cases detected amongst SC were classified as paucibacillary and 59 (93.6%) patients did not demonstrate any degree of physical disability at diagnosis. The results of this study suggest that there is a high rate of undiagnosed leprosy and subclinical infection amongst children in the Amazon Region. The advantages of school surveys in hyperendemic areas include identifying leprosy patients at an early stage when they show no physical disabilities, preventing the spread of the infection in the community and breaking the chain of transmission.

Seroreactivity to new Mycobacterium leprae protein antigens in different leprosy-endemic regions in Brazil

New Mycobacterium leprae protein antigens can contribute to improved serologic tests for leprosy diagnosis/classification and multidrug therapy (MDT) monitoring. This study describes seroreactivity to M. leprae proteins among participants from three highly endemic leprosy areas in Brazil: central-western Goiânia/Goiás (GO) (n = 225), Rondonópolis/Mato Grosso (MT) (n = 764) and northern Prata Village/Pará (PA) (n = 93). ELISA was performed to detect IgG to proteins (92f, 46f, leprosy IDRI diagnostic-1, ML0405, ML1213) and IgM to phenolic glycolipid-I (PGL-I). Multibacillary (MB) leprosy had positive rates for PGL-I that were similar to those for proteins; however, some anti-PGL-I-negative subjects were positive for proteins, suggesting that adding protein antigen to PGL-I can enhance the sensitivity of MB leprosy detection. In MT, different degrees of seroreactivity were observed and ranked for MB, former patients after MDT, paucibacillary (PB) leprosy, household contact (HHC) and endemic control (EC) groups. The seroreactivity of PB patients was low in GO and MT. HHCs from different endemic sites had similar IgG antibody responses to proteins. 46f and 92f were not recognised by most tuberculosis patients, ECs or HHCs within GO, an area with high BCG vaccination coverage. Low positivity in EC and HHC was observed in PA and MT. Our results provide evidence for the development of an improved serologic test that could be widely applicable for MB leprosy testing in Brazil.

Multibacillary leprosy patients with high and persistent serum antibodies to leprosy IDRI diagnostic-1/LID-1: higher susceptibility to develop type 2 reactions

Leprosy inflammatory episodes [type 1 (T1R) and type 2 (T2R) reactions] represent the major cause of irreversible nerve damage. Leprosy serology is known to be influenced by the patient’s bacterial index (BI) with higher positivity in multibacillary patients (MB) and specific multidrug therapy (MDT) reduces antibody production. This study evaluated by ELISA antibody responses to leprosy Infectious Disease Research Institute diagnostic-1 (LID-1) fusion protein and phenolic glycolipid I (PGL-I) in 100 paired serum samples of 50 MB patients collected in the presence/absence of reactions and in nonreactional patients before/after MDT. Patients who presented T2R had a median BI of 3+, while MB patients with T1R and nonreactional patients had median BI of 2.5+ (p > 0.05). Anti-LID-1 and anti-PGL-I antibodies declined in patients diagnosed during T1R (p < 0.05). Anti-LID-1 levels waned in MB with T2R at diagnosis and nonreactional MB patients (p < 0.05). Higher anti-LID-1 levels were seen in patients with T2R at diagnosis (vs. patients with T1R at diagnosis, p = 0.008; vs. nonreactional patients, p = 0.020) and in patients with T2R during MDT (vs. nonreactional MB, p = 0.020). In MB patients, high and persistent anti-LID-1 antibody levels might be a useful tool for clinicians to predict which patients are more susceptible to develop leprosy T2R.

Associação do polimorfismo do gene humano NRAMP1 na susceptibilidade/resistência para hanseníase em áreas endêmicas do estado do Pará

Hanseníase é um problema de saúde pública no estado do Pará e um desafio para os Programas de Controle que almejam o estabelecimento de estratégias para minimização do agravo da doença. O entendimento do mecanismo genético e imunológico para explicar a manutenção da endemia pode ser uma das alternativas para melhoria da abordagem do problema na nossa região. O gene humano de resistência natural associada à proteína macrofágica – NRAMP1 é expresso em macrógfagos e parece estar envolvido com a influência no padrão de resposta imune à infecção com Mycobcaterium leprae. Nós avaliamos associação do polimorfismo deste gene, já descrito por BUU et al, 1995 com a hanseníase “per se” e com os tipos da doença, segundo os níveis de anticorpos anti-PGL-1 na população estudada. Um total de 122 pacientes com hanseníase e 110 não doentes procedentes de municípios endêmicos do estado do Pará, foram genotipados para o polimorfismo deste gene e analisados segundo os níveis de anticorpos anti-PGL-1 desta micobactéria. Observou-se associação com a hanseníase “per se” (p=0.0087), e o polimorfismo da região 3ۥ não traduzida do gene NRAMP1 com inserção/deleção de 4 pares de bases foi fortemente associado com a forma multibacilar (p= 0.025) comparado aos contatos não cosanguíneos. Heterozigotos e portadores do alelo com a deleção (159pb) foram mais freqüentes entre os casos multibacilares do que nos paucibacilares. Os haplótipos do gene NRAMP1 parecem exercer influência importante na apresentação clínica da hanseníase, revelada também pela positividade ao antígeno PGL-1 do mycobacterium leprae.

Histopatologia e imunoistoquímica na distrofia muscular do Golden Retriever

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Epidemiologia espacial e sorológica da hanseníase no estado do Pará

Mais de 80.000 casos de hanseníase foram diagnosticados nos últimos 20 anos no Pará e, ainda hoje, com um coeficiente de detecção anual de 50/100.000 habitantes (três vezes superior à média nacional) a doença permanece como um grave problema de saúde pública neste Estado. O objetivo geral deste estudo foi desenvolver um método integrando a epidemiologia espacial e sorológica como ferramenta de combate à hanseníase no Pará. Inicialmente, foram realizadas visitas domiciliares a famílias de pessoas afetadas pela hanseníase, diagnosticadas nos últimos cinco a seis anos, em oito municípios de diferentes regiões do Estado. A equipe de pesquisadores com experiência no manejo da hanseníase, composta por médicos dermatologistas, enfermeiros, fisioterapeutas e técnicos de laboratório, realizou exame clínico dermatoneurológico em 1.945 contatos intradomiciliares de 531 casos notificados e coletou amostra de sangue para pesquisa sorológica de anticorpos IgM anti-PGL-I. Além disso, 1.592 estudantes de 37 escolas públicas do ensino fundamental e médio, com idade entre 6 e 20 anos, também foram selecionados aleatoriamente para serem submetidos à mesma avaliação. As residências dos casos notificados, bem como a dos estudantes incluídos no estudo foram georreferenciadas para a análise da distribuição espacial da hanseníase. Dois anos mais tarde, com base na informação sorológica prévia, a equipe de pesquisadores retornou a dois municípios para reavaliar os indivíduos incluídos no estudo. Adicionalmente, duas novas escolas públicas localizadas em áreas de alto risco de hanseníase, determinadas pela análise da distribuição espacial da doença em um dos municípios, foram selecionadas para avaliar-se a importância da informação geográfica na detecção de casos novos. Na avaliação inicial, 156 (8%) contatos e 63 (4%) estudantes foram diagnosticados como casos novos de hanseníase; 806 (41,4%) contatos e 777 (48,8%) estudantes foram soropositivos para anti-PGL-I. A análise da distribuição espacial dos casos registrados da doença em um dos municípios selecionados indicou que a hanseníase apresenta um padrão heterogêneo, com clusters de alta e baixa taxa de detecção anual em áreas específicas da cidade (p < 0,01), e que 94,7% dos estudantes examinados residiam a menos de 200 metros de um caso registrado durante os seis anos anteriores ao estudo. No seguimento, a incidência de hanseníase foi significativamente maior entre os indivíduos soropositivos (22,3%) quando comparados aos soronegativos (9.4%) (OR = 2,7; IC95% = 1,29 – 5,87; p = 0,01); também foi significativamente mais alta entre moradores de residências com pelo menos um sujeito soropositivo (17,4%), comparada aos de residências sem nenhum morador soropositivo (7,4%) (OR = 2,6; IC95% = 1,18 – 5,91; p = 0,02). A seleção de escolas localizadas em áreas de maior risco dentro do município aumentou significativamente a eficiência na detecção de casos novos entre escolares (8,2%), quando comparada aos resultados obtidos em escolas selecionadas aleatoriamente (4%) (p = 0,04). Os dados mostram alta taxa de prevalência oculta de hanseníase e de infecção subclínica pelo M. leprae no Pará. A epidemiologia espacial e sorológica são ferramentas eficazes para aumentar a detecção precoce de casos novos e deveriam ser utilizadas pelos municípios do Pará para que o Estado possa finalmente alcançar as metas de controle da hanseníase.

High rates of undiagnosed leprosy and subclinical infection amongst school children in the Amazon Region

Leprosy in children is correlated with community-level factors, including the recent presence of disease and active foci of transmission in the community. We performed clinical and serological examinations of 1,592 randomly selected school children (SC) in a cross-sectional study of eight hyperendemic municipalities in the Brazilian Amazon Region. Sixty-three (4%) SC, with a mean age of 13.3 years (standard deviation = 2.6), were diagnosed with leprosy and 777 (48.8%) were seropositive for anti-phenolic glycolipid-I (PGL-I). Additionally, we evaluated 256 house-hold contacts (HHCs) of the students diagnosed with leprosy; 24 (9.4%) HHC were also diagnosed with leprosy and 107 (41.8%) were seropositive. The seroprevalence of anti-PGL-I was significantly higher amongst girls, students from urban areas and students from public schools (p < 0.0001). Forty-five (71.4%) new cases detected amongst SC were classified as paucibacillary and 59 (93.6%) patients did not demonstrate any degree of physical disability at diagnosis. The results of this study suggest that there is a high rate of undiagnosed leprosy and subclinical infection amongst children in the Amazon Region. The advantages of school surveys in hyperendemic areas include identifying leprosy patients at an early stage when they show no physical disabilities, preventing the spread of the infection in the community and breaking the chain of transmission.

High rates of undiagnosed leprosy and subclinical infection amongst school children in the Amazon Region

Leprosy in children is correlated with community-level factors, including the recent presence of disease and active foci of transmission in the community. We performed clinical and serological examinations of 1,592 randomly selected school children (SC) in a cross-sectional study of eight hyperendemic municipalities in the Brazilian Amazon Region. Sixty-three (4%) SC, with a mean age of 13.3 years (standard deviation = 2.6), were diagnosed with leprosy and 777 (48.8%) were seropositive for anti-phenolic glycolipid-I (PGL-I). Additionally, we evaluated 256 household contacts (HHCs) of the students diagnosed with leprosy; 24 (9.4%) HHC were also diagnosed with leprosy and 107 (41.8%) were seropositive. The seroprevalence of anti-PGL-I was significantly higher amongst girls, students from urban areas and students from public schools (p < 0.0001). Forty-five (71.4%) new cases detected amongst SC were classified as paucibacillary and 59 (93.6%) patients did not demonstrate any degree of physical disability at diagnosis. The results of this study suggest that there is a high rate of undiagnosed leprosy and subclinical infection amongst children in the Amazon Region. The advantages of school surveys in hyperendemic areas include identifying leprosy patients at an early stage when they show no physical disabilities, preventing the spread of the infection in the community and breaking the chain of transmission.

Hipersensibilidade tardia a antígeno de Trypanosoma cruzi: I - estudo experimental em coelhos

Reações de hipersensibilidade cutânea tardia em coelhos infectados com Trypanosoma cruzi homólogo ou heterólogo, foram obtidas pela injeção de 50µg de proteína do antígeno T12E, derivado de um clone do parasito. A especificidade do teste foi indicada pela ausência de reação em coelhos controles normais que receberam a mesma quantidade de antígeno na pele. A injeção intradérmica do antígeno, em cinco ocasiões, não induziu reação cutânea positiva ou soroconversão dos exames de hemaglutinação e aglutinação, em coelhos controles normais. Por outro lado, coelhos chagásicos submetidos a série de cinco testes cutâneos, com intervalos de uma semana, não exibiram alteração da intensidade das reações de hipersmsibilidade ou dos perfis dos títulos de anticorpos séricos. Os registros eletrocardiográficos também não foram alterados pelos testes cutâneos em coelhos normais e chagásicos. A inocuidade do antígeno T12E foi confirmada em experimentos realizados em 36 coelhos chagásicos e 19 coelhos controles normais. Esse estudo mostra que o teste cutâneo com o antígeno T12E pode ser útil no diagnóstico, além de servir como indicador de morbidade da doença.

Regulação da resposta blastogênica mediada por antígeno anticorpo específico: I - efeito de complexos imunes pré-formados na resposta proliferativa de linfócitos

Estudos prévios em animais de experimentação têm mostrado que complexos imunes formados por antígeno e anticorpo exercem uma influência reguladora na resposta proliferativa de linfócitos. utilizando-se de indivíduos previamente imunizados ou não com Keyhole Limpet Hemocyanin (KLH) o presente trabalho compara a resposta blastogênica induzida pelo antígeno (KLH) com aquela induzida por complexos imunes sob a forma de precipitado constituídos por KLH e IgG anti-KLH. Em cultura de linfócitos de indivíduos previamente imunizados, complexos formados por KLH e IgG anti-KLH induziram in vitro uma resposta proliferativa significantemente maior que o antígeno. Este aumento da bastogênese verificado quando o anticorpo foi acoplado ao antígeno não dependeu da presença de complemento, da quantidade de moléculas do anticorpo no complexo, foi específico com relação ao antígeno pois não houve bastogênese significante em cultura de linfócitos de indivíduos não imunizados, quando estimulados com complexos de KLH e IgG anti-KLH. Linfócitos que não são nem T nem B mas possuem receptor Fc para moléculas de IgG desempenham papel importante na resposta mediado por complexos imunes, haja vista a depleção destes linfócitos reduziu a resposta proliferativa mediada por complexos imunes à observada com o antígeno isoladamente.

Recuperação e purificação do antígeno 503 de Leishmania i. chagasi expresso em E. coli e remoção de endotoxina utilizando adsorção em leito expandido

The growing interest and applications of biotechnology products have increased the development of new processes for recovery and purification of proteins. The expanded bed adsorption (EBA) has emerged as a promising technique for this purpose. It combines into one operation the steps of clarification, concentration and purification of the target molecule. Hence, the method reduces the time and the cost of operation. In this context, this thesis aim was to evaluate the recovery and purification of 503 antigen of Leishmania i. chagasi expressed in E. coli M15 and endotoxin removal by EBA. In the first step of this study, batch experiments were carried out using two experimental designs to define the optimal adsorption and elution conditions of 503 antigen onto Streamline chelating resin. For adsorption assays, using expanded bed, it was used a column of 2.6 cm in diameter by 30.0 cm in height coupled to a peristaltic pump. In the second step of study, the removal of endotoxin during antigen recovery process was evaluated employing the non-ionic surfactant Triton X-114 in the washing step ALE. In the third step, we sought developing a mathematical model able to predict the 503 antigen breakthrough curves in expanded mode. The experimental design results to adsorption showed the pH 8.0 and the NaCl concentration of 2.4 M as the optimum adsorption condition. In the second design, the only significant factor for elution was the concentration of imidazole, which was taken at 600 mM. The adsorption isotherm of the 503 antigen showed a good fit to the Langmuir model (R = 0.98) and values for qmax (maximum adsorption capacity) and Kd (equilibrium constant) estimated were 1.95 mg/g and 0.34 mg/mL, respectively. Purification tests directly from unclarified feedstock showed a recovery of 59.2% of the target protein and a purification factor of 6.0. The addition of the non-ionic surfactant Triton X-114 to the washing step of EBA led to high levels (> 99%) of LPS removal initially present in the samples for all conditions tested. The mathematical model obtained to describe the 503 antigen breakthrough curves in Streamline Chelanting resin in expanded mode showed a good fit for both parameter estimation and validation steps. The validated model was used to optimize the efficiencies, achieving maximum values of the process and of the column efficiencies of 89.2% and 75.9%, respectively. Therefore, EBA is an efficient alternative for the recovery of the target protein and removal of endotoxin from an E. coli unclarified feedstock in just one step.

Quantificação de anticorpos diftéricos em cobaias: I - persistência do título de anticorpos séricos em animais inoculados com uma dose de toxóide diftérico

Foi estudado o comportamento da cinética de anticorpogénese em cobaias inoculadas com uma dose de toxóide diftérico precipitado pelo alúmen. Paralelamente, foi estudada a dinâmica da imunidade passiva naturalmente transmitida aos filhotes. Em cobaias vacinadas com uma dose de antígeno, foi verificado que a síntese de antitoxina diftérica persiste, em títulos detectáveis, até 36 meses após. Os anticorpos transferidos, passivamente, da mãe vacinada para os filhotes atingiram, nestes, concentrações plasmáticas superiores, sendo que a imunidade perdurou em títulos detectáveis até cerca de três meses de idade dos mesmos.

Avaliação de antígenos do Trypanosoma Cruzi para a reação de hem aglutinação indireta: I. diferentes extratos antigênicos

Alguns procedimentos descritos na literatura (ultrasom, água destilada, NaOH, TRITON x 100 e congelamento-descongelamenao) foram avaliados determinando o melhor extrato antigênico para a reação de hemaglutinação indireta (RHI) no diagnóstico sorológico da doença de Chagas. Para isso, foram ensaiados 30 soros de indivíduos chagásicos e 30 soros de indivíduos não chagásicos. A reação de imuno-fluorescência indireta foi considerada como reação de referência no cálculo dos indices de co-positividade (i.c.p.) e co-negatividade (i.cn.). O valor do i.c.p, para a RHI com antígeno obtido por NaOH foi mais elevado do que para os outros antígenos. Os cinco antígenos apresentaram valores máximos para o i.cn., indicando boa especificdade. Os títulos apresentados pelos soros chagásicos com antígeno obtido por NaOH foram, significativamente, superiores aos demais antígenos. A avaliação de cinco partidas de antígeno extraídas por NaOH em épocas diversas indicam boa sensibilidade, especificidade e reprodutibilidade de resultados, traduzidas pelos valores elevados para os i.c.p. e i.cn., além de títulos próximos entre si.