Leishmania (Viannia) shawi purified antigens confer protection against murine cutaneous leishmaniasis

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

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)

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.

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

Background: Leishmania (Viannia) shawi parasite was first characterized in 1989. Recently the protective effects of soluble leishmanial antigen (SLA) from L. (V.) shawi promastigotes were demonstrated using BALB/c mice, the susceptibility model for this parasite. In order to identify protective fractions, SLA was fractionated by reverse phase HPLC and five antigenic fractions were obtained. Methods: F1 fraction was purified from L. (V.) shawi parasite extract by reverse phase HPLC. BALB/c mice were immunized once a week for two consecutive weeks by subcutaneous routes in the rump, using 25 mu g of F1. After 1 and 16 weeks of last immunization, groups were challenged in the footpad with L. (V.) shawi promastigotes. After 2 months, those same mice were sacrificed and parasite burden, cellular and humoral immune responses were evaluated. Results: The F1 fraction induced a high degree of protection associated with an increase in IFN-gamma, a decrease in IL-4, increased cell proliferation and activation of CD8(+)T lymphocytes. Long-term protection was acquired in F1-immunized mice, associated with increased CD4(+) central memory T lymphocytes and activation of both CD4+ and CD8(+) T cells. In addition, F1-immunized groups showed an increase in IgG2a levels. Conclusions: The inductor capability of antigens to generate memory lymphocytes that can proliferate and secrete beneficial cytokines upon infection could be an important factor in the development of vaccine candidates against American Tegumentary Leishmaniasis.

Leishmania (Viannia) shawi purified antigens confer protection against murine cutaneous leishmaniasis

Leishmania (Viannia) shawi was characterized only recently, and few studies concerning the immunogenic and protective properties of its antigens have been performed. The present study aimed to evaluate the protective potential of the five antigenic fractions isolated from L. (V.) shawi promastigotes in experimental cutaneous leishmaniasis. Soluble antigen from L. (V.) shawi promastigotes was submitted to reverse phase HPLC to purify F1, F2, F3, F4 and F5 antigens. BALB/c mice were immunized once a week for two consecutive weeks by subcutaneous routes in the rump, using 25 mu g protein. After 1 week, groups were challenged in the footpad with L. (V.) shawi promastigotes. After 8 weeks, those same mice were sacrificed and parasite burden as well as the cellular and humoral immune responses were evaluated. F1 and F5-immunized mice restrained lesion progression and parasite load in the skin. However, only the F1 group was able to control the parasitism in lymph nodes, which was associated with low IL-4 and high IFN-gamma production; IgG2a isotype was increased in this group. Immunizations with F2, F3 and F4 antigens did not protect mice. The capability of antigens to restrain IL-4 levels and increase IFN-gamma was associated with protection, such as in immunization using F1 antigen.

Leishmania (Viannia) shawi purified antigens confer protection against murine cutaneous leishmaniasis

Leishmania (Viannia) shawi was characterized only recently, and few studies concerning the immunogenic and protective properties of its antigens have been performed. The present study aimed to evaluate the protective potential of the five antigenic fractions isolated from L. (V.) shawi promastigotes in experimental cutaneous leishmaniasis.Soluble antigen from L. (V.) shawi promastigotes was submitted to reverse phase HPLC to purify F1, F2, F3, F4 and F5 antigens. BALB/c mice were immunized once a week for two consecutive weeks by subcutaneous routes in the rump, using 25 mu g protein. After 1 week, groups were challenged in the footpad with L. (V.) shawi promastigotes. After 8 weeks, those same mice were sacrificed and parasite burden as well as the cellular and humoral immune responses were evaluated.F1 and F5-immunized mice restrained lesion progression and parasite load in the skin. However, only the F1 group was able to control the parasitism in lymph nodes, which was associated with low IL-4 and high IFN-gamma production; IgG2a isotype was increased in this group. Immunizations with F2, F3 and F4 antigens did not protect mice.The capability of antigens to restrain IL-4 levels and increase IFN-gamma was associated with protection, such as in immunization using F1 antigen.

Species diversity of Leishmania (Viannia) parasites circulating in an endemic area for cutaneous leishmaniasis located in the Atlantic rainforest region of northeastern Brazil

OBJECTIVES To identify the aetiological agents of cutaneous leishmaniasis and to investigate the genetic polymorphism of Leishmania (Viannia) parasites circulating in an area with endemic cutaneous leishmaniasis (CL) in the Atlantic rainforest region of northeastern Brazil. METHODS Leishmania spp. isolates came from three sources: (i) patients diagnosed clinically and parasitologically with CL based on primary lesions, secondary lesions, clinical recidiva, mucocutaneous leishmaniasis and scars; (ii) sentinel hamsters, sylvatic or synanthropic small rodents; and (iii) the sand fly species Lutzomyia whitmani. Isolates were characterised using monoclonal antibodies, multilocus enzyme electrophoresis (MLEE) and polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism of the internal transcribed spacer region rDNA locus. RESULTS Seventy-seven isolates were obtained and characterised. All isolates were identified as Leishmania (Viannia) braziliensis serodeme 1 based on reactivity to monoclonal antibodies. MLEE identified 10 zymodemes circulating in the study region. Most isolates were classified as zymodemes closely related to L. (V.) braziliensis, but five isolates were classified as Leishmania (Viannia) shawi. All but three of the identified zymodemes have so far been observed only in the study region. Enzootic transmission and multiclonal infection were observed. CONCLUSIONS Our results confirm that transmission cycle complexity and the co-existence of two or more species in the same area can affect the level of genetic polymorphism in a natural Leishmania population. Although it is not possible to make inferences as to the modes of genetic exchange, one can speculate that some of the zymodemes specific to the region are hybrids of L. (V.) braziliensis and L. (V.) shawi.

Estudo in vitro de derivados sintéticos da Isoniazida e da Pirazinamida sobre Leishmania (Viannia) braziliensis

As leishmanioses são um grupo de doenças causadas por protozoários do gênero Leishmania spp que afetam 98 países. No Brasil, no ano de 2013, foram relatados 3.253 casos de leishmaniose visceral e 18.226 casos de Leishmaniose Tegumentar Americana. O tratamento de primeira escolha continua sendo realizado com antimoniais pentavalentes, e em casos de insucessos os fármacos de segunda escolha são a pentamidina e a anfotericina B. Tais medicamentos causam intensos efeitos adversos e ultimamente têm surgido cepas resistentes aos mesmos. Em áreas endêmicas têm sido cada vez mais comum o surgimento da co-infecção Leishmania com Mycobacterium tuberculosis. O tratamento para a tuberculose com pirazinamida (PZA) e isoniazida (INZ), controla a leishmaniose. Esses dados sugerem atividade anti-leishmania da PZA e da INZ. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade in vitro da INZ e da PZA e seus compostos derivados (série G e série R, respectivamente) sobre Leishmania (Viannia) braziliensis. As moléculas foram testadas em monocamadas de macrófagos peritoneais de camunongos infectados com L. (V) braziliensis durante 48h. Todas as moléculas testadas inibiram o índice de infecção de forma dose dependente em comparação aos controles. As moléculas da série R foram mais ativas do que a PZA, porém o resultado foi significativo somente para a R02 (p < 0,005). Apenas a molécula R05 (76,64M) foi relativamente tóxica para macrófagos. Os compostos mais ativos foram R02, G01 e G02, cujos índices de seletividade foram 14,31, 19 e 30, respectivamente. A dosagem de nitrito foi feita em sobrenadantes de monocamadas de macrófagos peritoniais infectados e tratados com as substâncias nas concentrações 10 e 100M. A G01 e a G02 estimularam a produção de NO2 nas duas concentrações, entretanto o resultado foi estatisticamente significativo para a G02 em 100M (p < 0,0001), a G05 só estimulou óxido nítrico na maior concentração. Todos os compostos da série R estimularam NO2, contudo, o resultado foi estatisticamente significativo para a R03 e R05 a 100M (p < 0,001). Adicionalmente, foi realizado uma análise preditiva in sílico de parâmetros farmacocinéticos das moléculas mais ativas in vitro, utilizando o software admetSAR. Os dados obtidos mostraram que de forma semelhante às suas moléculas originais a G01, G02 e R02 apresentaram alta capacidade de serem absorvidas pelo trato gastrointestinal, baixo potencial hepatotoxico e carcinogênico. Juntos, esses dados demonstram que essas moléculas são seletivamente tóxicas para o parasito com potencial para serem testadas pela via oral em estudos em modelo experimental de infecção.

Estudo clínico-molecular na Leishmaniose mucocutânea diagnóstico e rastreamento de subpopulações de Leishmania (Viannia) braziliensis nos níveis inter e intrapacientes

O presente estudo teve como principal objetivo avaliar a diversidade genética de Leishmania (Viannia) braziliensis nos níveis inter e intrapacientes, diretamente em lesões cutâneas e mucosas de indivíduos com leishmanioses mucocutânea (LMC), disseminada (LD) e mucosa (LM), incluindo indivíduos coinfectados pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV). Um total de 61 amostras procedentes de 38 pacientes foi analisado pelas técnicas da reação em cadeia da polimerase (PCR), da reação em cadeia da polimerase com primer único em condições de baixa estringência (LSSP-PCR) e da análise fenética, tendo como alvo molecular a região variável do minicírculo do DNA do cinetoplasto (kDNA). Neste estudo, predominaram indivíduos do sexo masculino e com acometimento mucoso nasal. A presença de DNA do parasita foi evidenciada pela banda diagnóstica de 750 pb, em todas as amostras analisadas, possibilitando o diagnóstico específico. Na investigação do perfil genotípico de subpopulações de L. (V.) braziliensis, através da LSSP-PCR, foi revelado o polimorfismo genético intrafragmento traduzido como uma assinatura do kDNA do parasito para cada amostra. Assinaturas de kDNAs similares em amostras de paciente coletadas ao mesmo tempo (mucosa oral e nasal), e a divergência nos perfis genéticos em amostras coletadas em tempos diferentes na mesma localização (mucosa nasal) sugerem a clonalidade do inóculo inicial, como consequência da estrutura populacional clonal de Leishmania No estudo da variabilidade genética de L. (V.) braziliensis nos níveis inter e intrapacientes foram evidenciadas similaridades genotípicas entre as amostras de lesões cutânea e mucosa intrapacientes. As análises fenética e estatística possibilitaram afirmar que a diversidade genética no nível intrapacientes é menor do que a observada entre os pacientes. Nenhuma associação pode ser observada entre os perfis genéticos de L. (V.) braziliensis e as formas clínicas da doença (LM, LMC, LD), e nem em relação à localização da lesão cutânea ou mucosa (nasal ou oral). O polimorfismo genético de L. (V.) braziliensis também foi evidenciado nos pacientes coinfectados pelo HIV, cuja análise fenética reuniu os perfis genéticos em dois grupos distintos, os quais discriminaram entre as amostras obtidas de pacientes com coinfecção Leishmania/ HIV daquelas obtidas de pacientes não coinfectados. A discriminação de perfis genéticos diferenciados de L. (V.) braziliensis em pacientes coinfectados pelo HIV sugere que a imunossupressão tem impacto na estrutura populacional do parasita. Os nossos resultados corroboram a complexidade genética existente nos parasitos do gênero Leishmania, reforçando a diversidade na dinâmica populacional e na plasticidade genética de L. (V.) braziliensis

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.

Isolation and isoenzyme characterization of Leishmania (Viannia) braziliensis from a case of human cutaneous leishmaniasis in northeast centre of the state of São Paulo

The diagnosis of human cutaneous leishmaniasis in small towns is sometimes made without the species identification of the Leishmania, even in areas without previous epidemiological surveys. Here we report the isolation of a Leishmania strain from a patient of Rincão, state of São Paulo, that was identified by isoenzyme characterization as L. (Viannia) braziliensis. Sand fly collections were made in the area where the patient live in order to investigate the likely vector species.

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

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.