Download Parasitemia and humoral responses in the brain and spinal cord of
Document related concepts
Transcript
Rev. Ibero-Latinoam. Parasitol. (2011); 70 (1): 6-15 Artículo Original Parasitemia and humoral responses in the brain and spinal cord of pregnant rats with infection by Trypanosoma cruzi LUGO de YARBUH A 1, ARAUJO S 1, COLASANTE C 2, MARITZA ALARCÓN M1 y MORENO E 1 1 2 Laboratorio de Parasitología Experimental (LAPEX), Departamento de Biología, Facultad de Ciencias. Fisiología de la Conducta, Facultad de Medicina, Universidad de los Andes, Mérida, 5101, Venezuela. ABSTRACT The present study was carried out to detect the effects of pregnancy on the humoral immune responses in Wistar rats. The animals were injected intraperitoneally with 2x105 Trypanosoma cruzi bloodstream. At day 10 of infection the rats were mated and at day 21 of gestation the rats were sacrificed. Acute parasitemia levels was significantly (P < 0.05) much higher in pregnant rats infected with Y strain (PY n = 10) that the observed in pregnant rats infected with ASM strain (PASM n = 10) and that in virgin infected rats with T. cruzi. The immunological evaluation by indirect immunofluorescence confirmed positive results by the immunoglobulins (Igs) IgA and IgM anti-T. cruzi in of brain (B) of 15 (75%) of 20 infected pregnant rats. The Igs were more frequent in B of 8 rats (80%) PASM and in 7 pregnant rats (70%) PY. In spinal cord (SC) Igs of isotopes IgA and IgM anti- T. cruzi were observed in 9 (45%) of 20 infected pregnant rats and more frequent in sacra region of the SC of 5 pregnant rats (50%) PASM and in 4 pregnant rats (40%) PY. Histological analysis with Hematoxilin and Eosin and with Peroxidase anti Peroxidase reaction in the B, SC, heart and skeletal muscle of pregnant rats, showed mononuclear cells infiltrated, amastigotes nests and T. cruzi antigens. The inflammatory lesions and destruction of the cardiac and skeletal muscle fiber confirmed acute chagasic myocarditis and myositis in the pregnant rats. In nervous tissues of virgin rats infected with T. cruzi strains was not detected specific Igs anti-T. cruzi, nor parasitism, nor histological alterations. These results are indicative that the pregnancy increased susceptibility to acquired infection in the central nervous system of the rats by modification of the humoral immune responses. The development of IgA and IgM specific were marker of acute infection by T. cruzi in the B and SC of pregnant rats. Key words: Trypanosoma cruzi, immunoglobulin, brain, spinal cord, pregnant rat. RESUMEN El presente estudio fue realizado para detectar el efecto de la preñez sobre la respuesta inmune humoral en ratas Wistar. Los animales fueron inyectados intraperitonealmente con 2x105 Trypanosoma cruzi sanguíRecibido: 25 de Octubre de 2010. Aprobado: 3 de Marzo de 2011. Correspondencia: Ana Lugo de Yarbuh E-mail: lana@ula.ve 6 PREGNANCY AND HUMORAL IMMUNE RESPONSE AGAINST T. CRUZI colas. A los 10 días de infección las ratas fueron apareadas y a los 21 días de gestación fueron sacrificadas. La parasitemia fue significativamente (P < 0,05) más alta en las ratas preñadas infectadas con la cepa Y (PY n = 10) en comparación con las ratas preñadas infectadas con la cepa ASM (PASM n = 10) y que en las vírgenes infectadas con T. cruzi. La evaluación inmunológica mediante la aplicación de inmunofluorescencia indirecta confirmó resultados positivos para las inmunoglobulinas (Igs) IgA e IgM anti-T. cruzi en el cerebro (C) de 15 (75%) de las 20 ratas infectadas preñadas. La mayor frecuencia de Igs fue observada en el C de 8 ratas (80%) PASM y en 7 ratas preñadas (70%) PY. En la médula espinal (ME) las Igs de los isotipos IgA e IgM anti-T. cruzi fueron observadas en 9 (45%) de las 20 ratas infectadas preñadas y con mayor frecuencia en la región sacra de la ME de 5 ratas preñadas (50%) PASM seguida de 4 ratas preñadas (40%) PY. El análisis histológico con Hematoxilina y Eosina y la inmunotinción con Peroxidasa anti Peroxidasa del C, ME, corazón y musculo esquelético de las ratas preñadas, mostró infiltrado de células mononucleares, nidos de amastigotes y reacción antigénica de T. cruzi. Las lesiones inflamatorias y destrucción de los tejidos cardíaco y muscular esquelético confirmaron miocarditis chagásica aguda y miositis en las ratas preñadas. En los tejidos nerviosos de las ratas vírgenes infectadas no se observó Igs específicas anti-T. cruzi, ni parasitismo, ni alteraciones histológicas. Estos resultados son indicativos de que la preñez incrementa la susceptibilidad del sistema nervioso central de las ratas de adquirir infecciones debido a la modificación de la respuesta inmune humoral. El hallazgo de IgA e IgM específicos fueron marcadores de la infección aguda por T. cruzi en el C y ME de las ratas preñadas. Palabras clave: Trypanosoma cruzi, inmunoglobulina, cerebro, Medula espinal, ratas preñadas. INTRODUCCIÓN La enfermedad de Chagas o tripanosomiasis americana es una entidad clínica causada por el protozoario hemoflagelado digenético de la Familia Trypanosomatidae denominado Trypanosoma (Schizotrypanum) cruzi (Chagas, 1909), el cual se multiplica en los tejidos de hospedadores vertebrados. La infección constituye un problema de salud pública en América Latina donde 18 millones de personas aproximadamente se encuentran infectadas y otras 100 millones en riesgo de infección, principalmente en el medio rural donde las condiciones ecológicas son favorables para el alojamiento y desarrollo de los insectos vectores hematófagos transmisores de T. cruzi (OPS, 2003). En la naturaleza la principal vía de transmisión del parásito ocurre a través del contacto directo de las excretas postprandiales conteniendo tripomastigotes metacíclicos de los triatominos vectores de la Familia Reduviidae, durante la ingesta sanguínea sobre humanos y otros vertebrados (Rodríguez et al, 2004). Una vez en el hospedador vertebrado la infección por T. cruzi desarrolla una fase aguda inicial con duración de varias semanas, una fase indeterminada y una fase crónica que persisten de por vida en el hospedador infectado. Durante la fase aguda se reconoce la presen- Rev. Ibero-Latinoam. Parasitol. (2011); 70 (1): 6-15 cia de parasitemias patentes, períodos febriles, inflamación de los ganglios linfáticos, hepatoesplenomegalia y elevados niveles de inmunoglobulinas IgM. Con el progreso de la infección de Chagas agudo se elevan los niveles de anticuerpos IgA e IgG y se intensifica el parasitismo tisular afectando frecuentemente los tejidos cardíaco, muscular esquelético e intestinal (Scorza y Scorza, 1972ª; Guillen et al, 2001). La infección causa severos daños por acción directa del parásito sobre las células infectadas e indirectamente por inducción del desarrollo de hipersensibilidad, de fenómenos autoinmunes, producción de intensos procesos inflamatorios y en algunos casos se desarrollan patologías neurológicas ( Lorca et al, 1989). La naturaleza sistémica de la infección por T. cruzi durante la interacción parásito-hospedador afectan la modulación de la respuesta inmunológica del paciente, favoreciendo la activación endotelial de la microvasculatura cerebral y en ocasiones la infección de los tejidos nerviosos (Forbes et al, 1983; Lugo de Yarbuh et al, 2006). Otras investigaciones han revelado que la infección de los tejidos cerebrales puede ser rápidamente activada en humanos debido a la presencia de otra enfermedad severa, como los que sufren el síndrome de inmunodeficiencia adquirida, meningoencefalitis aguda con focos múltiples de encefalitis 7 A. LUGO de YARBUH et al. descritos como nódulos o granulomas glial/microglial o en pacientes sometidos a terapias inmunosupresoras en los cuales es frecuente el desarrollo de lesiones tumorales, necrosis y hemorragias cerebrales (Leiguarda et al, 1990; Antunes et al, 2002). Por otro lado, bajo ciertas condiciones patológicas se produce la reactivación de la infección por T. cruzi, afectando los tejidos muscular esquelético y cardíaco en pacientes con enfermedades autoinmunes o en mujeres embarazadas con infección chagásica crónica, las cuales se encuentran expuestas a frecuentes picadas de los insectos vectores de T. cruzi en regiones endémicas para la enfermedad de Chagas. En estos casos se ha registrado aumento de la parasitemia patente principalmente durante el tercer trimestre de gestación así como la transmisión de T. cruzi a nivel placentario o sistémico (Torrico et al, 2006). En este sentido es posible considerar que la gestación estaría asociada con la variación de ciertos parámetros inmunológicos humorales y celulares, por lo que los efectos de la infección por T. cruzi sobre el Sistema Nervioso Central (SNC) se potencian durante el período de gestación, favoreciéndose el alcance de los parásitos del parénquima cerebral en fagocitos mononucleares y el paso por la barrera sanguínea formada por la estrecha unión entre las células endoteliales de la microvasculatura cerebral de los animales infectados durante el período de gestación (Drevets y Lleenen, 2000). En base a las investigaciones antes mencionadas en el presente estudio se propuso estudiar el efecto de la preñez sobre la circulación de los tripanosomas al sistema nervioso central de ratas gestantes, a través de la expresión de inmunoglobulinas específicas de los isotipos IgA e IgM anti-T. cruzi mediante inmuofluorescencia indirecta convencional (IFI) y la reacción antigénica específica por inmunotinción con Peroxidasa anti-Peroxidasa (PAP) en el cerebro y médula espinal de las ratas con infección aguda producida por dos aislados de T. cruzi. Las alteraciones histopatológicas en el corazón y músculo esquelético de las ratas gestantes fueron analizadas mediante la coloración con Hematoxilina y Eosina (HE). MATERIAL Y MÉTODOS Parásitos: Se utilizaron tripomastigotes sanguícolas de las cepas M/HOM/Ve/92/ASM aislada de 8 un caso agudo con enfermedad de Chagas en Venezuela y M/HOM/BRA/53/Y de T. cruzi aislada de un caso agudo en Brasil con linajes filogenéticos TcI y TcII respectivamente. La caracterización molecular de las formas flageladas de los aislados de parásitos fue realizada mediante ADN específico por la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) (González et al, 1994) y el linaje de los parásitos cultivados fue analizado mediante Random Amplification of Polymorphic DNA (RAPD) (Carrasco et al, 1996). Animales: Un total de 40 ratas albinas cepa Wistar de 3 meses de nacidas y con 200 gr de peso fueron separadas en cuatro grupos. Las ratas fueron identificadas como infectadas preñadas con la cepa ASM (PASM, n = 10), infectadas preñadas con la cepa Y (PY, n = 10) y ratas controles vírgenes infectadas (IASM, n = 10) e (IY, n = 10). Infección de las ratas y apareamiento: Los tripanosomas usados en la infección de las ratas fueron obtenidos de la sangre de ratones machos NMRI que presentaron alta parasitemia patente. Un inoculo de 2 x 105 tripanosomas en 0,05 mL de suspensión de cada cepa de T. cruzi fue estimado siguiendo la técnica de Brener (1962).. Las 40 ratas fueron separadas en dos grupos de 20 ratas cada uno para ser infectadas por inyección intraperitoneal (ip) de 0,05 mL de la suspensión de parásitos de la cepas ASM y Y respectivamente. A los 12 días post-infección (pi) a 20 de las ratas infectadas con las diferentes cepas de T. cruzi les fue revisado el contenido vaginal el cual fue colocado en láminas portaobjeto y coloreado con azul de metileno. La presencia de células nucleadas y epiteliales cornificadas en el moco vaginal comprobó que las ratas se encontraban en estro o proestro del ciclo estral (Marcondes et al, 2002). En jaulas individuales fueron colocadas 2 ratas hembras con 1 macho durante tres días para que ocurriera el apareamiento y una vez comprobada la presencia de espermatozoides en el frotis del contenido vaginal, las hembras fueron separadas de los machos y revisadas para controlar la preñez. Los animales fueron mantenidos en condiciones controladas de temperatura, humedad relativa y alimentadas con Ratarina® y agua ad libitum. Análisis de la parasitemia patente: El curso de la parasitemia patente (PP) en las ratas infectadas preñadas fue evaluado revisando muestras de 5 μL de sangre de cada rata ligeramente anestesiada con Rev. Ibero-Latinoam. Parasitol. (2011); 70 (1): 6-15 PREGNANCY AND HUMORAL IMMUNE RESPONSE AGAINST T. CRUZI vapores de cloroformo. La sangre fue obtenida del plexo retro orbital con capilares heparinizados a los 10; 20; 25 y 35 días post-infección (pi) y con 0; 16; 18 y 21 días de gestación respectivamente. La PP en las 20 ratas vírgenes infectadas con las diferentes cepas de T. cruz fue determinada en los mismos días pi que las ratas infectadas preñadas. El resultado de la PP fue expresado con el número de Tripanosomas/mm (Rodríguez et al, 2004) (Trips/mm3) de sangre y las diferencias entre las medias de la PP entre los grupos de ratas infectadas preñadas y vírgenes infectadas con T. cruzi, fueron comparadas mediante un análisis de varianza no paramétrico de un factor (Kruskal y Wallis, 1952). Obtención de los tejidos: Para la evaluación de la infección en el C, ME, corazón y músculo esquelético de las ratas preñadas PASM y PY con 35 días de infección y 21 días de gestación así como en las vírgenes infectadas con las diferentes cepas de T. cruzi, las ratas fueron anestesiadas con vapores de cloroformo. Luego se expuso la caja torácica y se bloqueó la arteria aorta descendiente, se cortó la vena cava y se introdujo 300 mL de solución fisiológica a través del ventrículo izquierdo, seguido de la solución de fijación del tejido compuesta de 500 mL de paraformaldehido al 4% en tampón PBS a pH 7,2 durante 10 min. Los tejidos fueron extraídos para realizar los estudios histopatológico con HE y la evaluación inmunológica por IFI y PAP. Estudio histopatológico: Una vez fijada la porción anterior del animal se extrajo el cerebro completo, las regiones cervical (RC), lumbar (RL), torácica (RT) y sacra (RS) de la ME, el corazón y músculo esquelético. Los tejidos fueron fijados en formalina neutra al 10% durante 48 hr, se deshidrataron en alcohol isopropílico entre 70% y 100%, alcohol-acetona 1:1, acetona-xilol 1:1 y xilol y se impregnaron con Paraplast a 56oC (Monoject Scientific, St. Louis, MO. USA) durante 12 hr a 600 C. Los cortes de 7 μm de espesor fueron coloreados con Hematoxilina y Eosina (HE). Tinción con Hematoxilina y Eosina: Los cortes de 7 μm del C, ME, corazón y músculo esquelético fueron colocados sobre láminas portaobjetos tratadas con Poly-L-Lisina (Sigma Aldrich, St. Louis, USA) al 0,1% en agua deionizada, luego fueron desparafinados, rehidratados en alcohol isopropílico entre 100% y 70% y agua destilada, coloreados con Hematoxilina de Mayer, contra-coloreados con Eosina, deshidratados con alcohol isopropílico en- Rev. Ibero-Latinoam. Parasitol. (2011); 70 (1): 6-15 tre 70% y 100% y cubiertos con Mar-Tex y cubreobjeto. Inmunotinción: Peroxidasa anti-Peroxidasa: Los cortes de C y ME de las ratas infectadas preñadas y vírgenes infectadas, fueron desparafinados, hidratados, incubados con peróxido de hidrógeno al 3% en metanol durante 45 min y lavados con PBS a pH 7,2. Luego fueron incubados con suero normal de cabra al 30% diluido en solución de Buffer Fosfato a pH 7,2 por 30 min, lavados con PBS, incubados con suero de conejo anti-T. cruzi diluido 1:100 por 1 hr y con suero de conejo anti-IgG conjugado a Peroxidasa diluido 1:500 durante 45 min. Las muestras se revelaron con 3,3ʹDiaminobenzidinaUrea, se lavaron con PBS y se contracolorearon con Hematoxilina de Mayer. Los cortes se cubrieron con Mar-tex y cubreobjeto (Sell y Burton, 1981). Análisis de inmunoglobulinas IgA e IgM antiT. cruzi: IFI: Los cortes de C y de la ME desparafinados y rehidratados se cubrieron con solución de Tritón al 0,1% en PBS a pH 7,2 por 30 min, se lavaron con PBS y se incubaron con suero normal de cabra al 30% en PBS por 30 min. Luego se incubaron con suero de conejo anti T. cruzi diluido 1:300 en una solución de PBS-SAB (Suero Albumina de Bovino) al 0,05% por 45 min y con suero de conejo anti-rata IgA o anti-rata IgM conjugado a Isotiocianato de Fluoresceína (Sigma, St. Louis, USA) diluido 1:500. Los cortes se cubrieron con glicerina en PBS a pH 7,2 en una relación 9:1 y con cubreobjeto. Los animales utilizados en este estudio fueron tratados siguiendo las normas establecidas para el manejo de animales experimentales en el laboratorio, por el comité de Bioética y Seguridad del Fondo Nacional de Ciencias y Tecnología en su capítulo 2 y Bioética animal en Venezuela (De Jesús, 2002). RESULTADOS Los valores de la parasitemia patente (PP) en las ratas preñadas infectadas con la cepa Y fueron de 10 ± 9,2; 22 ± 8,3; 20 ± 16,5 y 11 ± 3,1 Trips/mm3 de sangre obtenidos a los 10; 20; 25 y 35 días de infección y con 0; 16; 18 y 21 días de gestación respectivamente. En las ratas vírgenes IY infectadas con la cepa Y los valores de la PP fueron de 8 ± 2,1; 10 ± 7,2; 11 ± 2,2 y 3 ± 0,7 Trips/mm3 de sangre y registrados en los mismos días pi que la PP de las 9 A. LUGO de YARBUH et al. ratas preñadas PY (Figura 1). Los valores de la PP en las ratas preñadas infectadas con la cepa ASM fueron de 3 ± 1,3; 11 ± 4,8; 13 ± 5,1 y 4 ± 1,7 Trips/mm3 de sangre obtenidos a los 10; 20; 25 y 35 días de infección y con 0; 16; 18 y 21 días de gestación respectivamente. En las ratas vírgenes IASM infectadas con la cepa ASM la PP fue de 2 ± 0,41; 6 ± 3,5; 4 ± 2,9 y 2 ± 0,40 Trips/mm3 de sangre y registradas en los mismos días pi que la PP de las ratas preñadas PASM (Figura 2). Las diferencias en el promedio de las PP entre los grupos de ratas infectadas preñadas y vírgenes infectadas resultaron significativas (P < 0,05). Evaluación de la respuesta humoral: La evaluación inmunológica por IFI mostró resultados positivos para las inmunoglobulinas (Igs) IgA e IgM anti-T. cruzi en el cerebro de 15 (75%) ratas y en la médula espinal de 9 (45%) ratas de las 20 ratas infectadas preñadas analizadas. Al analizar la frecuencia de las Igs específicas en el C de las ratas se observó la IgM en 8 (80%) ratas PASM y en 7 (70%) ratas PY de las 10 ratas infectadas preñadas en cada grupo. Para la IgA anti-T. cruzi los resultados fueron positivos en el C de 5 (50%) ratas PASM y en el C de 3 (30%) ratas PY de las 10 ratas analizadas en cada grupo. En relación con la respuesta inmune humoral específica inducida por T. cruzi en la médula espinal de las ratas preñadas e infectadas con las diferentes cepas de parásitos, la evaluación inmunológica mostró resultados positivos para las Igs de los isotipos IgA e IgM anti-T. cruzi en las regiones RC, RT, RL y RS de la ME de 9 de las 20 ratas infectadas preñadas analizadas. La IgA fue detectada en 5 (50%) ratas PASM y en 4 (40%) ratas PY de cada 10 ratas de los grupos analizados mientras que la IgM fue detectada 3 (30%) ratas PASM y en 3 (30%) ratas PY de cada 10 ratas de los grupos analizados. Las Igs se observaron con más frecuencia en la RL de las ratas preñadas infectadas con la cepa ASM de T. cruzi y con distribución similar en las regiones RC y RT de la ME de ambos grupos de ratas PASM y PY. La mayor frecuencia de IgA e IgM fue detectada en la RS de la ME de 5 ratas PASM seguida de 4 ratas PY. Ninguna reacción positiva de IgA e IgM fue observada en las muestras de los tejidos nerviosos de las ratas vírgenes infectadas con las diferentes cepas de T. cruzi. En la Figura 3 se destacan las células neuronales del C de rata preñada marcadas con inmunofluorescencia que representan las inmunoglobulinas de los isotipos IgA e IgM anti-T. cruzi y en el Gráfico Figura 1. Parasitemia patente en las ratas infectadas preñadas (PY) a los 10, 20, 25 y 35 días de infección con la cepa Y de T. cruzi y con 0, 16, 18 y 21 días de gestación (▬■▬) y en las ratas vírgenes infectadas (IY) entre 10 y 35 días de infección (--♦--) ± Desviación estándar. Figura 2. Parasitemia patente en las ratas infectadas preñadas PASM a los 10, 20, 25 y 35 de infección con la cepa ASM de T. cruzi y con 0, 16, 18 y 21 días de gestación (▬■▬) y en las ratas vírgenes infectadas (IASM) entre 10 y 35 días de infección (--♦--) ± Desviación estándar. 10 Rev. Ibero-Latinoam. Parasitol. (2011); 70 (1): 6-15 PREGNANCY AND HUMORAL IMMUNE RESPONSE AGAINST T. CRUZI Figura 3. Neuronas del cerebro de ratas preñadas que muestran células marcadas con inmunofluorescencia y presentan inmunoglobulinas de los isotipos A) IgA y B) IgM anti- T. cruzi en las ratas infectada con las cepas Y y ASM de T. cruzi respectivamente. (IFI. 400X y 1000X). Gráfico 1. Número de ratas PASM y PY con 21 días de preñadas y 35 días de infección con las cepas ASM y Y de T. cruzi que mostraron inmunoglobulinas específicas de los isotipos IgA e IgM en el cerebro y en la médula espinal. 1 se representa el número de ratas preñadas que mostraron respuesta inmune humoral IgA e IgM específica anti-T. cruzi. Detección de antígeno de T. cruzi: La inmunotinción con PAP del tejido nervioso reveló intensa reacción antigénica de T. cruzi en el cerebro de 12 (60%) de las 20 ratas preñadas infectadas con las distintas cepas de parásitos. En estas muestras fue frecuente observar la presencia de amastigotes libres e intensa reacción antigénica en el parénquima cerebral de las ratas infectadas preñadas. Por otro lado, es importante destacar la presencia de linfocitos entre los cuerpos neuronales y gliales del cerebro de las ratas preñadas infectadas con la cepa Rev. Ibero-Latinoam. Parasitol. (2011); 70 (1): 6-15 Figura 4. Sección de cerebro de rata preñada PASM e infectada con la cepa ASM de T. cruzi en la que se observan amastigotes, fuerte reacción antigénica de T. cruzi y linfocito activado cerca a cuerpos neuronales y gliales con histología conservada () (PAP. 1000X). ASM de T. cruzi (Figura 4). Estudio histopatológico: En los cortes del corazón de las ratas PY preñadas infectadas con la cepa Y de T. cruzi se destaca el marcado miotropismo con destrucción de células cardíacas, denso infiltrado inflamatorio de naturaleza linfoplasmohistiocitario en las áreas de daño cardíaco y nidos de amastigotes en las fibras musculares cardíacas indicando miocarditis chagásica aguda (Figura 5 A y B). En el músculo esquelético de las ratas preñadas infectadas con las diferentes cepas de parásitos fue frecuente la presencia de infiltrado inflamatorio de células mononucleares y polimorfonucleares junto a nidos de amastigotes y destrucción de la fibra 11 A. LUGO de YARBUH et al. Figura 5. Secciones del miocardio de rata preñada PY infectada con la cepa Y de T. cruzi que muestran A) nido de amastigotes en la fibra cardíaca. En B) se observa denso infiltrado inflamatorio linfoplasmohistiocitario ocupando el espacio de las fibras cardíacas parcialmente destruidas. (HE. 1000X). Figura 6. Secciones de músculo esquelético de rata preñada PY y PASM infectadas con las cepas Y y ASM de T. cruzi que muestran A) nido de amastigotes. En A y B) se destacan áreas con intensa destrucción de la fibra muscular esquelética sustituida por infiltrado inflamatorio (HE. 1000X, 400X). muscular esquelética indicando miosistis aguda (Figura 6 A y B). En las secciones de los tejidos cardíaco y muscular esquelético de las ratas vírgenes IASM e IY infectadas con las diferentes cepas de T. cruzi se observaron leves alteraciones histopatológicas, discreta parasitosis y moderados procesos inflamatorios en comparación con las severas alteraciones histopatológicas encontradas en los tejidos de las ratas infectadas preñadas. 12 DISCUSIÓN En años recientes las investigaciones han llamado la atención sobre el resurgimiento de la enfermedad de Chagas, la cual provoca una gran diversidad de manifestaciones clínicas con afecciones en los tejidos cardíaco, muscular esquelético, digestivo y muy pocas veces compromete el sistema nervioso central. Sin embargo, existen evidencias en otras patologías cerebrales provocadas por virus y bac- Rev. Ibero-Latinoam. Parasitol. (2011); 70 (1): 6-15 PREGNANCY AND HUMORAL IMMUNE RESPONSE AGAINST T. CRUZI terias que revelan que la célula endotelial de la microvasculatura cerebral, elemento esencial en la barrera sanguínea cerebral puede ser alterada facilitando la infiltración de microorganismos en monocitos y macrófagos activados circulantes (Drevets y Lleenen, 2000). En este estudio, el análisis de la parasitemia por T. cruzi en el cerebro y médula espinal de las ratas preñadas e infectadas con las diferentes cepas de T. cruzi, reveló la presencia de amastigotes cercanos a procesos inflamatorios neuroinmunes de células mononucleares, hecho que pudiera explicar la posibilidad de entrada de T. cruzi en leucocitos infectados al SNC de las ratas preñadas. Por otro lado, estos resultados posiblemente se relacionen con un conjunto de factores tales como, la respuesta inmune supresora desarrollada en las ratas gestantes con infección chagásica aguda debido al incremento de la parasitemia, por la duración del estímulo antigénico, la liberación de citocinas y hormonas en la sangre durante la gestación, hechos que sugieren la modificación de la respuesta inmunológica durante la preñez, produciendo en consecuencia la exacerbación de la parasitemia y la participación del sistema inmune en la génesis de lesiones neuronales (Silva et al, 1999), como ocurre en pacientes con esclerosis múltiple o con enfermedades neurodegenerativas (Menezes et al, 1992). Por otro lado, el hallazgo de inmunoglobulinas específicas de los isotipos IgA e IgM lo han relacionado con la presencia de células microgliales activadas que facilitan la entrada de parásitos al SNC en macrófagos periféricos (Giulian et al, 1993), estimulando la respuesta inmune humoral con incremento significativo de Ig del isotipo IgM anti-T. cruzi marcador indicativo de infección aguda y de IgA específica la cual contribuye con información adicional de una infección aguda por T. cruzi en el cerebro y médula espinal de las ratas durante el período de gestación. En este estudio la infección por T. cruzi reveló diferentes patrones en la parasitemia patente en las ratas preñadas, la cual se mantuvo alta por más tiempo y produjo mayores efectos histopatológicos con características de respuesta inmunológica celular en los tejidos nervioso, cardíaco y muscular esquelético de las ratas preñadas PY y PASM infectadas con T. cruzi. En ese sentido es importante considerar que existen una serie de factores que se relacionan con el incremento de la parasitemia por Rev. Ibero-Latinoam. Parasitol. (2011); 70 (1): 6-15 T. cruzi en mujeres embarazadas, como el desarrollo de la respuesta inmune humoral y celular debido a la presencia del parásito durante la fase aguda de la infección, generando reacciones inflamatorias de leucocitos mononucleares, linfocitos con signos de activación, macrófagos, neutrófilos, miocarditis y miosistis chagásica aguda y la presencia de Igs en los tejidos nerviosos de las ratas preñadas PY y PASM, resultados que confirman la gran variabilidad en la infectividad y patogenicidad de las cepas de T. cruzi frente a los diferentes patrones de parasitemia de las ratas preñadas (Moreno et al, 2006). La fase aguda inicial de la infección con T. cruzi es usualmente asintomática y en muy pocos casos se desarrolla encefalitis chagásica, por lo que las complicaciones cerebrovasculares de origen cardioembólico se presentan con más frecuencia en la fase crónica de la infección, en la que aumenta la susceptibilidad de adquirir nuevas infecciones o reactivación de la infección crónica durante la preñez como ocurre en malaria murina por Plasmodium bergei (Van Zon y Eling, 1980). Por otro lado, las variaciones de la respuesta humoral específica anti-T. cruzi con incremento de IgM en las ratas preñadas, la disminución de los niveles de inmunoglobulinas particularmente de los isotipos IgG2a e IgG3 en ratones preñadas crónicamente infectados con T. cruzi y la activación policlonal de las células B, revelan el efecto de la preñez sobre la infección de los tejidos maternales (Carlier et al, 1987; Moreno et al, 2005). En ocasiones la fase aguda de la enfermedad de Chagas se manifiesta como una meningoencefalitis aguda en niños nacidos de madres con infección chagásica aguda y en pacientes inmunosuprimidos con infecciones virales, en los que se han detectado formación de masas tumorales en el sistema nervioso central, sin embargo, no es frecuente observar los parásitos dentro de las neuronas y por otro lado se desconoce el tipo de célula glial de la microglía infectada por T. cruzi (Del Castillo et al, 1990). Otras observaciones han revelado que las afecciones en los tejidos nerviosos se producen cuando fragmentos de trombos formados en el ventrículo izquierdo, migran junto con los parásitos por vía sanguínea al cerebro de pacientes con insuficiencia cardiaca (Spina-Franca et al, 1988; Pittella, 1993), a diferencia de lo que ocurre con la penetración activa de T. brucei brucei a ciertas áreas del cerebro en el que se produce acumulación de parásitos en el 13 A. LUGO de YARBUH et al. área perivascular entre las membranas basales endoteliales y parenquimales (Masocha et al, 2004). Algunos autores han relacionado la presencia de tripanosomas y los signos neurológicos con el hallazgo de IgM el cual se presenta como un indicador de infección en el SNC con producción de lesiones neuronales. En ese sentido la presencia de amastigotes y antígenos de T. cruzi cerca de neuronas inflamadas ocurre debido a mecanismos inmunológicos, hallazgos soportados por el encuentro de anticuerpo monoclonal citotóxico en neuronas de mamíferos in vitro y por la activación de reacción inflamatoria y destrucción de neuronas en el cerebro y de motoneuronas en la médula espinal a causa del efecto directo de la activa replicación del parásito en ratones con infección aguda (Bisser et al, 2002; Lugo de Yarbuh et al, 2006). Otros estudios han revelado que durante el embarazo se producen alteraciones en algunos factores en la respuesta inmune, relacionados con la supresión transitoria de la inmunidad celular para prevenir el rechazo al feto (Hermann et al, 2004), incrementándose la posibilidad de infecciones por organismos patógenos en mujeres durante la gestación, en las que se ha observado inmunodepresión de tipo celular e incremento de la inmunoglobulina M en el curso del embarazo. Estos hechos han sido interpretados como evidencia de infección (Easton et al, 1998), asociadas con las modificaciones inmunológicas y con cambios hemodinámicos en el lecho endotelial, factores que condicionan la susceptibilidad a la infección en el sistema cerebrovascular (Easton et al, 1998). En este estudio la detección simultánea de anticuerpos específicos IgA e IgM anti-T. cruzi confirmó la presencia del parásito en los tejidos nerviosos de las ratas que mostraron elevadas parasitemia y en las que desarrollaron procesos inflamatorios en los tejidos cerebrales y medulares, por lo que se sugiere que la barrera sanguínea endotelial sufre alteraciones o modificaciones celulares las cuales facilitan el transporte y la entrada de parásitos al SNC de las ratas gestantes en leucocitos infectados con T. cruzi. En relación con mujeres embarazadas infectadas con T. cruzi se ha determinado que en algunos casos no se presentan síntomas o signos atribuibles a la enfermedad de Chagas y probablemente no ocurre infección del SNC, en este sentido se ha reportado que un bajo porcentaje de mujeres desarrollan encefalitis con cambios inflamatorios discretos 14 en el SNC mientras que en otros casos se produce un incremento de la parasitemia patente con detección de IgM específico considerado marcador indicativo de infección aguda de la enfermedad de Chagas maternal, mientras que en algunos casos la IgM se ha observado durante el último trimestre de gestación período durante el cual las células hospedadoras son atacadas por T. cruzi y destruidas por los antígenos (Vieira et al, 1983). Finalmente concluimos afirmando la importancia que requiere conocer las modificaciones que se producen en la respuesta inmune humoral en las mujeres embarazadas que residen en áreas rurales endémicas para la enfermedad de Chagas, en donde la transmisión del parásito puede efectuarse por las diferentes especies de triatominos y en las que se encuentran en zonas urbanas no endémicas donde el parásito circula entre la población humana, vectores intradomiciliarios, reservorios silvestres y animales domésticos (Lugo de Yarbuh et al, 2010). REFERENCIAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. ANTUNES AC, CECCHINI F, BOLLI F, POLANCYK DE OLIVEIRA P, GURGEL R, LAMPERT T, FRICKE D. 2002. Cerebral trypanosomiasis and aids. Arq Neurom Psiquiatr 60: 730-733. BISSER S, LEJON V, PREUX P, et al. 2002. Blood cerebrospinal fluid barrier and intrathecal immunoglobulins compared to field diagnosis of central nervous system involvement in sleeping sichness. J Neurol Sci 15: 127-135. BRENER Z. 1962; Observações sobre a imunidade a superinfecçoes em camundongos experimentalmente inoculados com Trypanosoma cruzi e submetidos a tratamento. Inst Med Trop São Paulo 4: 119-123. CARLIER Y, RIVERA M T, TRUYENS C, GOLGMAN M, LAMBERT P, FLAMENT J, BAUWENS D, VRAY B. 1987. Pregnancy and humoral responses in mice chronically infected by Trypanosoma cruzi. Infect Immunol 55: 2496-2501. CARRASCO HJ, FRAME I, VALENTE S, MILES M. 1996. Genetic exchange as a possible source of genomic diversity in sylvatic population on Trypanosoma cruzi. Am J Trop Med Hyg 54: 418-424. CHAGAS C. 1909. Nova trypanosomiasis humana. Estudo sobre a morfologia e o ciclo evolutivo do Schizotrypanum cruzi, N. Gen. Mem Inst Oswaldo Cruz 1: 159-218. DE JESÚS R. 2002. Bioética animal en Venezuela. Rev Fac Farm ULA 43: 15-18. DEL CASTILLO M, MENDOZA G, OVIEDO J, PÉREZ-BIANCO RP, ANSELMO AE, SILVA M. 1990. AIDS and Chagasʹdisease in central nervous system tumor-like lesion. Am J Trop Med Hyg 88: 693-694. Rev. Ibero-Latinoam. Parasitol. (2011); 70 (1): 6-15 PREGNANCY AND HUMORAL IMMUNE RESPONSE AGAINST T. CRUZI 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. DREVETS DA, LLEENEN PJ. 2000. Leukocyte-facilitated entry intracellular pathogens into the central nervous system. Microb Infect 2: 1609-1618. EASTON JD, HAUSER SL, MARTIN JB. 1998. Cerebrovascular diseases. In: Harrison, TR. Principles of internal medicine. 14th ed. New York. McGrawHill; p. 2325-2348. FORBES RD, GUTTMANN RD, GOMERSALL M, HIBBERD JA. 1983. A controlled serial ultrastructural tracer study of first-set cardiac allograft rejection in the rat. Evidence that the microvascular endothelium is the primary target of graft destruction. Am J Pathol 111: 184-196. GIULIAN D, VACA K, CORPUZ M. 1993. Brain glia release factors with opposing actions upon neuronal survive. Neurosci 13: 29-37. GONZÁLEZ N, GALINDO I, GUEVARA P, SCORZA JV, et al. 1994. Identification and detection of Trypanosoma cruzi using a DNA amplification fingerprint obtained from the ribosomal intergenic spacer. J Clin Microbiol 32: 153-158. GUILLÉN PB, LUGO DE YARBUH A, MORENO E. 2001. Dilatación del tracto digestivo de ratones infectados con Trypanosoma cruzi. Invest Clin 42: 195209. HERMANN E, TRUYENS C, VEGA C, EVEN J, RODRÍGUEZ P, et al. 2004. Human congenital infection with Trypanosoma cruzi is associated with maternal enhanced parasitemia and decreases production of interferon gamma in response to parasite antigens. J Inf Dis 189: 1274-1281. KRUSKAL W, WALLIS W A. 1952. Use of ranks in one-criterion variance analysis. J Am Statist Asso 47: 583-621. LEIGUARDA R, RONCORONI A, TARATUTO A, JOST L, BERTHIER M, NOGUES M, FREILIJ H. 1990. Acute CNS infection by Trypanosoma cruzi (Chagasʹdisease) in immunosupressed patients. Neurol 40: 850-851. LORCA M, VELOSO C, SPORRONG L, ANGSTROM A. 1989. Synthetic peptides of Trypanosoma cruzi antigens in the diagnosis congenital of Chagasʹdisease. Res. Rev Parasitol 58: 43-47. LUGO DE YARBUH A, COLASANTE C, ALARCÓN M, MORENO E. 2006. Gastrocnemius skeletal muscle microvasculature and neuromuscular junction alterations in mice with experimental acute Chagas infection. Rev Cient FCV-LUZ 6: 593-603. LUGO DE YARBUH A, ARAUJO S, COLASANTE C, ALARCÓN M. MORENO E. 2006. Effects of acute Chagasʹdisease on mice central nervous system. Parasitol Latinoam 61: 3-11. LUGO DE YARBUH A, ARAUJO S, ALARCÓN M, MORENO E, De ASCENCÃO A, CARRASCO HJ. 2010. Efectos de la infección aguda por diferentes cepas de Trypanosoma cruzi en fetos de ratas. Rev Cient FCV-LUZ 4: 353-361. MASOCHA W, ROBERTSON B, ROTTENBER ME, MALANGA J, SOROKIN L, KRISTENSSON K. 2004. Cerebral vessels laminis and IFN-gamma define Trypanosoma brucei brucei penetration of the bloodbrain barrier. J Clin Invest 114: 689-694. MARCONDES FK, BIANCHI FJ, TANNO AP. 2002. Rev. Ibero-Latinoam. Parasitol. (2011); 70 (1): 6-15 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. Determination of the estrous cycle phases of rats: Some helpful considerations. Braz J Biol 62: 609-614. MENEZES CA, BITTERCOURT AL, MOTA E, SHERLOCK I, FERREIRA J. 1992. Avaliação da parasitemia em mulheres portadoras de infecção pelo Trypanosoma cruzi durante e após a gestação. Evaluation of parasitaemia in women who are carriers of Trypanosoma cruzi infection during and after pregnancy. Rev Soc Bras Med Trop 2: 109-113. MORENO E, ARAUJO M, ALARCÓN M, LUGO DE YA, ARAUJO S, BORGES R. 2006. Efecto de la infección chagásica aguda en ratas Wistar gestantes. Rev Cientif FCV-LUZ 5: 506-516. MORENO E, MÉNDEZ M, ALARCÓN M, ARAUJO S, LUGO DE YARBUH A. 2005. Reactivation of the Chagasic infection in Wistar rats in gestation. Kasmera 33: 51-63. OPS. 2003. Definición de caso. Tripanosomiasis americana (Enfermedad de Chagas). Bol Epidemiol 24: 3. PITTELLA JE. 1993. Central nervous system involvement in Chagasʹdisease. An updating. Inst Med Trop São Paulo 35: 111-116. RODRÍGUEZ E, BRICEÑO L, CHIURILLO M, MOSCA W, CAMPOS Y. 2004. Tripanosomiasis americana: Aspectos teóricos. Instituto de Biomedicina UCV. Caracas, Venezuela. 3. SCORZA C. SCORZA JV. 1972. Acute myocarditis in rats inoculated with Trypanosoma cruzi study of animals sacrificed between the fourth and twenty ninth day after infection. Rev Inst Med Trop São Paulo 14: 171-177. SELL P, BURTON M. 1981. Identification of Leishmania amastigotes and their antigens in formalin fixed tissue by immunoperoxidase staining. Trans R Soc Trop Med Hyg 75: 461-468. SILVA AA, ROFFED E, MARINO AP, DOS SANTOS PV, QUIRICO-SANTOS T, PAIVA CN, LANNESVIEIRA J. 1999. Chagasʹdisease encefalitis: intense CD8+ lymphocytic infiltrate is restricted to the acute phase, but is not related to the presence of Trypanosoma cruzi antigens. Clin Immunol 1: 56-66. SPINA-FRANCA A, LIVRAMENTO J, MACHADO L, YASUDA N. 1988. Trypanosoma cruzi antibodies in the cerebrospinal fluid: a search using complement. Arq Neuropsiquiatr 4: 374-378. TORRICO F, VEGA CA, SUÁREZ E, TELLEZ T, BRUTUS L, RODRÍGUEZ P, TORRICO MC, SCHNEIDER D, TRUYENS C, CARLIER Y. 2006. Are maternal re-infections with Trypanosoma cruzi associated with higher mobility and mortality of congenital Chagasʹdisease? Trop Med Int Health 11: 628-635. VAN ZON AA, ELING WM. 1980. Pregnancy associated recrudescence in murine malaria (Plasmodium berghei). Tropenmed Parasitol 31: 402-408. VIEIRA G, MAGUIRE J, BITTENCOURT AL, SILVA FONTES JA. 1983. Doença de Chagas congĕnita apresentação de um caso paralisia cerebral. Rev Inst Med Trop São Paulo 25: 305-309. Agradecimientos: Al Consejo de Desarrollo Científico, Humanístico y Tecnológico de la Universidad de los Andes (CDCHT) proyecto C-1527-07-03-B por el apoyo al presente trabajo de investigación. 15