Malárias humanas
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Malárias humanas. Plasmodium. Taxonomia dos plasmódios. reinofilosubfiloclasseordemsubordemgênero e espécie Protozoa Apicomplexa Sporozoa Coccidia Eucoccidiida Haemosporina Plasmodiidae Plasmodium vivax P. falciparum P. ovale

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Presentation Transcript


Malárias humanas

Plasmodium


Taxonomia dos plasmódios

reinofilosubfiloclasseordemsubordemgênero e espécie

Protozoa

Apicomplexa

Sporozoa

Coccidia

Eucoccidiida

Haemosporina

Plasmodiidae

Plasmodium vivax

P. falciparum

P. ovale

P. malariae

P. knowlesi

Vetor e hospedeiro definitivo: Anopheles spec.

Na África: Anopheles gambiae

No Brasíl: Anopheles darlingii


Malária e Plasmodium : Dados históricos

  • -Dizimou as populações desde o começo da civilização (“Mal ar”)

  • -Parasita foi decoberto por Laveran (1880), Golgi descreveu em 1885 a esquizogonia eritrocítica, Pfeiffer reconheceu a relação biológica dos plasmódios com os outros coccídeos

  • Manson sugeriu a transmissão vetorial que Ross comprovou em 1898. Grassi demonstrou que somente a fêmea dos Anofelinos transmite os plasmódios

  • A fase hepática da infecção foi comprovada somente em 1948 por Shortt e colegas, forma hepática visualizada nos anos 80

  • Foi erradicada na Europa somente depois da segunda guerra mundial

- A transmissão pode se espalhar para áreas antes não acometidas com o aquecimento global, migrações e invasão de áreas florestais sem políticas públicas de prevenção


Distribuição da Malaria

(Guerra et al. 2008)

1946


Distribuição da Malaria

(Guerra et al. 2008)

2007


Casos de malária no Brasil vs. espécie (1970 a 2009)

  • Aproximadamente 75% P.vivax.

Número de casos ( x 1000)

Fonte de dados: SISMAL e SIVEP-Malária, excluídas LVC


Ciclo de vida do parasita

Fase

hepática

Fase hepática

Inseto

Ciclo

eritrocitário

Ciclo

eritrocítico


A infecção

Kappe et al. TIP 2003


Movimento de esporozoitas

na pele

Invasão de vasos sangüíneos


Esporozoítas invadem células de duas maneiras:

- invasão temporária - invasão definitiva

CD81

Kappe et al. TIP 2003

O contato com citossol de células é necessário para capacitar

os esporozoitas à invasão definitiva da célula hepática


Dia 1 pós infecção

O desenvolvimento do esporozoíta na célula hepática

ocorre dentro do vacúolo parasitóforo

CK

CK

Fluxo sangüíneo


O esporozoita se divide em um processo especial de

divisão celular: a esquizogonia

Dia 3 pós infecção


Dia 5 pós infecção


Sturm et al. 2006, Science 313, p 1287f

Após 7-10 dias, a célula hepática morre e libera

20.000-40.000 merozoítas empacotados em “merossomos” ao fluxo sangüíneo


Esporozoítas de Plasmodiumvivaxe ovalepodem

não entrar em multiplicação mas ficar por semanas/meses

e raramente anos em estágio dormente (hipnozoíta)

?

Dia 1 dia 48 dia 221 dia 225


O merozoíta

Bannister et al. TIP


- A invasão da hemácia é facilitada pela secreção de enzimas contidas na róptria e nas micronemas

- A interação firme/invasão depende de proteínas da superfície do merozoíta e da hemácia:

P. vivax: Duffy binding protein 1 e 2 e fator Duffy* SOMENTE

P. falciparum: EBA-175 (e parálogas), RH5 e glicoforinas, Basigina, respectivamente

  • Hemácias de Negros não possuem o fator Duffy! Por isso pouco P. vivax na África (vantagem evolutiva)


O ciclo sangüíneo começa com a forma “anel” do parasita

(P. falciparum : 2~12 horas após infecção), dentro de um vacúolo

Bannister et al. TIP


No trofozoíta, o DNA começa a ser replicado e a hemácia infectada profundamente reestruturada (instalação de um sistema de secreção no citossol da hemácia), pigmento (heme polimerizado) é acumulado (14~36 h)


- Durante o crescimento do plasmódio, hemoglobina da

hemácia é metabolizada para fornecimento de energia

e metabolitos e para manter a pressão osmótica

hemoglobina ------> aminoácidos + heme--> polímero

(hemozoína)

energia e/ou síntese protéica do plasmódio

www.vtnews.vt.edu


No esquizonte, começa a formação de novos merozoítas (36-46 h)

Bannister et al. TIP 2000


A liberação dos merozoítas ocorre em dois passos mediados

por proteases diferentes do plasmódio

  • Ruptura do vacúolo parasitóforo

  • Ruptura da hemacia


Durante o ciclo sangüíneo alguns parasitas se desenvolvem

para formas sexuadas (Gamontogonia-> gametócitos)


Eventualmente, o indivíduo infectado vai para um criadouro

de Anofelinos...


...e vira “jantar”


Anopheles gambiae

Anopheles darlingi

Vetores e não-vetores de Plasmodium vivax e falciparum


Membrana peritrófica

2n


Penetração do oocineto pela matriz peritrófica é

mediada por quitinases do plasmódio

sangue

microvilosidades

OOCINETO

MATRIZ

PERITRÓFICA

Trends in Parasitol 17:269-272, 2001

Se o parasita não sair da matriz peritrófica, é eliminado


Se o pernilongo

melanizar esta célula

antes da hora, a infecção é eliminada

“Time bomb model”

R!

Lumen intestinal

2n

2n

hemolinfa


Oocistos de Plasmodium gallinaceum

SEM


Esporogonia


Lumen intestinal

hemolinfa

Interação receptor-ligante, MAEBL + CS + proteina Saglina

O “estouro” dos oocistos é assincrônico, do gametócito até o esporozoita na glândula salivaria demora 8-15 dias


~14 dias depois, um outro indivíduo vai para um criadouro

de Anofelinos...


...e é picado


!

!

P. falciparum : A parasitemia tem que ser mantida em indivíduos infectados

Fatores importantes na transmissão

- vetores competentes

- condições ecológicos apropriados para os vetores

- temperatura média acima 16-20°C

- indivíduos infectados (-> fonte de gametócitos!)

Não é zoonose


Curva de Parasitemia e febre de um paciente não-immune

(Staalsoe e Hviid, Parasitology Today 1998)

---> Aquisição da imunidade protetora mas não esterilizante demora em torno de 5-10 anos


O que é uma resposta protetora encontrada em pessoas

da área endémica?

- Imunidade estéril naturalmente muito rara ou inexistente

  • Resposta humoral: Anticorpos contra determinados antígenos do merozoita: MSP1, MSP3, GLURP, EBA175 e outros, subclasses citofílicos de anticorpos

  • Associação não muito clara com o tipo da resposta Th1/Th2

  • Resposta células T plus IFN contra antígenos do estágio hepático

  • - Anticorpos contra a superfície da hemácia infectada (PfEMP1, RIFIN, e outros)


Estratégias do plasmódio de evitar/modular a resposta imunológica do hospedeiro

  • - crescimento intracelular em células com pouco ou sem apresentação em MHC1

  • - Não deixar a hemácia infectada passar pelo baço: citoaderência (apenas P. falciparum) e variação antigênica

  • interferência imunológica: anergia, inibição da resposta celular contra estágios sanguineos (o parasita não é eliminado por completo), o sistema imunológico deixa de reagir ao parasita (parecido com cancer – exaustão clonal)


Plasmodium falciparum: Formas maduras não se encontram

no fluxo sanguíneo


Hemácias infectadas com formas >20 h após reinvasão

tem protrusões (“knobs”)


Proteínas no knobs (PfEMP1s) se ligam a receptores em células

endoteliais

Capillary endothelial cells

baço


PfEMP1

As proteínas associadas as knobs e responsáveis pela

citoaderência possuem domínios altamente variáveis, mas as regiões responsáveis pela ligação são conservadas, porém, parecem pouco imunogênicas

Superficie do knob


- Por genoma de Plasmodium falciparum, existem ca.

50 cópias diferentes de genes que codificam para

PfEMP1s

- Somente uma espécie de PfEMP1 é expressa por

hemácia infectada (exclusão alélica transcripcional)

- A expressão das PfEMPs varia em torno de 2% por

ciclo sangüíneo

4

98

+ 2


Aspectos clínicos: A malária

Sintomas da infecção com Plasmodium spec. em

pessoas não-imunes

  • febre

  • cefaléia

  • sudorese

  • artralgia

  • mialgia

  • calafrios

frequente: febre intermitente

as vezes: esplenomegalia

diarréia, vômitos

anemia


Somente em infecções com P. falciparum:

  • Malaria grave:

  • - malaria cerebral

  • - anemia grave

  • - insuficiência renal

  • síndrome pulmonar

  • Malaria gestacional

devido a: grande acúmulo de substâncias tóxicas,

citoaderência de hemácias infectadas, tendo como

consequência suboxigenação de determinados orgãos


Markell´s and Voge´s Medical Parasitology


Diagnose da malária

-> Detecção e discriminação de formas sangüíneas

- Esfregaço de sangue, corado com corante Giemsa

(quando tem muitos parasitas: >0,1% parasitemia)

- Gota espessa, corado com Giemsa

(quando tem poucos parasitas, <0,1% parasitemia)

- QBC (quantitative buffy coat)

- “Dip stick” tests, detectam antígenos maláricos

circulantes (no campo): Histidin rich protein


Técnica de QBC

Luz UV


A identificação da espécie de Plasmodium em sangue

de infectados requer treinamento de microscopistas

P. vivax P. falciparum


  • Terapia da Malaria

  • O diagnóstico da espécie infectante é essêncial! O tratamento deve ser supervisionado SEMPRE por um médico.

  • É necessário considerar quais estágios devem ser combatidos (Hipnozoítas, gametócitos, trofozoitas)

  • Trofozoitas : Quinina, Cloroquina, Mefloquina, Halofantrin,

  • Pyrimethamin, Tetraciclina, Doxiciclina,

  • Artemisinina e derivados

  • Estágios hepáticos: Primaquina, Proguanil, Tetraciclinas

  • Gametócitos : Primaquina, Cloroquina, Amodiaquina

Terapia de P. vivax : Cloroquina plus Primaquina

Terapia de P. falciparum : Quinina + Tetraciclina ou

Artemisinina + Amodiaquina

Artemisinina + Lumefantrina (Coartem)

Cloroquina não exerce mais nenhum efeito contra P. falciparum


  • “Balas de prata” perdidas para terapia de P. falciparum

  • Fansidar (pirimetamina + sulfadoxina)

  • Cloroquina

  • Terapéuticos com relatos de função parcial

  • Mefloquina, quinina, amodiaquina, primaquina...(todos os lugares)

  • Artemisinina (Venezuela, Cambodia)


  • Atualmente existem poucas drogas contra as quais não existe alguma resistência

  • Cloroquina foi perdida para terapia de P. falciparum

  • Resistências variadas contra diversas drogas complicam o tratamento (follow-up necessário)

Novas drogas

  • derivados de Vitamin B (“suicide drugs”)

  • Inibidores da síntese de lipídeos

  • Outras drogas que inibem a síntese de poliprenóides


  • Profilaxia

  • - Quimoprofilaxia é possível mas deve ser limitada a casos emergenciais (pessoas splenoectomizadas)

  • - Usar repelente quando possível, uso de mosquiteiros impregnados com piretroides

  • Uso de luvas no tratamento cirúrgico de maláricos

  • Teste de contaminação de conservas em bancos de sangue

- tratar os assintomáticos

- Medidas ambientais

- tratar igarapés com óleo (larvacido), ou criar tilápias

para combater procriação de anofelinos

- desmatar o terreno ao redor de moradias


from Good & Doolan 1998

Vacinas contra Malária


Vacinas contra Malaria

- Esporozoítas irradiadas (imunidade estéril) Revés: formas sangüíneas parecem interferir com esta resposta protetora, curta duração, logisticamente difícil

- vacinas recombinantes baseadas em antígenos do esporozoita e merozoita (anti-pre-eritrocítico e anti-formassangüineas) Revés: Mutações e recombinações podem levar a escape imunológico, variantes locais

- vacinas contra antígenos dos gametas ou gametócitos

(anti-transmissão)

(- vacinas anti-aderentes contra formas graves da infecção com P. falciparum?)

- Esporozoítas transgênicos que não se desenvolvem para formas sanguíneas


  • Uma politica eficiente para África onde morre a maioria das pessoas infectadas é urgente

Novas aproximações são perseguidas

  • Genoma de P. falciparum, Anopheles gambiae e Homo sapiens publicado em 2002

  • 1. Transcriptoma e proteoma de P. falciparum em cultivo publicado em 2003

  • plasmodb.org: vários proteomas, transcriptomas, genomas

90% dos casos de malária acontecem na área

subsaariana e a maioria de 800.000 de mortes

são de crianças com menos de 5 anos


Literatura:

Markell´s & Voge´s Medical Parasitology

L. Rey: Parasitologia

Diversos Reviews ao longo dos anos em

Trends in Parasitology, Nature, Science

http://plasmodb.org


Perguntas / Take home message

Qual forma infecta naturalmente o hospedeiro intermediário e por qual via?

Como o parasita (merozoita) consegue sair da célula hepática infectada sem ser fagocitado por células Kupffer (macrófagos)?

Por que não podemos ver formas maduras do parasita sanguíneo em sangue de pessoas infectadas com P. falciparum ?

Por que é necessário tomar primaquina ou tafenoquina quando infectado com P. vivax ?

O que é necessário para desencadear uma epidemia de malaria?


Toxoplasmose

e Toxoplasma gondii


O parasita:Toxoplasma gondii

  • Parasita intracelular obrigatório, capaz de infectar

  • diversos tipos de tecidos e hospedeiros.

  • Descoberto em 1908 por Nicolle e Manceaux em um

  • roedor do Norte da África denominado “gundi“.

  • Em 1923 a transmissão congenital foi descrita, e um teste

  • diagnóstico estabelecido por Albert Sabin e Henry Feldmann,

  • comprovou que a infecção com T. gondii é muito comum

  • Em 1956foi postulado que a infecção seria por ingestão

  • de carne crua infectada com cistos, comprovado em 1965.

  • O ciclo de vida completo foi descoberto somente em

  • 1970.


Apicoplasto

  • FiloApicomplexa

    • ClasseSporozoa

      • SubclasseCoccidia

        • Ordem Eucoccidiida

          • FamíliaSarcocystidae


Cisto tecidual


  • Genoma de 80 Mb distribuido em vários cromossomos

  • de 2-6 Mb, organismo predominantemente haploide.

  • Genoma mitocondrial de 6 kb e do apicoplasto de 35 kb

  • Geneticamente accessivel por transfecção de plasmídeos

  • com diferentes marcadores de resistência, por isso as

  • vezes utilizado como organismo modelo para Plasmodium

  • Três cepas diferentes existem em circulação, somente cepa

  • I é virulento em seres humanos


Ciclo de vida

No ser humano existem tachizoitas e bradizoitas


A locomoção e invasão é ativa

e depende de um “motor“

actina-miosina e proteinas

parecidas com trombospondina

na superfície

(Opitz e Soldati, 2002)


A passagem de T. gondii por celulas não interfere com

a viabilidade das células e não influi na infectividade do tachizoita ao contrário do que acontece com esporozoitas de Plasmodium


Dentro da célula hospedeira, o tachizoito se desenvolve

dentro de um vacúolo parasitóforo com o qual não

ocorre fusão com lisossomos


NK

IFNg, IL2

IFNg

T

NO

OH.

T (CD8+)

IL12

PQ

(Tromboxano)

Interação parasita-hospedeiro: Como reage o

hospedeiro ao parasita?

1. Resposta celular

MF


2. Resposta humoral

(Antígenos reconhecidos: SAG1, proteinas MIC etc.)

IgG, IgM, IgA e IgE, complemento lisa tachizoitos

na presença de anticorpos específicos


  • 3. Controle de formas bradizoitos em cistos

  • - O rompimento ou não da parede do cisto parece

  • depender do nivel de IFNg e NO

  • No caso de imunossupressão bradizoitas se transformam

  • em tachizoitos novamente! Mensageiro: Acido abscisico


A resposta é diferente em lugares diferentes

Cerebro (dados de estudos em camundongos)

Células T possivelmente se ligam a receptores endoteliais

antes da extravasão

Antigeno de parasitas é apresentado por células glia e

celulas T são ativadas para secretar IFNg

Microglia e astrócitos participam na destruição do parasita

e de células infectadas


Olhos

Normalmente, o liquido intra-ocular contém imunosupressores

Tachizoitos e cistos são encontrados na neuroretina e no

epitélio pigmentado da retina

IFNg e TNFa plus NO parecem limitar a infecção ao menos

no camundongo


Patogenia da infecção comToxoplasma gondii

  • Em imunocompetentes, infecção passa despercebida. 10-20% dos pacientes podem desenvolver linfoadenopatia cervicale/ou um quadro semelhante a uma virose pela multiplicação do parasita (destruição de tecido e pequenas necroses), raramente ocorre hepatite, pneumonite e retinocoroidite. Sobram calcificações e bradicistos. A presença do parasita pode causar neuro-disturbios complexos, as vezes sutis – difícil de comprovar

  • Em imuno-suprimidos (pacientes com transplantes, aidéticos),

  • infecções latentes são reativadas e levam em 25-50% dos

  • casos a encefalite (90% letal se não tratado), convulsões,

  • efeitos neurologicos, as vezes miocardite.


  • Em fetos, pode ocorrer a disseminação desenfreada do parasita e destruição em massa de tecidos e calcificação. Sequelas do feto são no caso da primi-infecção de gravidas no primeiro trimestre (observados após o parto):

    • morte/aborto 10%

    • encefalite, hidrocefalite, microcefalite ou

    • retinocoroidite e calcificações 30%

    • não se infectam 50-60%


Patologia da infecção com Toxoplasma gondii

retinocoroidite

hidrocefalo

Fase aguda

Fase crônica

Roberts & McLeod, Parasitology Today 1999


Diagnóstico

1. Clínico: sintomas

- Diagnóstico clínico do adulto quase impossível

- Diagnóstico no imunosuprimido e neonatal é sugestivo,

mas tem que ser confirmado pela detecção do parasita

2. Parasitológico: a partir de material de biópsias

- coloração com Giemsa

- inoculação intraperitoneal ou intracerebral em

camundongos suscetíveis (Balb/C), depois biópsias

- inoculação de cultura de fibroblastos, formação de

plaques após poucos dias


  • 3. Imunológico/molecular

  • ELISA específico detectando IgG ou IgM em soro

  • de pacientes

  • Imunofluorescência direta e indireta

  • Por PCR

  • 4. Por exame neurológico

  • visualizando lesões cerebrais por tomografia

  • computadorizada ou ressonância magnética


Epidemiologia

  • Parasita quase perfeito: Aprox. 70% dos seres humanos tiveram contato com T. gondii

  • Alta incidência em paises com hábitos de comer carne crua (infecção com bradicistos!): França 96%, Alemanha 70%, no Brasil, 50-80% (L. Rey)

  • Gatos domésticos são uma fonte importante de oocistos: 2-20 milhões de oocistos por gato infectado são eliminados diariamente! A infecção do gato pode durar até um ano.

  • O oocisto mantém se viável por 1 a 1 ½ anos

  • Esporadicamente ocorrem contaminações com oocistos pela água que podem levar a epidemias locais


7 dias mais tarde...


Controle

  • Precauções extraordinárias devem ser tomadas com

  • mulheres grávidas ainda não infectadas

  • Cozinhar/grelhar bem carne antes de comer

  • Bradicistos são inativados em carne por congelamento de

  • mais que três dias a –20°C

  • Limitar a circulação de gatos a lugares ondem brincam

  • crianças (caixa de areia!)

  • Uso/troca frequente de luvas no atendimento


  • Tratamento

  • Indicado somente para casos graves e mulheres grávidas,

  • a infecção de adultos imuncompetentes não necessita terapia

  • O objetivo do tratamento é duplo:

  • Eliminar o parasita

  • Abrandar reações aversas da resposta imunológica para conter destruição de tecidos nobres


  • Tratamento clássico: Pirimetamina-Sulfadiazina

  • Dose inicial de 75 mg Pirimetamina, depois 25 mg

  • per diem

  • PLUS

  • Dose inicial de 2 g Sulfadiazina, depois 1 g per diem

  • durante 4-6 semanas

  • Alternativamente: Clindamicina

  • 300 mg per diem plus sulfadiazina durante 4-6 semanas

  • Alternativamente: Tetraciclina

  • Dose inical 2 g, depois 250 mg plus sulfadiazina durante

  • 4-6 semanas

  • Todos tem efeitos colaterais, folato deve ser administrado

  • para conter efeitos da Pirimetamina na medula óssea


  • Tratamento imunossupressivo

  • - Esteroides/corticoides 20-80 mg por dia após o começo da terapia com antibióticos

  • Não aplicar esteroides perioculares

  • NUNCA aplicar esteroides SEM terapia com antibióticos


Vacinas?

  • Objetivo é:

  • Inibir infecção inicial (IgA na mucosa intestinal)

  • Inibir infecção geral (resposta celular Th1)

  • Inibir infecção transplacentar (IgG)

“Gold Standard“ e imunização com T. gondii cepa S48


GM Bhopale, 2003 Microbes and Infection


Leitura citada e recomendada:

Internet:

Artigos encontrados no PubMed procurando por:

Toxoplasma gondii + vaccines

Toxoplasma gondii + retinochoroiditis

Toxoplasma gondii + pathology

Livros:

Luis Rey: Parasitologia

Markell, John, Krotoski: Medical Parasitology


Citoaderência/intenso contato de hemácias infectadas em células dendríticas pode levar a anergia das mesmas

DC

Células T (CD8+) específicas para peptídeos plasmodiais

apresentados em MHC1 de células hepáticas são inibidas

por estas células dendríticas


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