Leishmania RNA virus controls the severity of mucocutaneous leishmaniasis.

Mucocutaneous leishmaniasis is caused by infections with intracellular parasites of the Leishmania Viannia subgenus, including Leishmania guyanensis. The pathology develops after parasite dissemination to nasopharyngeal tissues, where destructive metastatic lesions form with chronic inflammation. Currently, the mechanisms involved in lesion development are poorly understood. Here we show that metastasizing parasites have a high Leishmania RNA virus-1 (LRV1) burden that is recognized by the host Toll-like receptor 3 (TLR3) to induce proinflammatory cytokines and chemokines. Paradoxically, these TLR3-mediated immune responses rendered mice more susceptible to infection, and the animals developed an increased footpad swelling and parasitemia. Thus, LRV1 in the metastasizing parasites subverted the host immune response to Leishmania and promoted parasite persistence.

The therapeutic potential of immune cross-talk in leishmaniasis.

Veterans of infection, Leishmania parasites have been plaguing mammals for centuries, causing a morbidity toll second only to that of malaria as the most devastating protozoan parasitic disease in the world. Cutaneous leishmaniasis (CL) is, by far, the most prevalent form of the disease, with symptoms ranging from a single self-healing lesion to chronic metastatic leishmaniasis (ML). In an increasingly immunocompromised population, complicated CL is becoming a more likely outcome, characterized by severely inflamed, destructive lesions that are often refractory to current treatment. This is perhaps because our ageing arsenal of variably effective antileishmanial drugs may be directly or indirectly immunomodulatory and may thus have variable effects in each type and stage of CL. Indeed, widely differing immune biases are created by the various species of Leishmania, and these immunological watersheds are further shifted by extrinsic disturbances in immune homeostasis. For example, we recently showed that a naturally occurring RNA virus (Leishmania RNA virus (LRV)) within some Leishmania parasites creates hyperinflammatory cross-talk, which can predispose to ML: a case of immunological misfire that may require a different approach to immunotherapy, whereby treatments are tailored to underlying immune biases. Understanding the intersecting immune pathways of leishmaniasis and its co-infections will enable us to identify new drug targets, and thereby design therapeutic strategies that work by untangling the immunological cross-wires of pathogenic cross-talk.

Survival, Population Size, and Gonotrophic Cycle Duration of Nyssomyia neivai (Diptera: Psychodidae) at an Endemic Area of American Cutaneous Leishmaniasis in Southeastern Brazil

The survival, absolute population size, gonotrophic cycle duration, and temporal and spatial abundance of Nyssomyia neivai (Pinto) were studied in a rural area endemic for American cutaneous leishmaniasis (ACL) in Conchal, Sao Paulo State, southeastern Brazil, using mark-release-recapture techniques and by monitoring population fluctuation. The monthly abundance exhibited a unimodal pattern, with forest and domicile habitats having the highest relative abundances. A total of 1,873 males and 3,557 females were marked and released during the six experiments, of which 4.1-13.0% of males and 4.1-11.8% of females were recaptured. Daily survivorship estimated from the decline in recaptures per day was 0.681 for males and 0.667 for females. Gonotrophic cycle duration was estimated to be 4.0 d. Absolute population size was calculated using the Lincoln Index and ranged from 861 to 4,612 males and from 2,187 to 19,739 females. The low proportion of females that reach the age when they are potentially infective suggests that N. neivai has a low biological capacity to serve as a vector and that factors such as high biting rates and opportunistic feeding behavior would be needed to enable Leishmania (Viannia) braziliensis Vianna transmission. This agreed with the epidemiological pattern of ACL in southeastern Brazil that is characterized by low incidence, with isolated cases acquired principally within domiciliary habitats.

In vitro sensitivity of Leishmania (Viannia) braziliensis and Leishmania (Leishmania) amazonensis Brazilian isolates to meglumine antimoniate and amphotericin B

Resistance of Leishmania parasites to specific chemotherapy has become a well-documented problem in the Indian subcontinent in recent years but only a few studies have focused on the susceptibility of American Leishmania isolates. Our susceptibility assays to meglumine antimoniate were performed against intracellular amastigotes after standardizing an in vitro model of macrophage infection appropriate for Leishmania (Viannia) braziliensis isolates. For the determination of promastigote susceptibility to amphotericin B, we developed a simplified MTT-test. The sensitivity in vitro to meglumine antimoniate and amphotericin B of 13 isolates obtained from Brazilian patients was determined. L. (V.) braziliensis isolates were more susceptible to meglumine antimoniate than Leishmania (Leishmania) amazonensis. EC(50), EC(90) and activity indexes (calculated over the sensitivity of reference strains), suggested that all isolates tested were susceptible in vitro to meglumine antimoniate, and did not show association with the clinical outcomes. Isolates were also uniformly susceptible in vitro to amphotericin B.

Leishmanial antigens in the diagnosis of active lesions and ancient scars of American tegumentary leishmaniasis patients

Cutaneous biopsies (n = 94) obtained from 88 patients with American tegumentary leishmaniasis were studied by conventional and immunohistochemical techniques. Specimens were distributed as active lesions of cutaneous leishmaniasis (n = 53) (Group I), cicatricial lesions of cutaneous leishmaniasis (n = 35) (Group II) and suggestive scars of healed mucosal leishmaniasis patients (n = 6) (Group III). In addition, active cutaneous lesions of other etiology (n = 24) (Group C1) and cutaneous scars not related to leishmaniasis (n = 10) (Group C2) were also included in the protocol. Amastigotes in Group I biopsies were detected by routine histopathological exam (30.2%), imprint (28.2%), culture (43.4%), immunofluorescence (41.4%) and immunoperoxidase (58.5%) techniques; and by the five methods together (79.3%). In Group II, 5.7% of cultures were positive. Leishmanial antigen was also seen in the cytoplasm of macrophages and giant cells (cellular pattern), vessel walls (vascular pattern) and dermal nerves (neural pattern). Positive reaction was detected in 49 (92.5%), 20 (57%) and 4 (67%) biopsies of Groups I, II and III, respectively. Antigen persistency in cicatricial tissue may be related to immunoprotection or, on the contrary, to the development of late lesions. We suggest that the cellular, vascular and neural patterns could be applied in the immunodiagnosis of active and cicatricial lesions in which leishmaniasis is suspected.

Proteins of Leishmania (Viannia) shawi confer protection associated with Th1 immune response and memory generation

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

Necessidade de vigilância epidemiológica para Leishmania infantum (syn. Leishmania chagasi) e Leishmania (Viannia) braziliensis em flebotomíneos e gatos errantes no Bosque Municipal de Marília-SP

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FMVZ

Análise morfológica das células de Langerhans purificadas da epiderme de camundongo Balb/c, após interação in vitro com Leishania (Viannia) brasiliensis e Leishamania (Leishmania) amazonensis

Células de Langerhans (CL) são células apresentadoras de antígenos, MHC classe II positivas, que constituem 2 a 3% de todas as células da epiderme, e que têm demonstrado serem estimuladoras de uma resposta vigorosa de linfócitos T contra Leishmania major. A leishmanionse cutânea do Novo Mundo é causada por diferentes espécies, apresentando formas clínicas diversas variando de leishmaniose cutânea difusa anérgica. Utilizando a técnica de "panning", CL da epiderme de comundongos BALB/c foram purificadas para em torno de 95% de pureza (pCL) em relação à outras células da epiderme. As CL recentemente isoladas apresentaram dentritos pequenos e delicados e os clássicos grânulos de Birbeck. Tem sido sugerido que os parasitos do subgênero Viannia e Leishmania, que são geneticamente bastante distintos, podem ter respostas espécie-específicas na resposta imune celular. Neste estudo, pCL e L. (V.) brasilienses ou L. (L.) amazonensis foram cultivadas e a morfologia das CL foi analizada após 12 ou 36 h de cultura. Utilizando a coloração de Giemsa e a microscopia eletrônica de varredura, alterações morfológicas diferentes foram detectadas nas CL após 12 h de cultivo nas duas culturas, CL e L. (V.) brasiliensis ou CL e L. (L.) amazonensis. Depois da interação com L. (V.) brasiliensis as CL tornaram-se mais dentríticas, que eram mais curtos quando comparados às CL cultivadas isoladamente. Em contraste, após a interação com L. (L.) amazonensis, as CL tornaram-se arredondadas com algumas células mostrando alguns dendritos. Além disto, verificou-se um contato íntimo entre o flagelo das prostigota com as CL, mas sem observar a fagocitose das leishmanias após 12 ou 36 h de cultivo, o que é diferente dos relatos da literatura com CL e L. major. Estes resultados sugerem que a resposta imune primária das CL contra as diferentes espécies de leishamania podem ser distintas de acordo com a espécie envolvida no processo de interação.

Estudo in vitro da infectividade de espécies de Leishmania do subgênero Viannia em macrófagos peritoneais de camundongo BALB/c

Os parasitos do gênero Leishmania apresentam variações de infectividade intra e inter específicas. Entretanto, são escassas as informações a respeito da infectividade das espécies de Leishmania do Novo Mundo, principalmente, daquelas encontradas na região Amazônica brasileira, onde, até o presente momento são conhecidas seis espécies pertencentes ao subgênero Viannia causadoras de LTA. Diante disso, o objetivo do presente trabalho foi investigar, in vitro, o comportamento da infectividade de 5 espécies de Leishmania do subgênero Viannia em macrófagos peritoneais de camundongos BALB/c e sua correlação com a produção de óxido nítrico pelos macrófagos infectados. Trinta cepas de Leishmania foram distribuídas em seis grupos iguais, de acordo com as espécies seguintes: I- L. (V) braziliensis/LCL, II- L. (V) braziliensis/LCM, III- L. (V) guyanensis, IV- L. (V) shawi, V -L. (V) naiffi e VI- L. (V) lainsoni. As cepas foram cultivadas em meio RPMI suplementado com 10% de soro bovino fetal e 1% de penicilina-gentamicina, até atingir a fase estacionária de cultivo, quando foram usadas para infectar macrófagos na proporção de 4 parasitos/macrófago. As culturas foram incubadas a 35°C e 5% de CO2 e após 24h, as lamínulas foram coradas com Giemsa para contagem do número de parasitos e determinação do índice de infecção, enquanto a concentração de NO (nitrito) foi calculada pelo método de Griess. Observou-se que as cepas de L. (V) braziliensis/LCM apresentaram o maior índice de infecção (385), sendo este significativamente maior (P<0,005) que as cepas de L. (V) braziliensis/LCL (264), L. (V) naiffi (215) e L. (V) lainsoni (272), porém, não significativamente maior que os índices das espécies L. (V) shawi (292) e L. (V) guyanensis (300). Quanto aos níveis de NO (nitrito), detectou-se maior concentração para a espécie L. (V) naiffi (4,1µM e menor concentração para as cepas de L. (V) braziliensis/LCM (2,15µM). As demais espécies tiveram concentrações de: L. (v:) lainsom (3,14µM), L. (V) shawi (2,96µM), L. (V) guyanensis (2,76µM) e cepas de L. (V) braziliensis/LCL (3,1µM). Diante do exposto, concluímos que cepas de L. (V) braziliensis/LCM são mais infectivas do que as demais espécies estudadas e, também, mais infectivas que cepas homólogas isoladas de casos clínicos de LCL. Além disso, observou-se menor infectividade da espécie L. (V) naiffi. Desse modo, notou-se que os níveis de NO produzidos pelos macrófagos infectados foram inversamente proporcionais ao grau do parasitismo.

Avaliação da susceptibilidade de camundongos BALB/c e Swiss, hamster e Proechimys roberti à infecção por Leishmania (Viannia) Naiffi e Leishmania (Viannia) Lindenbergi

Leishmania (Viannia) naiffi e Leishmania (Viannia) lindenbergi são espécies causadoras da leishmaniose cutânea na Amazônia e apresentam grande similaridade no seu perfil isoenzimático, anticorpos monoclonais e produção de infecção inaparente em hamsters. O fato de não se ter um modelo experimental altamente suscetível à infecção por L. (V.) naiffi e L. (V.) lindenbergi, o objetivo deste estudo foi avaliar a susceptibilidade de camundongos BALB/c e Swiss, hamster e Proechimys roberti à infecção por essas duas espécies. Foram preparados inóculos com glândulas salivares e sem glândulas, associados às formas promastigotas das duas espécies de Leishmania. Doze animais de cada espécie foram divididos em quatro grupos (machos e fêmeas inoculados com glândulas salivares e machos e fêmeas sem glândulas salivares). Todos foram inoculados intradermicamente na face dorsal das duas patas traseiras e foram observados durante 90 dias. No período de 30, 60 e 90 dias pós-inoculação, os animais foram sacrificados e diferentes fragmentos de pele do local de inoculação foram divididos e utilizados na cultura in vitro, exame microscópico direto e reação em cadeia da polimerase (PCR). Não foi possível observar lesões nos animais inoculados com L. (V.) naiffi e L. (V.) lindenbergi tanto na presença ou ausência de glândulas salivares. Assim como, formas amastigotas durante 30, 60 e 90 dias após a inoculação. Na cultura, todos os animais inoculados com L. (V.) lindenbergi não desenvolveram formas promastigotas. Por outro lado, todos os grupos de camundongos BALB/c inoculados com L. (V.) naiffi apresentaram positividade quando sacrificados com 30 dias após inoculação e até 90 dias nos machos inoculados com glândulas salivares e fêmeas inoculadas sem glândulas salivares. A PCR apresentou baixa sensibilidade comparada à cultura. Desse modo, concluímos que L. (V.) naiffi e L.(V.) lindenbergi são espécies que apresentam baixa infectividade e nenhum dos animais utilizados no estudo podem ser considerados modelo experimental altamente susceptíveis à infecção por essas duas espécies.

Caracterização lipídica de duas cepas de Leishmania (Viannia) braziliensis causadoras da leishmaniose tegumentar americana

A leishmaniose tegumentar americana (LTA) constitui uma doença infecciosa causada por protozoários do gênero Leishmania com elevada incidência na região Amazônica. Uma variedade de espécies de leishmania é responsável por esta patologia. Desta forma, dependendo da espécie e da resposta imunológica do hospedeiro vertebrado, a doença pode apresentar diferentes formas clínicas, como a leishmaniose cutânea localizada (LCL) e a leishmaniose mucocutânea (LMC). A principal espécie responsável pela LTA é a Leishmania (Viannia) braziliensis. Contudo, devido à existência de uma multiplicidade de cepas desta espécie e ao reduzido número de estudos relacionados, torna-se importante o conhecimento dos aspectos metabólicos básicos do protozoário, como o metabolismo lipídico, na tentativa de caracterizar vias ou componentes fundamentais para seu desenvolvimento e infectividade. Desta forma, este trabalho teve como objetivo analisar distribuição de corpos lipídicos (CLs) e o perfil lipídico de duas cepas de L. (V.) braziliensis, isolada de diferentes casos clínicos, em diferentes períodos da fase estacionária do crescimento celular. As formas promastigotas das cepas M17593 (LCL) e M17323 (LMC) de L. (V.) braziliensis foram utilizadas na fase estacionária inicial (EST-I) e estacionária tardia (EST-T) de crescimento. Inicialmente, foi realizada análise ultraestrutural das formas promastigotas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e foram observadas estruturas sugestivas de CLs distribuídos no citoplasma do parasito, confirmados pela técnica citoquímica ósmio-imidazol, organelas necessárias para o metabolismo energético do parasito. Para quantificar a distribuição de CLs entre os dias de cultivo e entre as cepas, foi realizada análise por citometria de fluxo com Bodipy® 493/503. Os resultados indicaram que a cepa responsável pela LMC apresentou maior quantidade de CLs durante a fase estacionária tardia. Na cepa LCL não foi observado diferença significativa entre as fases estudadas. Assim, pode ser sugerido que a exacerbada resposta inflamatória que ocorre em pacientes com LMC, esteja relacionada com o acúmulo de CLs no parasito, fonte de energia e eicosanoides, como prostaglandinas. Outra hipótese é a possível correlação de CLs com a baixa exposição do fosfolipídio fosfatidilserina para a superfície externa da membrana, importante para a infectividade do parasito. Para análise dos lipídios totais, os parasitos foram submetidos à extração lipídica, seguido da técnica de HPTLC, onde foram encontrados predominantemente fosfolipídios, esterol esterificado, esteróis, triglicerídeos e ácidos graxos compondo o parasito, com variações entre as cepas e entre as fases estudadas. A cepa LCL na fase estacionária tardia possui maior quantidade de lipídios totais, que pode ser justificado por já ser conhecida como a cepa mais infectiva e possivelmente apresentar maior quantidade de glicoconjugados associados com subdomínios lipídicos importantes para o reconhecimento de fagócitos. É importante ressaltar que a maior infectividade da cepa LCL quando comparada à cepa LMC, resulta em um menor processo inflamatório. Estes resultados indicam que há uma variação no perfil lipídico e na distribuição de CLs entre as diferentes cepas de L. (V.) braziliensis, que pode estar relacionado com a infectividade do parasito e com a manifestação clinica da doença.

An atypical Toxoplasma gondii genotype in a rural Brazilian dog co-infected with Leishmania (Viannia) braziliensis

Toxoplasmosis and leishmaniasis are two worldwide zoonoses caused by the protozoan parasites Toxoplasma gondii and Leishmania spp., respectively. This report describes the clinical and laboratorial findings of a co-infection with both parasites in a 4-year-old female dog suspected of ehrlichiosis that presented anemia, thrombocytopenia, hypoalbuminemia, hyperglobulinemia, tachyzoite-like structures to the lung imprints, and polymerase chain reaction (PCR) results positive for T. gondii (kidney, lung, and liver) and Leishmania spp. Co-infection with Toxoplasma gondii and Leishmania braziliensis was confirmed by sequencing; restriction fragment length polymorphism-polymerase chain reaction (RFLP-PCR) confirmed an atypical T. gondii genotype circulating in dogs that has been reported to cause human congenital toxoplasmosis.

Analysis of the protective potential of antigens released by Leishmania (Viannia) shawi promastigotes

Leishmania (Viannia) shawi causes cutaneous lesions in humans. Parasite antigens conferring significant protection against American tegumentar leishmaniosis (ATL) might be important for the development of effective vaccine. Therefore, this work evaluates the protective effect of antigenic fractions released by L. shawi. Antigens released by promastigotes to culture medium were concentrated and isolated by SDS-PAGE. The three main fractions LsPass1 (>75 kDa), LsPass2 (75-50 kDa) and LsPass3 (<50 kDa) were electro-eluted according with their molecular mass. Immunized BALB/c mice were challenged with L. shawi promastigotes and the course of infection monitored during 5 weeks. LsPass1-challenged mice showed no protection, however, a strong degree of protection associated to smaller lesions and high expression of IFN-gamma and TNF-alpha by CD4(+) T, CD8(+) T and double negative CD4CD8 cells was achieved in LsPass3-challenged mice. Furthermore, LsPass2-challenged mice showed an intermediated degree of protection associated to high levels of IFN-gamma, IL-4 and IL-10 mRNA. In spite of increased expression of IFN-gamma and TNF-alpha, high amounts of IL-4 and IL-10 mRNA were also detected in LsPass3-challenged mice indicating a possible contribution of these cytokines for the persistence of a residual number of parasites that may be important in inducing long-lasting immunity. Therefore, LsPass3 seems to be an interesting alternative that should be considered in the development of an effective vaccine against ATL.

Are the severe injuries of cutaneous leishmaniasis caused by an exacerbated Th1 response?

American tegumentary leishmaniasis (ATL) is a disease whose clinical features are strongly related to the type of immune response it induces. Herein we report an atypical presentation of cutaneous leishmaniasis in a woman with a severe and extensive sore located in her leg, and we describe the differences between the usual local immune response in ATL and the local immune response in this patient. We observed an intense inflammatory response characterized by Th1 cells and cytokines with conspicuous expression of Toll-like receptor 3 (TLR-3). Few parasites were present, but there was an extensive tissue damage. We also discuss the immunological factors that could be related to the atypical presentation.

Cutaneous and Mucocutaneous Leishmaniasis

Tegumentary leishmaniases are caused by approximately 15 species of protozoa of the genus Leishmania. They prevail in tropical and subtropical areas of the Old and New World but human mobility also makes them a medical problem in nonendemic areas. Clinical manifestations may comprise cutaneous and mucocutaneous forms that may be localized, disseminated, or diffuse in distribution and may differ in Old and New World leishmaniases. Diagnosis and treatment vary according to the clinical manifestations, geographic area, and Leishmania species involved. This article highlights the diversity and complexity of tegumentary leishmaniases, which are worsened by human immunodeficiency virus/Leishmania coinfection.