Plasmodium vivax: Microsatellite analysis of multiple-clone infections

We used mixtures of genomic DNA from two genetically distinct isolates from Brazil, 42M and 312M, to investigate how accurately 12-locus microsatellite typing describes the overall genetic diversity and characterizes multilocus haplotypes in multiple-clone Plasmodium vivax infections. We found varying PCR amplification efficiencies of microsatellite alleles; for example, from the same 1:1 mixture of 42M and 312M DNA we amplified predominantly 312M-type alleles at 10 loci and 42M-type alleles at 2 loci. All microsatellite alleles were accurately scored in 1:0.5 and 1:0.25 312M:42M DNA mixtures, even when minor peak heights did not meet previously suggested criteria for minor allele detection in multiple-clone infections. Relative proportions of major and minor alleles were unaffected by multiple displacement amplification of template DNA prior to PCR-based microsatellite typing. Although microsatellite typing may detect minor alleles in clone mixtures, amplification biases may lead to inaccurate assignment of predominant haplotypes in multiple-clone P. vivax infections. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Myxobolus cordeiroi n. sp., a parasite of Zungaro jahu (Siluriformes: Pimelodiade) from Brazilian Pantanal: Morphology, phylogeny and histopathology

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The genetic diversity of Plasmodium vivax: a review

The genetic diversity of Plasmodium vivax has been investigated in several malaria-endemic areas, including the Brazilian Amazon region, where this is currently the most prevalent species causing malaria in humans. This review summarizes current views on the use of molecular markers to examine P. vivax populations, with a focus on studies performed in Brazilian research laboratories. We emphasize the importance of phylogenetic studies on this parasite and discuss the perspectives created by our increasing understanding of genetic diversity and population structure of this parasite for the development of new control strategies, including vaccines, and more effective drugs for the treatment of P. vivax malaria.

Purine nucleoside phosphorylase: A potential target for the development of drugs to treat T-cell- and apicomplexan parasite-mediated diseases

Purine nucleoside phosphorylase (PNP) catalyzes the reversible phosphorolysis of nucleosides and deoxynucleosides, generating ribose 1-phosphate and the purine base, which is an important step of purine catabolism pathway. The lack of such an activity in humans, owing to a genetic disorder, causes T-cell impairment, and thus drugs that inhibit human PNP activity have the potential of being utilized as modulators of the immunological system to treat leukemia, autoimmune diseases, and rejection in organ transplantation. Besides, the purine salvage pathway is the only possible way for apicomplexan parasites to obtain the building blocks for RNA and DNA synthesis, which makes PNP from these parasites an attractive target for drug development against diseases such as malaria. Hence, a number of research groups have made efforts to elucidate the mechanism of action of PNP based on structural and kinetic studies. It is conceivable that the mechanism may be different for PNPs from diverse sources, and influenced by the oligomeric state of the enzyme in solution. Furthermore, distinct transition state structures can make possible the rational design of specific inhibitors for human and apicomplexan enzymes. Here, we review the current status of these research efforts to elucidate the mechanism of PNP-catalyzed chemical reaction, focusing on the mammalian and Plamodium falciparum enzymes, targets for drug development against, respectively, T-Cell and Apicomplexan parasites-mediated diseases.

Targeting Plasmodium ligands on mosquito salivary glands and midgut with a phage display peptide library

Despite vast efforts and expenditures in the past few decades, malaria continues to kill millions of persons every year, and new approaches for disease control are urgently needed. To complete its life cycle in the mosquito, Plasmodium, the causative agent of malaria, has to traverse the epithelia of the midgut and salivary glands. Although strong circumstantial evidence indicates that parasite interactions with the two organs are specific, hardly any information is available about the interacting molecules. By use of a phage display library, we identified a 12-aa peptide-salivary gland and midgut peptide 1 (SM1)-that binds to the distal lobes of the salivary gland and to the luminal side of the midgut epithelium, but not to the midgut surface facing the hemolymph or to ovaries. The coincidence of the tissues with which parasites and the SM1 peptide interact suggested that the parasite and peptide recognize the same surface ligand. In support of this hypothesis, the SM1 peptide strongly inhibited Plasmodium invasion of salivary gland and midgut epithelia. These experiments suggest a new strategy for the genetic manipulation of mosquito vectorial capacity.

No evidence for association of the CD40, CD40L and BLYS polymorphisms, B-cell co-stimulatory molecules, with Brazilian endemic Plasmodium vivax malaria

Background: Plasmodium vivax is the most prevalent malaria species in Brazil. The parasite-host coevolutionary process can be viewed as an 'arms race', in which adaptive genetic changes in one are eventually matched by alterations in the other. Methods: Following the candidate gene approach we analyzed the CD40, CD40L and BLYS genes that participate in B-cell co-stimulation, for associations with P. vivax malaria. The study sample included 97 patients and 103 controls. We extracted DNA using the extraction and purification commercial kit and identified the following SNPs: 21C.T in the CD40 gene, 2726T.C in the CD40L gene and the 2871C.T in the BLyS gene using PCR-RFLP. We analyzed the genotype and allele frequencies by direct counting. We also compared the observed with the expected genotype frequencies using the Hardy-Weinberg equilibrium. Results: The allele and genotype frequencies for these SNPs did not differ statistically between patient and control groups. Gene-gene interactions were not observed between the CD40 and BLYS and between the CD40L and BLYS genes. Overall, the genes were in Hardy-Weinberg equilibrium. Significant differences were not observed among the frequencies of antibody responses against P. vivax sporozoite and erythrocytic antigens and the CD40 and BLYS genotypes. Conclusions: The results of this study show that, although the investigated CD40, CD40L and BLYS alleles differ functionally, this variation does not alter the functionality of the molecules in a way that would interfere in susceptibility to the disease. The variants of these genes may influence the clinical course rather than simply increase or decrease susceptibility. © Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene 2013. All rights reserved.

Polimorfismos dos Genes CD40, CD40L e BLYS, associados na co-estimulação dos Linfócitos B, em indivíduos naturalmente infectados pelo Plasmodium vivax na Amazônia Brasileira

Pós-graduação em Genética - IBILCE

Avaliação da resposta de anticorpos contra antígenos de Plasmodium vivax relacionada a fatores genéticos do parasito e do hospedeiro humano

Pós-graduação em Genética - IBILCE

Alterações hematológicas, bioquímicas e histopatológicas no modelo de malária aviária Gallus gallus por Plasmodium gallinaceum: papel do óxido nítrico

Malária é uma das doenças infecciosas de maior causa de morte no mundo. Modelos experimentais são necessários para melhor compreensão de mecanismos envolvidos na patogênese de doenças e desenvolvimento de novos tratamentos. Galinhas infectadas com Plasmodium gallinaceum fornecem bom modelo de malária devido a proximidade filogenética com o Plasmodium de humano assim como aspectos clínicos comuns, como a malária cerebral. O presente estudo objetivou investigar a participação do óxido nítrico no desenvolvimento da malária aviária, através do tratamento ou não com aminoguanidina (AG - inibidor da enzima Óxido Nítrico Sintase) in vivo de galinhas infectadas experimentalmente com P. gallinaceum. Foi verificado sobrevida, hematologia clássica, bioquímica sérica e patologia nos animais no percurso da infecção. Observou-se maior sobrevida nos animais tratados com AG, apesar de parasitemias mais elevadas. Houve ainda diminuição nos parâmetros hematológicos e aumento no Volume Corpuscular Médio de hemácias, indicando resposta medular para anemia. Linfopenia e trombocitopenia foram detectadas em animais infectados, com menor proporção nos animais tratados. Monócitos, linfócitos e heterófilos apresentaram aumento de tamanho e alterações que indicam ativação. Trombócitos também aumentaram de tamanho durante a infecção e apresentaram morfologia atípica. Os animais tratados mostraram lesões mais brandas nas secções histopatológicas de cérebro, fígado e baço, além de produção diminuída de NO, mesmo em alta parasitemia, em relação aos animais não tratados. Esses resultados confirmam a participação do mediador químico óxido nítrico na patogênese da malária no modelo experimental aviário.

Malária no Pará: estudo do quadro clínico e laboratorial nas infecções causadas pelo Plasmodium vivax, na atualidade

A malária é considerada pela Organização Mundial de Saúde (OMS) como o maior problema de Saúde Pública na atualidade e os estudos produzidos mais recentemente, apontam para algumas mudanças em termos clínicos e padrões laboratoriais. Com o objetivo de detectar essas mudanças, foram estudadas as manifestações clínicas e laboratoriais da infecção malárica causada pelo Plasmodium vivax. O estudo caracterizou-se por ser longitudinal e prospectivo, tendo sido realizado no Instituto Evandro Chagas (IEC), na cidade de Belém, no período de novembro de 2001 a junho de 2002. A metodologia utilizada constou de diagnóstico pelo exame da gota espessa e por acompanhamento clínico e laboratorial de pacientes portadores de malária por P. vivax, durante todo o tratamento. Foram avaliados 127 pacientes nos aspectos epidemiológico, clínico e laboratorial, incluindo sexo, cor, profissão, procedência da infecção, período de incubação e persistência de cefaléia, calafrios e febre, além de outros sintomas ao final do tratamento. A avaliação laboratorial inclui densidade parasitária e exames relacionados à coagulação sangüínea, além de hemograma completo, aminotransferases, bilirrubinas, fosfatase alcalina, uréia e creatinina séricas. Dados do presente estudo demonstram uma ocorrência maior de casos entre estudantes e donas de casa como o perfil epidemiológico relacionado ao tipo de ocupação dos doentes portadores de malária atendidos em área urbana. O presente ensaio corrobora estudos anteriores relativos à ação esquizonticida da cloroquina em um tempo médio de 48 à 72 horas e revela significativa plaquetopenia até hoje não muito estudada em malária por P. vivax, e apesar deste achado, as provas de coagulação sangüíneas não mostraram alterações significantes. A palidez cutâneo-mucosa em D7 foi observada em 124 dos 127 pacientes estudados, embora este dado não tenha obrigatoriamente correlação com o achado de anemia.

Utilização do DELI-teste para avaliação da sensibilidade in vitro do Plasmodium vivax à Cloroquina em condições de campo no município de Tucuruí, Pará

O Estado do Pará é um dos responsáveis pela maioria das notificações de malária na Região Amazônica. Plasmodium vivax é a espécie mais freqüente e a avaliação da sensibilidade do mesmo à cloroquina é essencial para verificar se tal droga mantém sua eficácia. Entretanto, isso não era factível em função da não disponibilidade de metodologia de cultivo de curto prazo e da dificuldade de avaliação da maturação desse parasito. Recentemente, um sistema para cultivo de curto prazo de P. vivax foi introduzido, assim como uma metodologia de mensuração (DELIteste) da maturação/crescimento do parasito baseada na detecção da enzima Lactato Desidrogenase do parasito (pLDH), permitindo estudos de sensibilidade dessa especie plasmodial aos antimaláricos. O objetivo desse trabalho foi então avaliar o desempenho dessa metodologia para avaliar a quimiossensibilidade de P. vivax a cloroquina em condições de campo no município de Tucuruí, no Estado do Para. Foram utilizados 44 pacientes positivos para malária vivax, diagnosticados pelo exame de gota espessa, dos quais, após consentimento, foram coletados 5mL de sangue. Uma suspensão de hemácias de cada paciente, preparada em meio de cultura especial (meios RPMI e Waymouth, soro AB+, hematocrito de 1,8%), foi colocada em cultivo in vitro de curto prazo (48 horas), a 37°C e microaerofilia, frente a uma gama de concentrações (2,34-600ng/mL) de cloroquina. As placas foram então congeladas e, posteriormente, os parasitos foram lisados por congelamento e descongelamento, liberando a pLDH. A mensuração da pLDH foi feita por ELISA-sanduiche (DELI-teste), utilizando como anticorpos de captura os monoclonais 6C9 (anti-pLDH de Plasmodium) e 11D (anti-LDH de P. vivax) e como anticorpo de detecção o monoclonal 19G (anti-pLDH de Plasmodium). Os valores de densidade ótica obtidos permitiram, na maioria dos casos, traçar curvas de sensibilidade a droga e o conseqüente calculo da concentração inibitória de 50% (IC50). Do total de amostras, 53,8% apresentaram melhores curvas com o monoclonal 11D e 46,1% com o monoclonal 6C9. Das 44 amostras, 26 (59,2%) permitiram traçar curvas interpretáveis de sensibilidade a cloroquina. O rendimento de 59% pode ser considerado satisfatório em função da conhecida dificuldade de se cultivar P. vivax in vitro, e das precárias condições de infra-estrutura para realização das culturas. Doze (46,2%) dessas 26 amostras apresentaram IC50 superior ao limiar de 100nM, sendo consideradas resistentes. Esse elevado percentual de amostras com perda e sensibilidade a cloroquina é preocupante e indica que esse tipo de avaliação deve ser continuada e estendida a outras localidades para se ter uma caracterização mais clara dessa situação. O DELIteste é o único capaz de avaliar a resistência in vitro do P. vivax e sua utilização em condições de campo pode contribuir para direcionar estratégias terapêuticas para malária em nosso País.

Malária e medicina popular: efeito da Bertholletia excelsa H.B.K. (Castanha-do-Pará) em camundongos infectados com Plasmodium berghei

A malária é um grave problema de saúde pública, especialmente para a região Amazônica. Entretanto, fatores como a resistência, dificuldade de acesso e toxicidade dos fármacos tradicionais reduzem a efetividade das drogas distribuídas pelo governo para controle da infecção. Assim, a população amazônica ainda usa os recursos naturais, como a Bertholletia excelsa (Castanha-do-Pará), para melhorar os aspectos clínicos causados pela doença. Entretanto, não existe comprovação científica do efeito desse fruto na malária. Assim, este trabalho avaliou o efeito do pré tratamento com Castanha-do-Pará em camundongos BALB/c infectados com Plasmodium berghei, por meio dos parâmetros a seguir: sobrevida até a morte de todos os indivíduos, parasitemia e peso dos animais (no 3º, 7º, 10º, 16º e 18º dia pós-inoculação do parasita), e, no 10º de infecção, hemograma completo, peso do fígado e do baço e análise das enzimas hepáticas aspartatoaminotransferase (AST), alanina aminotransferase (ALT) e ɣ-glutamilaminotransferase (GGT). O teste de Kolmogorov-Smirnov foi usado para avaliar a normalidade, seguido de Análise de Variância (ANOVA) de uma via ou teste t de Student, seguido do teste post hoc de Tukey. O acompanhamento dos animais parasitados mostrou uma sobrevivência em média de 13,9 dias, com perda de peso, aumento do tamanho dos órgãos, e alterações tanto do hemograma (diminuição do hematócrito, hemoglobina, hemácias totais e plaquetas e aumento dos leucócitos totais) como das enzimas hepáticas (aumento da AST e ALT e diminuição da GGT). Interessantemente, o pré tratamento de 11 dias com o fruto exerceu uma proteção significativa em relação a alguns dos parâmetros medidos como o aumento da sobrevida dos animais para 14,8 dias, diminuição dos níveis de parasitemia e leucócitos totais, manutenção do peso dos animais por mais tempo e do peso do baço, bem como influenciou positivamente nas enzimas hepáticas ALT e GGT. Assim, estes dados já demonstram que a B. excelsa pode ser utilizada como um reforço nutritivo diante a infecção causada pelo Plasmodium.

Identificação molecular de espécies do complexo Anopheles albitarsis (Diptera, Culicidae, Anophelinae), coletadas em dois municípios da Amazônia brasileira, com análise de suscetibilidade natural a plasmódios humanos

Anofelinos membros de complexos de espécies crípticas podem exibir diferenças comportamentais, de susceptibilidade a infecção malárica, e resistência a inseticidas. Assim, a identificação de espécies vetoras tem relevância epidemiológica, o que nem sempre é possível por critérios morfológicos. Métodos alternativos têm sido empregados para tal, como os que analisam regiões altamente conservadas do DNA ribossômico, variável entre as espécies, conhecidas como espaçadoras internas transcritas (ITS). Considera-se atualmente que o complexo Anopheles c seja composto por seis espécies: An. albitarsis s.s., An. oryzalimnetes, An. albitarsis F, An. marajoara, An. deaneorum, e An. janconnae. Destas, pelo menos as três últimas são incriminadas como vetores de malária na Amazônia brasileira. O objetivo deste estudo foi realizar identificação molecular de espécies do complexo An. albitarsis, por análise da seqüências do ITS2 do rDNA, com vistas a analisar sua importância na transmissão de malária nos municípios de Macapá, Amapá e Peixe-Boi, Pará, inclusive investigando pela primeira vez a ocorrência do An. albitarsis F nestas duas áreas epidemiologicamente distintas: a primeira com histórico de alto risco de transmissão de malária e a segunda não. O estudo foi realizado entre janeiro de 2009 e abril de 2010, e consistiu de capturas de anofelinos de 12 horas de duração (ecostofase) no peridomicílio. Todas as fêmeas coletadas foram morfologicamente identificadas e apenas os An. albitarsis s.l. tiveram cabeça e tórax separadas para análise da infecção natural por ELISA; ovários para análise de paridade e patas, asas e carcaça para identificação molecular. Em Macapá foram realizadas seis coletas, obtendo-se um total de 584 anofelinos, sendo 366 An. albitarsis s.l. (62,7%), 167 An. darlingi (28,6%), 33 An. triannulatus s.l (5,6%), 15 An. braziliensis (2,6%) e 3 An. nuneztovari (0,5%). Pela PCR foi possível visualizar a banda específica de An. marajoara em 320 espécimes dos An. albitarsis s.l testados. Do restante, 33 foram negativos e 13 amplificaram um fragmento de ~490 pb nos iniciadores empregados, não permitindo chegar ao diagnóstico específico. O An. marajoara apresentou características biológicas e comportamentais que ratificam sua importância epidemiológica na transmissão de malária em Macapá, tais como: ser a espécie mais prevalente, com maior proporção de fêmeas paridas (73,0%), e portanto com maiores chances de se infectarem com o plasmódio, ocorrer tanto na estação menos quanto na mais chuvosa, e apresentar atividade hematofágica durante toda a ecostofase, alem disso, foi encontrado naturalmente infectado por P. vivax e P. falciparum (taxa de infecção natural de 3,1%). Em Peixe-Boi, foram capturados 43 anofelinos: An. triannulatus s.l (20 espécimes, 46,5 %), An. albitarsis s.l. (13: 30,2 %), An. darlingi (8: 18,6%), e An. nuneztovari (2: 4,7%). Todos os An. albitarsis s.l. coletados foram identificados pela ITS2 como An. oryzalimnetes. Nenhum deles foi encontrado infectado pelos plasmódios testados, e a maioria das fêmeas era parida (84,6%). São necessários levantamentos entomológicos sistemáticos que analisem a importância deste anofelino na transmissão de malária na cidade. O An. albitarsis F não foi encontrado nas duas áreas estudadas. Nossos resultados contribuem para o entendimento da epidemiologia da malária na região Amazônica brasileira.

Participação das citocinas Interleucina-12, Interferon-γ, Interleucina-4 e Interleucina-10 e investigação de polimorfismos nos genes do INF-γ (IFNG+874) e da IL-10 (IL10-1082) na malária causada por Plasmodium vivax

A resposta imune na malária é complexa, e os mecanismos de ativação e regulação de linfócitos T efetores e de memória ainda são pouco compreendidos. No presente estudo, determinamos a concentração das citocinas Interferon-γ (IFN-γ), Interleucina-10 (IL-10), Interleucina-4 (IL-4) e Interleucina-12 (IL-12) no soro de indivíduos infectados por Plasmodium vivax, investigamos os polimorfismos no gene do IFN-γ (IFNG+874) e da IL-10 (IL10-1082) e analisamos a associação destes polimorfismos com a concentração das citocinas e com a densidade parasitária. A concentração das citocinas foi determinada por ELISA, e a genotipagem dos polimorfismos IFNG+874 e IL10-1082 foi realizada pelas técnicas de ASO-PCR e PCR-RFLP, respectivamente. Os indivíduos infectados apresentaram níveis séricos de IFN-γ e IL-10 aumentados. A produção de IFN-γ foi maior nos indivíduos primoinfectados, porém não foi associada com a redução da parasitemia. A produção de IL-10 foi alta e associada com altas parasitemias. As citocinas IL-4 e IL-12 não foram detectadas. As freqüências dos genótipos homozigoto mutante AA, heterozigoto AT e selvagem TT do gene do IFN-γ foram 0,51, 0,39 e 0,10, respectivamente. As freqüências dos genótipos homozigoto mutante AA, heterozigoto AG e selvagem GG para IL10 foram 0,49, 0,43 e 0,08, respectivamente. Apenas o polimorfismo do IFN-γ foi associado com níveis reduzidos desta citocina. Na malária causada por P. vivax, houve produção de citocina que caracteriza o perfil Th1 (IFN-γ), com possível participação da IL-10 na imunorregulação.

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.