Trypanosoma cruzi infection induces up-regulation of cardiac muscarinic acetylcholine receptors in vivo and in vitro

The pathogenesis of chagasic cardiomyopathy is not completely understood, but it has been correlated with parasympathetic denervation (neurogenic theory) and inflammatory activity (immunogenic theory) that could affect heart muscarinic acetylcholine receptor (mAChR) expression. In order to further understand whether neurogenic and/or immunogenic alterations are related to changes in mAChR expression, we studied two models of Trypanosoma cruzi infection: 1) in 3-week-old male Sprague Dawley rats chronically infected with T. cruzi and 2) isolated primary cardiomyocytes co-cultured with T. cruzi and peripheral blood mononuclear cells (PBMC). Using [³H]-quinuclidinylbenzilate ([³H]-QNB) binding assays, we evaluated mAChR expression in homogenates from selected cardiac regions, PBMC, and cultured cardiomyocytes. We also determined in vitro protein expression and pro-inflammatory cytokine expression in serum and cell culture medium by ELISA. Our results showed that: 1) mAChR were significantly (P < 0.05) up-regulated in right ventricular myocardium (means ± SEM; control: 58.69 ± 5.54, N = 29; Chagas: 72.29 ± 5.79 fmol/mg, N = 34) and PBMC (control: 12.88 ± 2.45, N = 18; Chagas: 20.22 ± 1.82 fmol/mg, N = 19), as well as in cardiomyocyte transmembranes cultured with either PBMC/T. cruzi co-cultures (control: 24.33 ± 3.83; Chagas: 43.62 ± 5.08 fmol/mg, N = 7 for both) or their conditioned medium (control: 37.84 ± 3.84, N = 4; Chagas: 54.38 ± 6.28 fmol/mg, N = 20); 2) [³H]-leucine uptake was increased in cardiomyocytes co-cultured with PBMC/T. cruzi-conditioned medium (Chagas: 21,030 ± 2321; control 10,940 ± 2385 dpm, N = 7 for both; P < 0.05); 3) plasma IL-6 was increased in chagasic rats, IL-1β, was increased in both plasma of chagasic rats and in the culture medium, and TNF-α level was decreased in the culture medium. In conclusion, our results suggest that cytokines are involved in the up-regulation of mAChR in chronic Chagas disease.

Evasion of immune responses by Trypanosoma cruzi, the etiological agent of Chagas disease

Infection with the protozoan parasite Trypanosoma cruzi leads to Chagas disease, which affects millions of people in Latin America. Infection with T. cruzi cannot be eliminated by the immune system. A better understanding of immune evasion mechanisms is required in order to develop more effective vaccines. During the acute phase, parasites replicate extensively and release immunomodulatory molecules that delay parasite-specific responses mediated by T cells. This immune evasion allows the parasite to spread in the host. In the chronic phase, parasite evasion relies on its replication strategy of hijacking the TGF-β signaling pathway involved in inflammation and tissue regeneration. In this article, the mechanisms of immune evasion described for T. cruzi are reviewed.

Induction of chagasic-like arrhythmias in the isolated beating hearts of healthy rats perfused with Trypanosoma cruzi-conditioned medium

Chagas' myocardiopathy, caused by the intracellular protozoan Trypanosoma cruzi, is characterized by microvascular alterations, heart failure and arrhythmias. Ischemia and arrythmogenesis have been attributed to proteins shed by the parasite, although this has not been fully demonstrated. The aim of the present investigation was to study the effect of substances shed by T. cruzi on ischemia/reperfusion-induced arrhythmias. We performed a triple ischemia-reperfusion (I/R) protocol whereby the isolated beating rat hearts were perfused with either Vero-control or Vero T. cruzi-infected conditioned medium during the different stages of ischemia and subsequently reperfused with Tyrode's solution. ECG and heart rate were recorded during the entire experiment. We observed that triple I/R-induced bradycardia was associated with the generation of auricular-ventricular blockade during ischemia and non-sustained nodal and ventricular tachycardia during reperfusion. Interestingly, perfusion with Vero-infected medium produced a delay in the reperfusion-induced recovery of heart rate, increased the frequency of tachycardic events and induced ventricular fibrillation. These results suggest that the presence of parasite-shed substances in conditioned media enhances the arrhythmogenic effects that occur during the I/R protocol.

Indicadores entomológicos de los triatominos domiciliarios (Hemiptera: Reduviidae) y prevalencia de sueros reactivos a Trypanosoma cruzi en habitantes de 10 localidades del municipio de General Terán, Nuevo León, México

Tesis (Maestro en Ciencias con Especialidad en Entomología Médica) U.A.N.L.

Biología de los triatominos vectores de Trypanosoma cruzi en el norte de Nuevo León, México por] Ildefonso Fernán dez Salas

Tesis (Maestro en Ciencias Esp. Parasitólogia) U.A.N.L.

Detección de trypanosoma cruzi (Protozoa kinetoplastida) en triatominos (Reduvidae, insecta) por el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas y amplificación de minicírculos del kADN [por] Zinnia Judith Molina Garza

Tesis (Maestría en Ciencias Biológicas con Especialidad en Entomología Médica) U.A.N.L.

Determinación de la seroprevalencia a trypanosoma cruzi (kinetoplastida: trypanosomatidae) y su asociación con el vector (hemíptera: triatominae) en el estado de Quintana Roo.

Tesis (Doctor en Ciencias con Acentuación en Entomología Médica) UANL, 2012.

Avaliação das quimiocinas e da expressão de seus receptores em células mononucleares de pacientes portadores da doença de Chagas submetidas à infecção in vitro com Trypanosoma cruzi e tratamento com benzonidazol

Atualmente o Brasil apresenta 3 milhões de indivíduos portadores da cardiomiopatia chagásica. Porém, tratamento etiológico com o fármaco Benzonidazol (BZ) na fase crônica da doença ainda não está elucidado. Acredita-se que a recomendação do BZ nessa fase, pode prevenir ou retardar a evolução clínica da cardiomiopatia na Doença Chagas (DC). Assim o objetivo do estudo é avaliar a produção de quimiocinas e expressão de seus receptores em Células mononucleares do sangue periférico - PBMC (de portadores crônicos da doença de Chagas) submetidas in vitro ao tratamento com BZ, após a infecção com T.cruzi. Foram selecionados 11 pacientes na fase crônica da doença. Amostras de sangue desses pacientes foram coletadas para obtenção de PBMC, em que foram cultivadas em placas de cultivo na concentração de 106 células/ml por poço. Após a adesão das células aderentes (principalmente macrófagos), as células não aderentes (principalmente linfócitos) foram removidas e as formas tripomastigotas foram adicionadas ao cultivo para infecção das células aderentes. Subsequente a incubação, as células não aderentes foram adicionadas novamente ao cultivo juntamente com o fármaco Bz (1µg/mL), ficando um co-cultivo de células aderentes infectadas com T.cruzi, células não aderentes e o BZ (C+T+BZ). As placas de cultura foram incubadas por períodos de 24h e 5 dias. Para uma análise fidedigna da ação do BZ nas células aderentes e não aderentes foi necessário a criação dos controles: células (C), células e tripomastigotas (C+T) e células e o BZ (C+BZ). Após o cultivo, foram coletados os sobrenadantes das culturas, para avaliação da produção de quimiocinas (CCL2, CXL9, CXL10, CCL5 e CXCL8) por CBA (Cytometric Bead Array). Posteriormente foi realizada a imunofenotipagem, avaliando a expressão dos receptores CCR3, CCR4, CXCR3, CXCR5, CCR1, CXCR4, CXCR2 e CCR5, em linfócitos T CD3+ e monócitos CD14+. Os resultados obtidos na avaliação dos linfócitos mostraram que o receptor CXCR5 esteve aumentado na condição C+T+BZ; e os receptores CCR4 e CCR1 estavam diminuídos nessa mesma condição. Nos monócitos observamos uma diminuição de CCR4 e um aumento do CCR5 nas mesmas condições. Com relação a dosagem de quimiocinas no sobrenadante, foi evidenciado que CCL2 e CXCL8 apresentaram uma diminuição na condição C+T+BZ. Assim podemos concluir que devido ao caráter inflamatório modulado, que o BZ conduziu, podemos afirmar que o fármaco demonstrou benefícios relevantes na expressão de receptores e na produção de quimiocinas

Avaliação do efeito do benzonidazol sobre linfócitos, de portadores crônicos da doença de Chagas, submetidos experimentalmente à exposição ao Trypanosoma cruzi

O único medicamento disponível para o tratamento da doença de Chagas (DC) no Brasil é o benzonidazol (Bz). O beneficio da medicação aos portadores crônicos da doença ainda demonstra controvérsias, mas seu uso nessa fase pode ter a finalidade de prevenir/retardar a evolução da DC para formas mais graves. Os fenômenos imunológicos que ocorrem após a terapia com o Bz ainda não estão elucidados. Assim, este estudo propôs avaliar o efeito do Bz sobre o perfil imunológico de linfócitos T e a produção de citocinas por células da resposta imune expostas in vitro ao T. cruzi. Amostras de sangue de portadores crônicos da DC foram coletadas para obtenção de células mononucleares de sangue periférico com posterior infecção com tripomastigotas de T. cruzi, seguida de adição do Bz às culturas. Após o tempo de cultivo, os sobrenadantes foram estocados para posterior análise das citocinas IFN-gama, TNF, IL-10, IL-6, IL-4 e IL-2 por CBA e as células foram avaliadas por citometria de fluxo, quanto à expressão das moléculas CD28+ e CTLA-4+ e a produção de citocinas (IL-10 e IFN-gama) em linfócitos T CD4+ e CD8+. Nossos resultados mostraram que o tratamento com o Bz aumentou a expressão da molécula CTLA-4+ em linfócitos T CD8+, indicando que o Bz pode induzir uma modulação da resposta imune e, consequentemente, diminuir a ativação exacerbada dessas células. Além disso, verificamos uma diminuição da produção da citocina IL-10 por linfócitos T CD4+ na presença do Bz. Com relação à produção global de citocinas por células aderentes e não aderentes, observamos que o Bz causou uma diminuição da citocina pró-inflamatória TNF e da citocina anti-inflamatória IL-10, enquanto que as outras citocinas (IFN-gama, IL-6, IL4 e IL-2) permaneceram com níveis elevados de produção na presença desse fármaco. Nossos resultados sugerem que o Bz induz uma regulação da ativação de linfócitos T CD8+ e a produção de citocinas do perfil Th1 modulado por citocinas do perfil Th2, em células de portadores crônicos da DC. Assim, acreditamos que a administração do Bz aos portadores de formas clínicas brandas da DC pode ser benéfica a esses pacientes, visto que o Bz não promoveu um perfil inflamatório exacerbado

Effects of cyclooxygenase inhibitors on parasite burden, anemia and oxidative stress in murine Trypanosoma cruzi infection

Prostaglandins are known to be produced by macrophages when challenged with Trypanosoma cruzi, the etiological agent of Chagas` disease. It is not known whether these lipid mediators play a role in oxidative stress in host defenses against this important protozoan parasite. In this study, we demonstrated that inducible cyclooxygenase-mediated prostaglandin production is a key chemical mediator in the control of parasite burden and erythrocyte oxidative stress during T. cruzi infection in C57BL/6 and BALB/c mice, prototype hosts for the study of resistance and susceptibility in murine Chagas` disease. The results suggested the existence of at least two mechanisms of oxidative stress, dependent or independent with regard to the nitric oxide and cyclooxygenase pathway, where one or the other is more evident depending on the mouse strain.

Neurodegeneration and Increased Production of Nitrotyrosine, Nitric Oxide Synthase, IFN-gamma and S100 beta Protein in the Spinal Cord of IL-12p40-Deficient Mice Infected with Trypanosoma cruzi

Background/Aim: Chagas` disease is caused by Trypanosoma cruzi and occurs in most Latin American countries. The protozoan may colonize the central nervous system (CNS) of immune-compromised human hosts, thus causing neuronal disorders. Systemic control of the intracellular forms of the parasite greatly depends on the establishment of a TH1 response and subsequent nitric oxide (NO) release. At the CNS, it is known that low concentrations of NO promote neuronal survival and growth, while high concentrations exert toxic effects and neuron death. Accounting for NO production by astrocytes is the glia-derived factor S100 beta, which is overproduced in some neurodegenerative diseases. In the current work, we studied the expression of NO, interferon (IFN)-gamma and S100 beta in the spinal cord tissue of IL-12p40KO mice infected with T. cruzi, a model of neurodegenerative process. Methods: IL-12p40KO and wild-type (WT) female mice infected with T. cruzi Sylvio X10/4 (10(5) trypomastigotes, intraperitoneally) were euthanized when IL-12p40KO individuals presented limb paralysis. Spinal cord sections were submitted to immunohistochemical procedures for localization of neurofilament, laminin, nitrotyrosine, NO synthases (NOS), IFN-gamma and S100 beta. The total number of neurons was estimated by stereological analysis and the area and intensity of immunoreactivities were assessed by microdensitometric/morphometric image analysis. Results: No lesion was found in the spinal cord sections of WT mice, while morphological disarrangements, many inflammatory foci, enlarged vessels, amastigote nests and dying neurons were seen at various levels of IL-12p40KO spinal cord. Compared to WT mice, IL-12p40KO mice presented a decrement on total number of neurons (46.4%, p<0.05) and showed increased values of immunoreactive area for nitrotyrosine (239%, p<0.01) and NOS (544%, p<0.001). Moreover, the intensity of nitrotyrosine (16%, p<0.01), NOS (38%, p<0.05) and S100 beta (21%, p<0.001) immunoreactivities were also augmented. No IFN-gamma labeled cells were seen in WT spinal cord tissue, contrary to IL-12p40KO tissue that displayed inflammatory infiltrating cells and also some parenchymal cells positively labeled.Conclusion: We suggest that overproduction of NO may account for neuronal death at the spinal cord of T. cruzi-infected IL-12p40KO mice and that IFN-gamma and S100 beta may contribute to NOS activation in the absence of IL-12. Copyright (C) 2009 S. Karger AG, Basel