Clonagem funcional como metodologia na identificação de marcadores de virulência de Leishmania (Viannia) braziliensis

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Biotecnologia.

Leishmaniose cutânea na Amazônia: registro do primeiro caso humano de infecção mista, determinado por duas espécies distintas de Leishmnias: Leishmania brasiliensis e Leishmania mexicana amazonensis

Fez-se o registro, na Amazônia, do primeiro caso humano de infecção cutânea mista determinada por duas espécies distintas de Leishmania: a Leishmania braziliensis braziliensis e a Leishmania mexicana amazonensis. As duas amostras, em questão, foram isoladas de lesões distintas de um mesmo paciente, e a caracterização das espécies foi feita com base em observações de infecção experimental em hamsters, comportamento em meios artificiais de cultura, desenvolvimento de infecção experimental em Lutzomyia longipalpis, e eletroforese de isoenzimas em gel de amido. Conclui-se ser de interesse o achado que, combinado com o fato já conhecido de ausência de imunidade cruzada entre a maioria das leishmânias, sugere a necessidade do emprego de uma vacina polivalente para a região.

Holochilus brasiliensis nanus Thomas, 1897: sugestão de modelo experimental para filariose, leishmaniose e esquistossomose

Roedores silvestres, classificados como Holochilus brasiliensis nanus Thomas,1897, foram capturados na cidade de São Bento, pertencente à Região da Baixada, do Estado do Maranhão, Brasil, naturalmente infectados com formas adultas de filaria, na cavidade peritoneal, e microfilárias sangüíneas, assim como, com esquistossoma mansoni (vermes adultos e granulomas peri-ovulares hepáticos; intestinais; pulmonares; esplênicos e pancreáticos). Animais nascidos em Biotério, descendentes de Holochilus da Região da Baixada, foram infectados experimentalmente com Leishmania m. amazonensis e Schistosoma mansoni. Em observações semanais, foram encontradas lesões teciduais, semelhantes às que se desenvolvem em hamsters infectados com Leishmania, e hipergamaglobulinemia. Nos esquistossomóticos, foram constatadas hipergamaglobulinemia e reações granulomatosas similares às encontradas nos animais infectados naturalmente. Foram observadas, também, lesões hepática graves, semelhantes às encontradas na esquistossomose humana. Estes achados sugerem a utilização do Holochilus b. nanus como modelo experimental destas três doenças tropicais.

Paracoccidioidomicose enzoótica em tatus (Dasypus novemcinctus) no estado do Pará

Paracoccidioides brasiliensis foi encontrado, por inoculação de triturado de fígado e baço em hamsters, em 4 de 20 tatus (Dasypus novemcinctus) examinados na região de Tucuruí, Pará. Hamsters inoculados por via intradérmica e peritoneal com o parasito desenvolveram infecções generalizadas e morreram em 1½ a 13 meses. A diagnose do fungo foi confirmada por histopatologia e cultura. Não se observaram sinais macroscópios de doenças nos tatus. A distribuição geográfica de D. novemcinctus abrange a área endêmica de paracoccidioidomicose humana, sugerindo-se que o tatu tenha algum papel na ecologia do fungo.

Interstitial pneumonitis in canine visceral leishmaniasis

Forty-one naturally infected dogs with visceral leishmaniasis from an urban area of Corumbá (Mato Grosso do Sul-BRAZIL) were studied and three types of lung involvement due to visceral leishmaniasis were characterized; a cellular, a cellular-fibrotic and a fibrotic type. These types seem to represent a sequential evolutive proce'as. Visceral leishmaniasis frequently causes an interstitial pneu monitis in naturally infected dogs (80.5%) as well as in man and experimentally infected hamsters.

Detection of circulating polysaccharide antigen of Schistosoma mansoni in hamster sera by crossed immunoelectrophoresis

Crossed immunoelectrophoresis (IEC) was used for detection of free and complexed circulating polisaccharide anodic antigen (AgCA) of Schistosoma mansoni in sera of infected hamsters. An attempt was also done to detect AgCA in human sera from patients infected with S. mansoni. The conditions for isolation and detection of complexed AgCA were established. The sensitivity of IEC was increased by incorporation of 2% polyethylene glicol (PEG) to the agarose and by maintaining the system at 4°C during the electrophoretic run. Free AgCA was detected in 12 and the complexed in 30 of the 37 hamsters sera analysed. Correlation between AgCA (free and complexed) and the parasite load was observed. AgCA was not detected, under the experimental conditions used, in human sera from 7 patients in the acute and 23 in the chronic phase of infection.

Giardia muris and Giardia duodenalis groups: ultrastructural differences between the trophozoites

Trophozoites of the Giardia muris group from hamsters, domestic rats and mice and of the Giardia duodenalis group from hamsters and domestic rats were examined by transmission electron microscopy. The basic ultrastructure of the trophozoites was similar. Differences were shown in the morphology of the ventrolateral flange of the trophozoites of Giardia muris and Giardia duodenalis groups. Marginal plates are less developed in the species of the Giardia duodenalis group. In this group, the distal extremity of the lateral flange is short and thick and the marginal plate does not penetrate into the distal extremity of the flange. In the Giardia muris group, the ventro-lateral flange is well developed and narrow and the marginal plate penetrates the distal extremity of the flange. The osmiophilic lamella, which accompanies the dorsal surface of the marginal plate is seen only in the Giardia muris group.

Comportamiento experimental del Sporothrix schenckii y la Leishmania mexicana en el hamster

La descripción macroscópica del proceso de patogénesis en hamsters inoculados subcutáneamente en nariz con Sporothrix schenckii ó Leishmania mexicana spp. proporcionó bases para diferenciar estos dos microorganismos en un modelo animal utilizado comunmente para estudiarlos. Observaciones secuenciales durante 150 días permitieron afirmar que en las infecciones causadas por estos patógenos se presentaron edema y eritema como signos primarios, seguidos de alopecia, necrosis y ulceración. La producción de pus fué una característica distintiva para el S. schenckii. Estos signos clínicos se observaron más temprano en la esporotricosis que en la infección por L. mexicana, mostrando diferencias estadísticas significantes en días promedio de aparición. El presente trabajo muestra que las lesiones producidas tanto por el S. schenckii como la L. mexicana en este modelo experimental comparten signos clínicos, pero el tiempo de aparición de los mismos y su frecuencia relativa permiten diferenciarlas. Las condiciones de inoculación como: cepa de los microorganismos, dosis del inóculo, sitio y vía de inoculación, deben tenerse presentes en la evaluación de su comportamiento experimental.

Leishmaniose cutânea na Amazônia: isolamento de Leishmania (Viannia) lainsoni do roedor Agouti paca (Rodentia: Dasyproctidae), no estado do Pará, Brasil

Fez-se o registro, pela primeira vez, do isolamento de Leishmania (V.) lainsoni de um mamífero silvestre, o roedor Agouti paca (Rodentia: Dasyproctidae), no Estado do Pará, Brasil. As amostras do parasita foram isoladas da pele, aparentemente íntegra, de 3 espécimes desse roedor, capturados no município de Tucuruí (ilha de Tocantins), em área que seria inundada pela formação do lago da hidrelétrica construída naquele município. Nenhum isolamento foi obtido de vísceras de qualquer dos animais. A identificação das amostras de L. (V.) lainsoni baseou-se na morfologia de amastigotas e promastigotas, no comportamento da infecção em "hamsters", na análise bioquímica de isoenzimas e, ainda, através de testes com anticorpos monoclonais. A natureza inaparente da infecção nos animais faz supor que o mamífero em questão possa representar um hospedeiro definitivo do parasita na região Amazônica.

Experimental life cycle of Lagochilascaris minor Leiper, 1909

The life cycle of Lagochilascaris minor was studied using material collected from human lesion and applying the experimental model: rodents (mice, hamsters), and carnivorae (cats, dogs). In mice given infective eggs, orally, hatch of the third stage larvae was noted in the gut wall, with migration to liver, lungs, skeletal musculature and subcutaneous tissue becoming, soon after, encysted. In cats infected with skinned carcasses of mice (60 to 235 days of infection) it was observed: hatch of third stage larvae from the nodules (cysts) in the stomach, migration through the oesophagus, pharynx, trachea, related tissues (rhino-oropharynx), and cervical lymphonodes developing to the mature stage in any of these sites on days 9-20 post inoculation (P.I.). There was no parasite development up to the mature stage in cats inoculated orally with infective eggs, which indicates that the life cycle of this parasite includes an obligatory intermediate host. In one of the cats (fed carcass of infected mice) necropsied on day 43 P.I., it was observed the occurence of the self-infective cycle of L. minor in the lung tissues and in the cervical region which was characterized by the finding of eggs in different stages of development, third stage larvae and mature worms. It's believed that some component of the carnivorae gastrointestinal tracts may preclude the development of third stage larvae from L. minor eggs what explains the interruption of the life cycle in animals fed infective eggs. It's also pointed out the role of the intermediate host in the first stages of the life cycle of this helminth.

Aspectos da caracterização antigénica e molecular da Leptospirose em áreas endémicas

RESUMO A Leptospirose é uma zoonose re-emergente causada por espiroquetídeos patogénicos do género Leptospira. Em Portugal, é reconhecida, desde 1931, como uma importante doença infecciosa humana, cuja notificação é obrigatória desde 1986 para todos os serovares. Porém, devido ao acentuado polimorfismo clínico e à dificuldade de um diagnóstico laboratorial especializado, esta patologia nem sempre é confirmada. Com efeito, o isolamento do agente é difícil e o método convencional de diagnóstico, baseado no teste serológico de referência TAM (Teste de Aglutinação Microscópica), não é muito sensível na primeira semana da doença. Assim, foram três os principais objectivos desta dissertação: actualizar o padrão epidemiológico da Leptospirose, após uma extensa revisão bibliográfica da doença (Capítulos 1 e 2); esclarecer os aspectos imunológicos relacionados com os marcadores antigénicos que mais influenciam a regulação da resposta humoral na infecção humana, em particular, em área endémica (Capítulo 3); e, por último, promover a identificação molecular de alguns isolados de Leptospira, avaliar o respectivo poder patogénico no modelo murino e contribuir para o diagnóstico precoce da doença humana (Capítulo 4). O primeiro dos temas investigados, com base no estudo retrospectivo de uma larga série de 4.618 doentes sintomáticos analisados representa uma caracterização única da epidemiologia da Leptospirose, em particular, na Região Centro do País, e nas ilhas de São Miguel e Terceira (Açores), nos últimos 18 e 12 anos, respectivamente. Foram confirmados 1.024 (22%) casos, com uma distribuição média de 57 casos/ano, sendo a maior frequência no sexo masculino (67%). As áreas analisadas corresponderam à maioria das notificações em Portugal, com uma taxa de incidência média anual nas ilhas muito superior à registada no continente (11,1 vs 1,7/100.000 habitantes, respectivamente). Os adultos em idade activa (25-54 anos) foram os mais afectados, nos meses de Dezembro e Janeiro. A doença foi causada por serovares de nove serogrupos presuntivos de Leptospira interrogans sensu lato, com predomínio de Icterohaemorrhagiae, Pomona e Ballum, em cerca de 66% dos casos. A seropositividade da Leptospirose esteve associada às formas anictérica e ictérica da doença, sendo evidente uma elevada sub-notificação ( 20 casos/ano). Foram detectados e analisados os diversos factores de risco, verificando-se um risco elevado de transmissão em áreas geográficas onde a circulação dos agentes zoonóticos se processa em ciclos silváticos e/ou domésticos bem estabelecidos. Este estudo confirma que a incidência da Leptospirose em Portugal tem aumentado nos últimos anos, particularmente, nos Açores, onde a seropositividade elevada e a ocorrência de casos fatais confirmam esta patologia como um problema emergente de Saúde Pública. No âmbito do Capítulo 3, investigaram-se os aspectos imunológicos da Leptospirose humana na Aspectos da caracterização antigénica e molecular da Leptospirose em áreas endémicas Região Centro e nas ilhas de São Miguel e Terceira, caracterizando as proteínas e os lipopolissacáridos (LPS) envolvidos durante as fases aguda (estádio único) e tardia da doença (três estádios), através do follow-up serológico de 240 doentes com confirmação clínica e laboratorial de Leptospirose. Foram incluídos no estudo 463 soros, 320 (69%) dos quais, obtidos durante a fase de convalescença (até 6 anos após o início dos sintomas). Soros de dadores de sangue (n=200) e de doentes com outras patologias infecciosas (n=60) foram usados como controlos. As amostras foram testadas pela técnica de Western Blot com lisados de oito estirpes patogénicas pertencentes aos serogrupos mais prevalentes. O reconhecimento dos antigénios leptospíricos, nos quatro estádios evolutivos, resultou da detecção de reactividade específica anti-IgM e anti IgG, nos diferentes immunoblots. Detectaram-se cinco proteínas major (45, 35, 32, 25 e 22 kDa) comuns a todos os serovares. Os soros estudados com as estirpes dos serogrupos homólogos, previamente identificados pela TAM, reagiram contra as proteínas de 45, 32 e 22 kDa, conhecidas como LipL45, LipL32 e LpL21, respectivamente, sendo estes, os antigénios imunodominantes durante o período estudado, nas duas regiões geográficas. Os doentes açorianos mostraram, ainda, uma reactividade elevada contra os LPS, cujo significado é discutido face aos resultados negativos dos soros controlo para os marcadores referidos. Esta investigação indica, pela primeira vez, uma forte persistência da resposta humoral e o importante papel protector da LipL45, Lip32 e LipL21, anos após o início dos sintomas. Por último, procedeu-se à identificação de estirpes Portuguesas, isoladas de murinos e de um caso humano fatal (L. inadai), numa perspectiva polifásica de intervenção. Utilizaram-se três testes fenotípicos (testes de crescimento sob diferentes temperaturas e na presença de 8-azaguanina, a par de um teste de alteração morfológica induzida pela adição de NaCl 1M). Paralelamente, efectuaram-se ensaios de amplificação do gene rrs (16S ARNr) de Leptospira spp por PCR (Polymerase Chain Reaction), utilizando um par de primers “universais” (331 pb) e um segundo par, que apenas amplifica o gene secY (285 pb) de estirpes patogénicas, para definição da identidade dos isolados em estudo. Da integração dos resultados obtidos, confirmou-se que estes ocupam uma posição taxonómica “intermédia” entre as leptospiras saprófitas e as patogénicas. Desenvolveu-se, ainda, uma investigação (complementar) “in vivo” do carácter taxonómico “intermédio” do referido isolado humano, por cultura e amplificação do respectivo ADN de tecidos de hamsters inoculados para o efeito. Esta metodologia molecular foi posteriormente utilizada, com sucesso, no diagnóstico precoce de doentes com Leptospirose, sendo uma mais-valia na confirmação laboratorial de infecção por Leptospira, na ausência de anticorpos específicos na fase inicial da doença.

Aspectos da caracterização antigénica e molecular da Leptospirose em Áreas Endémicas

RESUMO A Leptospirose é uma zoonose re-emergente causada por espiroquetídeos patogénicos do género Leptospira. Em Portugal, é reconhecida, desde 1931, como uma importante doença infecciosa humana, cuja notificação é obrigatória desde 1986 para todos os serovares. Porém, devido ao acentuado polimorfismo clínico e à dificuldade de um diagnóstico laboratorial especializado, esta patologia nem sempre é confirmada. Com efeito, o isolamento do agente é difícil e o método convencional de diagnóstico, baseado no teste serológico de referência TAM (Teste de Aglutinação Microscópica), não é muito sensível na primeira semana da doença. Assim, foram três os principais objectivos desta dissertação: actualizar o padrão epidemiológico da Leptospirose, após uma extensa revisão bibliográfica da doença (Capítulos 1 e 2); esclarecer os aspectos imunológicos relacionados com os marcadores antigénicos que mais influenciam a regulação da resposta humoral na infecção humana, em particular, em área endémica (Capítulo 3); e, por último, promover a identificação molecular de alguns isolados de Leptospira, avaliar o respectivo poder patogénico no modelo murino e contribuir para o diagnóstico precoce da doença humana (Capítulo 4). O primeiro dos temas investigados, com base no estudo retrospectivo de uma larga série de 4.618 doentes sintomáticos analisados representa uma caracterização única da epidemiologia da Leptospirose, em particular, na Região Centro do País, e nas ilhas de São Miguel e Terceira (Açores), nos últimos 18 e 12 anos, respectivamente. Foram confirmados 1.024 (22%) casos, com uma distribuição média de 57 casos/ano, sendo a maior frequência no sexo masculino (67%). As áreas analisadas corresponderam à maioria das notificações em Portugal, com uma taxa de incidência média anual nas ilhas muito superior à registada no continente (11,1 vs 1,7/100.000 habitantes, respectivamente). Os adultos em idade activa (25-54 anos) foram os mais afectados, nos meses de Dezembro e Janeiro. A doença foi causada por serovares de nove serogrupos presuntivos de Leptospira interrogans sensu lato, com predomínio de Icterohaemorrhagiae, Pomona e Ballum, em cerca de 66% dos casos. A seropositividade da Leptospirose esteve associada às formas anictérica e ictérica da doença, sendo evidente uma elevada sub-notificação ( 20 casos/ano). Foram detectados e analisados os diversos factores de risco, verificando-se um risco elevado de transmissão em áreas geográficas onde a circulação dos agentes zoonóticos se processa em ciclos silváticos e/ou domésticos bem estabelecidos. Este estudo confirma que a incidência da Leptospirose em Portugal tem aumentado nos últimos anos, particularmente, nos Açores, onde a seropositividade elevada e a ocorrência de casos fatais confirmam esta patologia como um problema emergente de Saúde Pública. No âmbito do Capítulo 3, investigaram-se os aspectos imunológicos da Leptospirose humana na Aspectos da caracterização antigénica e molecular da Leptospirose em áreas endémicas Região Centro e nas ilhas de São Miguel e Terceira, caracterizando as proteínas e os lipopolissacáridos (LPS) envolvidos durante as fases aguda (estádio único) e tardia da doença (três estádios), através do follow-up serológico de 240 doentes com confirmação clínica e laboratorial de Leptospirose. Foram incluídos no estudo 463 soros, 320 (69%) dos quais, obtidos durante a fase de convalescença (até 6 anos após o início dos sintomas). Soros de dadores de sangue (n=200) e de doentes com outras patologias infecciosas (n=60) foram usados como controlos. As amostras foram testadas pela técnica de Western Blot com lisados de oito estirpes patogénicas pertencentes aos serogrupos mais prevalentes. O reconhecimento dos antigénios leptospíricos, nos quatro estádios evolutivos, resultou da detecção de reactividade específica anti-IgM e anti IgG, nos diferentes immunoblots. Detectaram-se cinco proteínas major (45, 35, 32, 25 e 22 kDa) comuns a todos os serovares. Os soros estudados com as estirpes dos serogrupos homólogos, previamente identificados pela TAM, reagiram contra as proteínas de 45, 32 e 22 kDa, conhecidas como LipL45, LipL32 e LpL21, respectivamente, sendo estes, os antigénios imunodominantes durante o período estudado, nas duas regiões geográficas. Os doentes açorianos mostraram, ainda, uma reactividade elevada contra os LPS, cujo significado é discutido face aos resultados negativos dos soros controlo para os marcadores referidos. Esta investigação indica, pela primeira vez, uma forte persistência da resposta humoral e o importante papel protector da LipL45, Lip32 e LipL21, anos após o início dos sintomas. Por último, procedeu-se à identificação de estirpes Portuguesas, isoladas de murinos e de um caso humano fatal (L. inadai), numa perspectiva polifásica de intervenção. Utilizaram-se três testes fenotípicos (testes de crescimento sob diferentes temperaturas e na presença de 8-azaguanina, a par de um teste de alteração morfológica induzida pela adição de NaCl 1M). Paralelamente, efectuaram-se ensaios de amplificação do gene rrs (16S ARNr) de Leptospira spp por PCR (Polymerase Chain Reaction), utilizando um par de primers “universais” (331 pb) e um segundo par, que apenas amplifica o gene secY (285 pb) de estirpes patogénicas, para definição da identidade dos isolados em estudo. Da integração dos resultados obtidos, confirmou-se que estes ocupam uma posição taxonómica “intermédia” entre as leptospiras saprófitas e as patogénicas. Desenvolveu-se, ainda, uma investigação (complementar) “in vivo” do carácter taxonómico “intermédio” do referido isolado humano, por cultura e amplificação do respectivo ADN de tecidos de hamsters inoculados para o efeito. Esta metodologia molecular foi posteriormente utilizada, com sucesso, no diagnóstico precoce de doentes com Leptospirose, sendo uma mais-valia na confirmação laboratorial de infecção por Leptospira, na ausência de anticorpos específicos na fase inicial da doença.

Laboratory acquired infection by the virus SP H 114202 (Arenavirus: Arenaviridae): clinical and laboratory findings

Here in is described the clinical and laboratorial findings of a laboratory-acquired infection caused by the virus SP H 114202 (Arenavirus, family Arenaviridae) a recently discovered agent responsible for a viral hemorrhagic fever. The patient was sick for 13 days. The disease had an abrupt onset characterized by high fever (39ºC.), headache, chills and myalgias for 8 days. In addition, on the 3rd day, the patient developed nauseas and vomiting, and in the 10th, epigastralgia, diarrheia and gengivorrhagia. Leucopenia was seen within the 1 st week of onset, with counts as low as 2,500 white cells per mm³. Counts performed after the 23th day of the onset were within normal limits. With the exception of moderate lymphocitosis, no changes were observed in differential counts. An increase in the liter of antibodies by complement fixation, neutralization and ELISA (IgM) was detected. Suckling mice and baby hamsters were inoculated intracerebrally with 0.02 ml of blood samples collected in the 2nd and 7th days of disease. Attempts to isolate the virus were also made in Vero cells. No virus was isolated. This virus was isolated before in a single occasion in São Paulo State, in 1990, from the blood of a patient with hemorrhagic fever with a fatal outcome. The manipulation of the virus under study, must be done carefully, since the transmission can occur through aerosols.

Blood culture as a parameter of treatment effectiveness in experimental histoplasmosis of the hamster

The aim of this study was to determine the value of blood culture as a parameter of treatment effectiveness in experimental histoplasmosis. A total of thirty five hamsters, weighing approximately 120g, were inoculated intracardiacly with 0.1 ml of a suspension containing 4 x 10(7) cells/ml of the yeast phase of H. capsulatum. Treatments were started one week after the infection and lasted for 3 weeks. The azoles, (itraconazole, saperconazole and fluconazole) were administered once a day by gavage, at a dose of 8 mg/kg; Amphotericin B was given intraperitonealy every other day at a dose of 6mg/kg. Blood samples (1 ml) were obtained by heart punction from the 4th day after infection and were seeded in Sabouraud honey-agar and BHI-agar. The hamsters that survived were killed one week after treatment completion and the following criteria were considered for treatment evaluation: 1) rate of spontaneous death, at the end of the experience; 2) microscopic examination of Giemsa smears from liver and spleen and 3) determination of CFU in spleen cultures. Amphotericin B was the most effective drug, with negative blood cultures at day 20, negative spleen cultures in all cases and all the animals survived until the end of the study. Fluconazole was the less effective drug, blood cultures were positive during the whole experience, spleen cultures showed a similar average of CFU when compared with the control animals and 42.8% of these animals died. Saperconazole and itraconazole showed a similar activity, with survival of all hamsters and negative blood cultures at 23 and 26 days respectively. Blood culture seems to be valuable parameter for treatments' evaluation in experimental histoplasmosis of the hamster.

Natural killer cell activity in experimental paracoccidioidomycosis of the Syrian hamster

The study evaluated the activity of NK cells during the course of experimental infection of hamsters with Paracoccidioides brasiliensis. Eigthy hamsters were infected with P. brasiliensis by intratesticular route and sacrificed at 24h, 48h, 96h, 1, 2, 4, 8 and 11 weeks of infection and compared to 40 noninfected hamsters employed as controls. These animals were submitted to the study of NK cytotoxic activity by a single-cell assay and humoral immune response by immunodiffusion and ELISA tests. The production of macrophage migration inhibitory factor in the presence of Phyto-hemagglutinin and P. brasiliensis antigen and histopathology of the lesions were evaluated at 1, 4, 8 and 11 weeks of infection. The infected animals displayed significantly high levels of NK activity during the four weeks of infection that decreased from the 8th week on when compared to controls. This impairment of NK activity was associated with depression of cell-mediated immune response and with increase in the extension of the histopathologic lesions. There was an inverse correlation between NK cell activity and specific antibody levels. The results suggest that after initial activation, NK cells were unable to control the fungus dissemination. The impairment of NK activity in the late stages of the infection might be related to immunoregulatory disturbances associated with paracoccidioidomycosis.