Malárias humanas. Plasmodium

Transcrição

1 Malárias humanas Plasmodium

2 Malária e Plasmodium : Dados históricos -Dizimou as populações desde o começo da civilização ( Mal ar ) -Parasita foi descoberto 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 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

3 Distribuição da Malaria (Guerra et al. 2008) 1946

4 Distribuição da Malaria (Guerra et al. 2008) 2007

5 Número de casos ( x 1000) Casos de malária no Brasil vs. espécie (1970 a 2009) Aproximadamente 75% P.vivax Casos P. falciparum P. vivax Fonte de dados: SISMAL e SIVEP-Malária, excluídas LVC

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

7 Taxonomia dos plasmódios reino filo subfilo classe ordem subordem gênero 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 darlingi

8 Taxonomia dos plasmódios Vetor e hospedeiro definitivo: Anopheles spec. Na África: Anopheles gambiae No Brasíl: Anopheles darlingi

9 Ciclo de vida do parasita Fase hepática Inseto Ciclo eritrocítico

10 Ciclo de vida do parasita Fase Fase hepática hepática Inseto Ciclo eritrocítico eritrocitário

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12 A infecção Kappe et al. TIP 2003

13 Movimento de esporozoitas na pele Invasão de vasos sangüíneos

14 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

15 O desenvolvimento do esporozoíta na célula hepática ocorre dentro do vacúolo parasitóforo Dia 1 pós infecção Fluxo sangüíneo

16 O esporozoita se divide em um processo especial de divisão celular: a esquizogonia Dia 3 pós infecção

17 Dia 5 pós infecção

18 Sturm et al. 2006, Science 313, p 1287f Após 7-10 dias, a célula hepática morre e libera merozoítas empacotados em merossomos ao fluxo sangüíneo

19 Esporozoítas de Plasmodium vivax e ovale podem não entrar em multiplicação mas ficar por semanas/meses e raramente anos em estágio dormente (hipnozoíta)? Dia 1 dia 48 dia 221 dia 225

20 O merozoíta Bannister et al. TIP

21 - 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)

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23 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

24 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)

25 - 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

28 No esquizonte, começa a formação de novos merozoítas (36-46 h) Bannister et al. TIP 2000

29 A liberação dos merozoítas ocorre em dois passos mediados por proteases diferentes do plasmódio -Ruptura do vacúolo parasitóforo - Ruptura da hemacia

30 Durante o ciclo sangüíneo alguns parasitas se desenvolvem para formas sexuadas (Gamontogonia-> gametócitos)

31 Eventualmente, o indivíduo infectado vai para um criadouro de Anofelinos...

32 ...e vira jantar

33 Vetores e não-vetores de Plasmodium vivax e falciparum Anopheles gambiae Anopheles darlingi

34 Vetores e não-vetores de Plasmodium vivax e falciparum Anopheles gambiae Anopheles darlingi

35 Membrana peritrófica 2n

36 Penetração do oocineto pela matriz peritrófica é mediada por quitinases do plasmódio sangue microvilosidades OOCINETO MATRIZ PERITRÓFICA Trends in Parasitol 17: , 2001 Se o parasita não sair da matriz peritrófica, é eliminado

37 2n Lumen intestinal Se o pernilongo melanizar esta célula antes da hora, a infecção é eliminada Time bomb model 2n R! hemolinfa O parasita interfere ativamente na resposta do mosquito contra ele!

38 Oocistos de Plasmodium gallinaceum SEM

39 Esporogonia

40 Lumen intestinal Interação receptorligante, MAEBL + CS + proteina Saglina hemolinfa O estouro dos oocistos é assincrônico, do gametócito até o esporozoita na glândula salivaria demora 8-15 dias

41 ~14 dias depois, um outro indivíduo vai para um criadouro de Anofelinos...

42 ...e é picado

43 Fatores importantes na transmissão - vetores competentes - condições ecológicos apropriados para os vetores - temperatura média acima C - indivíduos infectados (-> fonte de gametócitos!)! P. falciparum : A parasitemia tem que ser mantida em indivíduos infectados! Não é zoonose

44 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

45 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 celular vers. resposta humoral/anticorpos) - Resposta células T citotóxicas plus IFN contra antígenos do estágio hepático - Anticorpos contra a superfície da hemácia infectada (PfEMP1, RIFIN, e outros)

46 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 sanguíneos (o parasita não é eliminado por completo), o sistema imunológico deixa de reagir ao parasita (parecido com cancer exaustão clonal)

47 Plasmodium falciparum: Formas maduras não se encontram no fluxo sanguíneo

48 Hemácias infectadas com formas >20 h após reinvasão tem protrusões ( knobs )

49 Proteínas no knobs (PfEMP1s) se ligam a receptores em células endoteliais Capillary endothelial cells baço

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51 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 PfEMP1

52 - 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 O escape imunológico contínuo evita eliminação e aumenta a chance de transmissão

53 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

54 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

56 Malaria gestacional Malaria pode levar a anemia grave na gestante Aborto espontâneo Natimorto Parto prematuro Baixo peso ao nascer Deficiencias permanentes pós parto

57 Malaria gestacional Malaria pode levar a anemia grave na gestante Aborto espontâneo Natimorto Parto prematuro Baixo peso ao nascer Deficiencias permanentes pós parto

59 Markell s and Voge s Medical Parasitology

60 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, Lactate dehydrogenase

61 Técnica de QBC Luz UV

62 A identificação da espécie de Plasmodium em sangue de infectados requer treinamento de microscopistas P. vivax P. falciparum

63 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

64 Tratamento de gestantes com malaria Malaria não complicada: 7 dias com quinina e clindamicina (Pf) ou apenas quinina (Pv) Para evitar recaida (Pv): Cloroquina 1x por semana Malaria grave: Artesunato por 24 h i.m. ou i.v., depois se terapia oral for possivel, 3 dias com ACT oral (Artesunato + Lumefantrina), se possível uma dose de Primaquina (checar status G6PDH)

65 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)

66 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

67 Profilaxia - Químioprofilaxia 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 - Gestantes evitar ao máximo a infecção, profilaxia com tratamento intermitente de sulfadoxina/pirimetamina - 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

68 Vacinas contra Malária from Good & Doolan 1998

69 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 antiformas sangüineas) 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

70 Muitas aproximações estão sendo seguidas - Genoma de P. falciparum, Anopheles gambiae e Homo sapiens publicado em Transcriptoma e proteoma de P. falciparum em cultivo publicado em plasmodb.org: vários proteomas, transcriptomas, genomas - Uma politica eficiente para África onde morre a maioria das pessoas infectadas é urgente 90% dos casos de malária acontecem na área subsaariana e a maioria de de mortes são de crianças com menos de 5 anos

71 Literatura: Markell s & Voge s Medical Parasitology L. Rey: Parasitologia Diversos Reviews ao longo dos anos em Trends in Parasitology, Nature, Science

72 Perguntas Plasmodium/ 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?