Polimorfismo do éxon 1 do gene da lectina ligadora de manose (MBL) em indivíduos expostos à malária causada por Plasmodium vivax

Neste estudo analisamos a freqüência de polimorfismos no éxon 1 do gene 2 da lectina Ligadora de manose (MBL) em indivíduos expostos à malária causada por Plasmodium vivax. Foram analisadas amostras de 81 indivíduos primoinfectados e 250 não infectados. Os indivíduos não infectados constituíram dois grupos, um que relatou nunca ter tido malária e o outro que teve de 1 a 4 ou mais episódios da doença. No grupo infectado, foi investigada a associação entre os polimorfismos e a suscetibilidade à infecção, a intensidade dos sinais e sintomas clínicos e a parasitemia. As mutações foram identificadas por reação em cadeia da polimerase e análise de restrição. O grupo infectado apresentou distribuição de freqüências alélicas e genotípicas diferente do grupo não infectado. As freqüências dos alelos MBL*A, MBL*B, MBL*C e MBL*D nos indivíduos infectados foram 64,20%, 19,75%, 0,00% e 15,43%, nos não infectados que nunca tiveram malária as freqüências foram 72,96%, 14,80%, 3,06% e 9,18%, e nos não infectados que relataram episódio prévio de malária as freqüências foram 74,67%, 14,81%, 2,30% e 8,22%, respectivamente. O alelo MBL*B foi associado à sintomatologia intensa e ao aumento na parasitemia, enquanto o alelo MBL*D foi associado às parasitemias mais baixas. No grupo não infectado, a distribuição das freqüências alélicas e genotípicas variou com o número de episódios e o tempo decorrido após o último episódio de malária. As variantes MBL*B e MBL*D contribuíram para essa variação. Esse foi o primeiro estudo para avaliar o impacto desses polimorfismos do gene da lectina ligadora de manose na resposta imune inata em indivíduos expostos naturalmente à malária causada por Plasmodium vivax.

Resposta de anticorpos IgG contra a região C-terminal da Proteína 1 da Superfície de Merozóitos de Plasmodium vivax em indivíduos que residem em áreas de transmissão de malária no Estado do Pará

Neste estudo avaliamos o potencial antigênico da proteína recombinante His₆-P1₁₉ contendo a região C-terminal da Proteína 1 da Superfície de Merozoítos de Plasmodium vivax. Analisamos a aquisição e os níveis de anticorpos IgG, e comparamos duas áreas com transmissão de malária, localizadas nos municípios de Trairão e Itaituba, Pará. Foram analisadas 391 amostras, sendo 208 amostras coletadas em Três Boeiras (TB) e 183 em São Luiz do Tapajós (SLT). No momento da coleta, foi realizado o exame da gota espessa e foram obtidos dados como idade, número de episódios prévios de malária e tempo decorrido desde o último episódio. As amostras foram analisadas por (ELISA) e os aspectos imunoepidemiológicos foram descritos. A comparação entre as duas áreas mostrou que tanto a freqüência de soros que reconheceram a His₆-MSP1₁₉ como a concentração dos anticorpos IgG foi maior na população de TB, quando comparado com SLT. A freqüência de soros positivos foi 64,42% e 20,22% e a média dos índices de reatividade foi 6,11 ± 4,58 e 2,56 ± 1,96, respectivamente. A idade não influenciou a aquisição de anticorpos IgG na população mais expostas (TB), mas na população menos exposta (SLT) a percentagem de positivos aumentou entre os adultos. Nos grupos de indivíduos que relataram nunca terem tido malária, a freqüência de positivos foi semelhante nas duas localidades. No grupo que relatou ter tido malária, a percentagem de positivos foi maior em TB. Nesses dois grupos, a concentração de anticorpos IgG foi maior na população de TB. Nas duas áreas, o número de episódio influenciou a resposta de anticorpos específicos, sendo que em TB contribuiu para o aumento da percentagem de positivos e da concentração de anticorpos, mas em SLT influenciou apenas na percentagem de positivos. Entretanto, nas duas áreas, não foi possível associar a resposta de anticorpo com proteção, uma vez que os mais expostos estavam tendo malária recentemente. As áreas de estudo apresentaram perfil diferente quanto à intensidade da transmissão de malária e a aquisição natural de anticorpos. Os aspectos imunoepidemiológicos mostraram que a exposição contínua ao parasito contribuiu para a aquisição de anticorpos IgG específicos contra antígeno da fase sangüínea de P. vivax. No entanto, esta resposta não foi efetiva para conferir proteção.

Concentrações plasmáticas de primaquina e metemoglobinemia em pacientes com malária por Plasmodium vivax

A malária vivax é uma doença que a cerca de 40% da população mundial, utiliza-se no tratamento desta, cloroquina (150 mg) e primaquina (15 mg). Esta é uma 8- aminoquinolina com ação esquizonticida tecidual. Dentre seus efeitos adversos se destaca a capacidade de oxidar a hemoglobina, de maneira dose dependente, que é agravada nos indivíduos com deficiência da glicose-6-fosfato desidrogenase. Ao se considerar a ausência de estudos referentes aos teores de metemoglobina e sua correlação com as concentrações plasmáticas de primaquina nos pacientes com malária vivax, justifica-se a realização deste estudo empregando-se como ferramentas a monitorização das concentrações sanguíneas de primaquina e sua correlação com os teores de metemoglobina. Neste sentido, foi realizado seguimento clínico-laboratorial de 20 pacientes com malária vivax antes (D0) e após três (D3), sete (D7) e quatorze (D14) dias iniciado o tratamento, bem como a validação do método para determinação de primaquina por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). A metemoglobinemia foi avaliada pela técnica de Hegesh et al. (1970) e a glicose-6-fosfato desidrogenase pelo teste colorimétrico de Brewer et al. (1962). A metodologia validada demonstrou parâmetros aplicáveis à determinação de primaquina, cujos teores médios em D3, D7 e D14 foram de 227±106 ng/mL, 191±97 ng/mL e 160±128ng/mL. Não foram obervadas diferenças significativas nas concentrações do fármaco quanto ao sexo dos pacientes participantes e nos diversos dias do estudo. Os teores médios de metemoglobina em D0, D3, D7 e D14 foram de 1,15±0,9%, 4,1±2%, 5,7±2% e 3±1,4%, respectivamente. Foi observado aumento no teor de metemoglobina após administração do fármaco, sem diferença quanto ao sexo. Não foi observada correlação significativa entre os teores de metemoglobina e as concentrações plasmáticas de primaquina em ambos os sexos. Os coeficientes de correlação de Pearson para os sexos masculino e feminino foram 0.8296 e 0.8137, respectivamente. Foi observada deficiência da expressão da enzima glicose-6- fosfato desidrogenase em seis pacientes do sexo masculino sem diferenças entre os teores de metemoglobina e das concentrações plasmáticas de Primaquina, quando comparados com pacientes com expressão normal da enzima.

Abordagem fitoquímica, determinação da atividade antiplasmódica in vitro e avaliação preliminar da toxicidade do extrato hidroetanólico das cascas de Aspidosperma excelsum Benth (Apocynaceae)

A malária é uma doença causada por protozoários do gênero Plasmodium. O tratamento da malária está se tornando cada vez mais difícil com a expansão dos casos de parasitas resistentes aos fármacos utilizados na terapêutica. Neste contexto, produtos isolados a partir de plantas têm dado importante contribuição, representando importante fonte para a obtenção de novos fármacos antimaláricos. A atividade antiplasmódica de alcalóides de origem vegetal tem sido amplamente relatada na literatura. Plantas da família Apocynaceae, ricas em alcalóides indólicos, apresentam amplas propriedades medicinais e algumas espécies do gênero Aspidosperma já demonstraram potencial antimalárico. Assim, este trabalho teve como objetivo realizar uma abordagem fitoquímica, avaliar a atividade antiplasmódica in vitro e a toxicidade preliminar do extrato hidroetanólico concentrado das cascas de A. excelsum, nativa da Região Amazônica, onde é usada tradicionalmente para tratar várias enfermidades, inclusive malária. A atividade antiplasmódica in vitro de diferentes concentrações do extrato e frações alcaloídica e metanólica foi avaliada em culturas de P. falciparum W2 pela percentagem de inibição da parasitemia e determinação da concentração inibitória média (CI₅₀) em intervalos de 24, 48 e 72 h. O ensaio de citotoxicidade do extrato e fração alcaloídica foi realizado em fibroblastos L929 de camundongo pelo método do MTT e o teste de toxicidade aguda oral do extrato foi realizado de acordo com o Procedimento de Dose Fixa adotado pela OECD com pequenas adaptações. A prospecção fitoquímica revelou a presença de saponinas, açúcares redutores, fenóis e taninos e alcalóides e estes foram confirmados em quantidades significativas na fração alcaloídica extraída com clorofórmio (C2). Através de cromatografia em camada delgada e cromatografia líquida de alta eficiência do extrato, foi caracterizada a presença do alcalóide indólico ioimbina. O extrato e as frações apresentaram atividade antiplasmódica in vitro. O extrato apresentou a melhor atividade em 24 h (CI₅₀= 5,2 ± 4,1 μg/mL), indicando uma boa atividade esquizonticida. Apenas a fração alcaloídica C2 apresentou uma pequena, porém significativa citotoxicidade (concentrações superiores a800 μg/mL). O extrato não só não apresentou citotoxicidade como também nenhum sinal evidente de toxicidade aguda oral na dose de 5000 mg/mL. Os resultados obtidos indicam que o extrato de Aspidosperma excelsum Benth apresenta promissor potencial antimalárico, merecendo estudos mais detalhados sobre sua atividade antiplasmódica, com vistas no isolamento de compostos ativos e elucidação de seu(s) mecanismo(s) de ação.

Comparative recognition by human IgG antibodies of recombinant proteins representing three asexual erythrocytic stage vaccine candidates of Plasmodium vivax

In previous immuno-epidemiological studies of the naturally acquired antibody responses to merozoite surface protein-1 (MSP-1) of Plasmodium vivax, we had evidence that the responses to distinct erythrocytic stage antigens could be differentially regulated. The present study was designed to compare the antibody response to three asexual erythrocytic stage antigens vaccine candidates of P. vivax. Recombinant proteins representing the 19 kDa C-terminal region of MSP-1(PvMSP19), apical membrane antigen n-1 ectodomain (PvAMA-1), and the region II of duffy binding protein (PvDBP-RII) were compared in their ability to bind to IgG antibodies of serum samples collected from 220 individuals from the state of Pará, in the North of Brazil. During patent infection with P. vivax, the frequency of individuals with IgG antibodies to PvMSP119, PvAMA-1, and PvDBP-RII were 95, 72.7, and 44.5% respectively. Although the frequency of responders to PvDBP-RII was lower, this frequency increased in individuals following multiple malarial infections. Individually, the specific antibody levels did not decline significantly nine months after treatment, except to PvMSP119. Our results further confirm a complex regulation of the immune response to distinct blood stage antigens. The reason for that is presently unknown but it may contribute to the high risk of re-infection in individuals living in the endemic areas.

Marcadores de estresse oxidativo em pacientes com malária por Plasmodium vivax, durante o tratamento com primaquina e cloroquina

No Brasil, o P. vivax representa a maioria dos casos de malária, totalizando quase 90% dos registros nos estados da Amazônia Legal. Vários estudos objetivaram compreender a relação do estresse oxidativo nos pacientes infectados pelo Plasmodium spp com as respostas clínica e parasitológica, pois o papel protetor ou deletério das espécies reativas de oxigênio e nitrogênio geradas por diferentes mecanismos no decurso da infecção é controverso na fisiopatogenia da malária humana. Entretanto, não há estudos que associem os danos oxidativos e as defesas antioxidantes do hospedeiro na malária vivax não complicada na Amazônia. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar marcadores de estresse oxidativo no decorrer da fase aguda da malária por P. vivax, caracterizando o envolvimento das vias redox, a resposta do hospedeiro humano e a influência da quimioterapia, a fim de testar as hipóteses que os biomarcadores de estresse oxidativo não são alterados no decurso da fase aguda da malária vivax não complicada e a introdução da quimioterapia não contribui para o estresse oxidativo nestes sujeitos. Foi realizado estudo quantitativo longitudinal de casos constituídos por 38 sujeitos com malária por P. vivax adultos, de ambos os gêneros, os quais foram analisados antes, durante e após a instituição da terapia (D0, D2 e D7), comparados a grupo controle de 15 voluntários saudáveis, pareados por gênero e idade. Foram determinados por técnicas espectrofotométricas os teores de metemoglobina, a peroxidação lipídica, a capacidade antioxidante não enzimática total, a atividade da superóxido dismutase, os níveis eritrocitários de glutationa reduzida e da glutationa total plasmática. Comparado ao grupo controle, de maneira significativa, os teores de glutationa reduzida (p=0,004) foram inferiores e a peroxidação lipídica (p<0,001) foi superior, respectivamente. Entretanto, alterações significativas não foram observadas nos teores de metemoglobina, na capacidade antioxidante não enzimática total e na atividade da superóxido dismutase comparados ao grupo controle. Entretanto, com o decorrer do tratamento foram notados aumento significativo dos teores de metemoglobina (p<0,001) e da atividade da superóxido dismutase (p=0,038); porém os níveis de glutationa reduzida eritrocitária estava reduzidos (p=0,007). Além disso, não houve alterações significativas nos níveis da capacidade antioxidante não enzimática total e da glutationta total plasmática com a introdução dos antimaláricos. O nível de estresse oxidativo não foi obtido, uma vez que não foi significativa a correlação da peroxidação lipídica com a capacidade antioxidante não enzimática total durante o tratamento. Conclui-se que o aumento da peroxidação lipídica resultante do dano oxidativo foi contraposto pelo consumo de glutationa eritrocitária antes da introdução da terapia, sugerindo a participação das vias redox na malária vivax não complicada. A instituição da quimioterapia, provavelmente, interferiu no ciclo redox intraeritrocitário, o que foi caracterizado pelo continuo aumento da metemoglobina e da atividade da superóxido dismutase, bem como pela redução dos teores de glutationa reduzida nos eritrócitos.

Susceptibility of Anopheles aquasalis and An. darlingi to Plasmodium vivax VK210 and VK247

The susceptibility of Anopheles aquasalis (F₃ generation) and An. darlingi (F₁ generation) to Plasmodium vivax circumsporozoite protein phenotypes from a limited number of blood samples of malaria patients in Belém, state of Pará, Brazil, was examined. A polymerase chain reaction was used to determine the P. vivax phenotypes in blood samples and the blood-fed infected mosquitoes were dissected and tested by ELISA. In all patient infections, more infected An. aquasalis and An. darlingi were positive for VK210 compared with VK247.

Polimorfismos de genes associados à resposta imune humoral em indivíduos naturalmente infectados pelo Plasmodium vivax no Estado do Pará

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

The frequency of HLA-DRB1 polymorphisms in Brazilian Plasmodium vivax malaria patients and in blood donors from the Amazon Region

We evaluated the frequency of different HLA-DRB1 alleles in Plasmodium vivax-infected individuals and in healthy blood donors from malaria endemic areas of Brazil. Low-resolution human leukocyte antigen-DRB1 genotyping was performed for 73 malaria patients and 29 healthy blood donors. The most frequent alleles in individuals from northern Brazil were human leukocyte antigen-DRB1*04, *08, *07 and *13. The frequency of human leukocyte antigen-DRB1*07 was higher in malaria-infected individuals than in the control group, which reinforces the theory that this allele plays an important role in susceptibility to malaria. This study offers new information about a potential susceptibility factor for P. vivax malaria in a Brazilian population that is naturally exposed to malaria.

Alterações cardiovasculares em pacientes com malária por Plasmodium vivax

Pós-graduação em Fisiopatologia em Clínica Médica - FMB

Humoral immune responses against the malaria vaccine candidate antigen Plasmodium vivax AMA-1 and IL-4 gene polymorphisms in individuals living in an endemic area of the Brazilian Amazon

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Oxidative Stress and Modification of Renal Vascular Permeability Are Associated with Acute Kidney Injury during P. berghei ANKA Infection

Malaria associated-acute kidney injury (AKI) is associated with 45% of mortality in adult patients hospitalized with severe form of the disease. However, the causes that lead to a framework of malaria-associated AKI are still poorly characterized. Some clinical studies speculate that oxidative stress products, a characteristic of Plasmodium infection, as well as proinflammatory response induced by the parasite are involved in its pathophysiology. Therefore, we aimed to investigate the development of malaria-associated AKI during infection by P. berghei ANKA, with special attention to the role played by the inflammatory response and the involvement of oxidative stress. For that, we took advantage of an experimental model of severe malaria that showed significant changes in the renal pathophysiology to investigate the role of malaria infection in the renal microvascular permeability and tissue injury. Therefore, BALB/c mice were infected with P. berghei ANKA. To assess renal function, creatinine, blood urea nitrogen, and ratio of proteinuria and creatininuria were evaluated. The products of oxidative stress, as well as cytokine profile were quantified in plasma and renal tissue. The change of renal microvascular permeability, tissue hypoxia and cellular apoptosis were also evaluated. Parasite infection resulted in renal dysfunction. Furthermore, we observed increased expression of adhesion molecule, proinflammatory cytokines and products of oxidative stress, associated with a decrease mRNA expression of HO-1 in kidney tissue of infected mice. The measurement of lipoprotein oxidizability also showed a significant increase in plasma of infected animals. Together, our findings support the idea that products of oxidative stress, as well as the immune response against the parasite are crucial to changes in kidney architecture and microvascular endothelial permeability of BALB/c mice infected with P. berghei ANKA.

Whole genome sequencing analysis of Plasmodium vivax using whole genome capture

Background: Malaria caused by Plasmodium vivax is an experimentally neglected severe disease with a substantial burden on human health. Because of technical limitations, little is known about the biology of this important human pathogen. Whole genome analysis methods on patient-derived material are thus likely to have a substantial impact on our understanding of P. vivax pathogenesis and epidemiology. For example, it will allow study of the evolution and population biology of the parasite, allow parasite transmission patterns to be characterized, and may facilitate the identification of new drug resistance genes. Because parasitemias are typically low and the parasite cannot be readily cultured, on-site leukocyte depletion of blood samples is typically needed to remove human DNA that may be 1000X more abundant than parasite DNA. These features have precluded the analysis of archived blood samples and require the presence of laboratories in close proximity to the collection of field samples for optimal pre-cryopreservation sample preparation. Results: Here we show that in-solution hybridization capture can be used to extract P. vivax DNA from human contaminating DNA in the laboratory without the need for on-site leukocyte filtration. Using a whole genome capture method, we were able to enrich P. vivax DNA from bulk genomic DNA from less than 0.5% to a median of 55% (range 20%-80%). This level of enrichment allows for efficient analysis of the samples by whole genome sequencing and does not introduce any gross biases into the data. With this method, we obtained greater than 5X coverage across 93% of the P. vivax genome for four P. vivax strains from Iquitos, Peru, which is similar to our results using leukocyte filtration (greater than 5X coverage across 96% of the genome). Conclusion: The whole genome capture technique will enable more efficient whole genome analysis of P. vivax from a larger geographic region and from valuable archived sample collections.

Anti-IL-2 Treatment Impairs the Expansion of T-reg Cell Population during Acute Malaria and Enhances the Th1 Cell Response at the Chronic Disease

Plasmodium chabaudi infection induces a rapid and intense splenic CD4(+) T cell response that contributes to both disease pathogenesis and the control of acute parasitemia. The subsequent development of clinical immunity to disease occurs concomitantly with the persistence of low levels of chronic parasitemia. The suppressive activity of regulatory T (T-reg) cells has been implicated in both development of clinical immunity and parasite persistence. To evaluate whether IL-2 is required to induce and to sustain the suppressive activity of T-reg cells in malaria, we examined in detail the effects of anti-IL-2 treatment with JES6-1 monoclonal antibody (mAb) on the splenic CD4(+) T cell response during acute and chronic P. chabaudi AS infection in C57BL/6 mice. JES6-1 treatment on days 0, 2 and 4 of infection partially inhibits the expansion of the CD4(+)CD25(+)Foxp3(+) cell population during acute malaria. Despite the concomitant secretion of IL-2 and expression of high affinity IL-2 receptor by large CD4(+) T cells, JES6-1 treatment does not impair effector CD4+ T cell activation and IFN-gamma production. However, at the chronic phase of the disease, an enhancement of cellular and humoral responses occurs in JES6-1-treated mice, with increased production of TNF-alpha and parasite-specific IgG2a antibodies. Furthermore, JES6-1 mAb completely blocked the in vitro proliferation of CD4(+) T cells from non-treated chronic mice, while it further increased the response of CD4(+) T cells from JES6-1-treated chronic mice. We conclude that JES6-1 treatment impairs the expansion of T-reg cell population during early P. chabaudi malaria and enhances the Th1 cell response in the late phase of the disease.