PCR-RFLP Based genetic diversity of Plasmodium vivax genotypes in district Mardan, Pakistan / Diversidade genética baseada em PCR RFLP de genótipos de Plasmodium vivax no distrito de Mardan, Paquistão

Plasmodium vivax is the most common human malaria parasite in Asian countries including Pakistan. Present study was designed to explore the genetic diversity of plasmodium vivax genotypes based on Pvmsp-3α and Pvmsp-3βgenes using allelic specific nested PCR and RFLP assays markers from field isolates in district Mardan, Pakistan. Blood samples of 200 P. vivax malarial patients were collected after taking their written informed consent. Genetic diversity in nested PCR products was determined by Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) utilizing Alu1 and PstI restriction enzymes for alpha and beta gene products digestion, respectively. For analysis the genetic diversity of the sub allelic variants of Pvmsp3α and Pvmsp3β genes, Chi-Square test was performed by utilizing Minitab programming software 18. The P value 0.05 was considered as statistically significant. For Pvmsp 3α genes after gel electrophoresis of digested products, four distinct genotypes were obtained from total of 50 samples; type A: 35 (70%) (1.5-2.0 kb), 12 of type B (24%) (1.5-1.7 kb), 2 of type C (4%) (0.5-1.5) and one for type D (2%) (0.5-0.65 kb) which could be characterized into 9 allelic pattern (A1-A4, B1-B3, C1, D), in which A3 remained the most predominant. For Pvmsp-3βgenes, three distinct genotypes were obtained from 50 samples; 40(80%) of type A (1.5-2.5 kb), 9 (18%) of type B (1.0-1.5kb) and 1(2%) of type C (0.65 kb) which could be characterized into 6 allelic patterns (A1-A3, B1-B2, and C1). Most dominant one in Type A was A1 alleles which were noted (46%), while in Type B, the most dominant were B1 (10%).This study is the first ever report of molecular epidemiology and genetic variation in Pvmsp-3α and Pvmsp-3β genes of P. vivax isolates by using PCR/RFLP from District Mardan and [...].

O Plasmodium vivax é o parasita da malária humana mais comum nos países asiáticos, incluindo o Paquistão. O presente estudo foi desenhado para explorar a diversidade genética de genótipos de Plasmodium vivax baseados nos genes Pvmsp-3α e Pvmsp-3β, usando marcadores de ensaios alélicos nested PCR e RFLP de isolados de campo no distrito de Mardan, Paquistão. Amostras de sangue de 200 pacientes com malária por P. vivax foram coletadas após assinatura do termo de consentimento livre e esclarecido. A diversidade genética em produtos de PCR nested foi determinada por polimorfismo de fragmento de restrição (RFLP) utilizando as enzimas de restrição Alu1 e PstI para a digestão dos produtos dos genes alfa e beta, respectivamente. Para análise da diversidade genética das variantes subalélicas dos genes Pvmsp3α e Pvmsp3β, o teste Qui-quadrado foi realizado utilizando o software de programação Minitab 18. O valor P = 0,05 foi considerado estatisticamente significativo. Para os genes Pvmsp 3α, após eletroforese em gel de produtos digeridos, quatro genótipos distintos foram obtidos de um total de 50 amostras; tipo A: 35 (70%) (1,5-2,0 kb), 12 do tipo B (24%) (1,5-1,7 kb), 2 do tipo C (4%) (0,5-1,5) e um para o tipo D (2%) (0,5-0,65 kb), que podem ser caracterizados em nove padrões alélicos (A1-A4, B1-B3, C1, D), em que A3 permaneceu como o mais predominante. Para Pvmsp-3βgenes, três genótipos distintos foram obtidos a partir de 50 amostras; 40 (80%) do tipo A (1,5-2,5 kb), 9 (18%) do tipo B (1,0-1,5 kb) e 1 (2%) do tipo C (0,65 kb), que podem ser caracterizados em seis padrões alélicos (A1-A3, B1-B2 e C1). Os mais dominantes no tipo A foram o alelo A1, observados em 46%, enquanto, no tipo B, os mais dominantes foram B1 (10%). Este estudo é o primeiro relato de epidemiologia molecular e variação genética em Pvmsp-3α. Os genes Pvmsp-3β de isolados de P. vivax utilizando PCR/RFLP do Distrito Mardan mostraram um nível notável de diversidade genética nos genes estudados [...].

Progress towards the development of a P. vivax vaccine.

INTRODUCTION: Plasmodium vivax causes significant public health problems in endemic regions. A vaccine to prevent disease is critical, considering the rapid spread of drug-resistant parasite strains, and the development of hypnozoites in the liver with potential for relapse. A minimally effective vaccine should prevent disease and transmission while an ideal vaccine provides sterile immunity. AREAS COVERED: Despite decades of research, the complex life cycle, technical challenges and a lack of funding have hampered progress of P. vivax vaccine development. Here, we review the progress of potential P. vivax vaccine candidates from different stages of the parasite life cycle. We also highlight the challenges and important strategies for rational vaccine design. These factors can significantly increase immune effector mechanisms and improve the protective efficacy of these candidates in clinical trials to generate sustained protection over longer periods of time. EXPERT OPINION: A vaccine that presents functionally-conserved epitopes from multiple antigens from various stages of the parasite life cycle is key to induce broadly neutralizing strain-transcending protective immunity to effectively disrupt parasite development and transmission.

Kerteszia cruzii and extra-Amazonian malaria in Brazil: Challenges due to climate change in the Atlantic Forest.

Kerteszia cruzii is a sylvatic mosquito and the primary vector of Plasmodium spp., which can cause malaria in humans in areas outside the Amazon River basin in Brazil. Anthropic changes in the natural environments are the major drivers of massive deforestation and local climate change, with serious impacts on the dynamics of mosquito communities and on the risk of acquiring malaria. Considering the lack of information on the dynamics of malaria transmission in areas across the Atlantic Forest biome, where Ke. cruzii is the dominant vector, and the impact of climate drivers of malaria, the present study aimed to: (i) investigate the occurrence and survival rate of Ke. cruzii based on the distinct vegetation profiles found in areas across the coastal region of the Brazilian Atlantic Forest biome; (ii) estimate the extrinsic incubation period (EIP) and survival rates of P. vivax and P. falciparum parasites in Ke. cruzii under current and future scenarios. The potential distribution of Plasmodium spp. was estimated using simulation analyses under distinct scenarios of average temperature increases from 1 °C to 3.7 °C. Our results showed that two conditions are necessary to explain the occurrence and survival of Ke. cruzii: warm temperature and presence of the Atlantic Forest biome. Moreover, both Plasmodium species showed a tendency to decrease their EIP and increase their estimated survival rates in a scenario of higher temperature. Our findings support that the high-risk malaria areas may include the southern region of the distribution range of the Atlantic Forest biome in the coming years. Despite its limitations and assumptions, the present study provides robust evidence of areas with potential to be impacted by malaria incidence in a future scenario. These areas should be monitored in the next decades regarding the occurrence of the mosquito vector and the potential for malaria persistence and increased occurrence.

Tipificación del antígeno Duffy como método indirecto para identificar individuos asintomáticos de malaria / Duffy antigen typing as an indirect method to identify asymptomatic malaria individuals

En países considerados endémicos de malaria a pesar de las estrategias realizadas anualmente para el control y erradicación de esta enfermedad existen brotes aislados de malaria debido probablemente a portadores asintomáticos, presencia de individuos con fenotipo Duffy negativo o movimientos poblacionales. El sector "50 casas" de la provincia de Esmeraldas-Ecuador reúne todas estas características por lo que el objetivo de esta investigación fue determinar la presencia del fenotipo Fy(a-b-) y su relación con el Plasmodium vivax. Se realizó una encuesta a cada miembro de las familias participantes y luego de aceptado y firmado el consentimiento informado se tomaron muestras sanguíneas para la realización de pruebas serológicas en búsqueda de anticuerpos y antígenos de P. vivax, fenotipificación del sistema Duffy y pruebas de PCR en tiempo real para la determinación de ADN de Plasmodium vivax y P. falciparum. Los resultados demostraron que existe una asociación estadísticamente significativa entre el fenotipo Duffy y malaria por P. vivax (p<0,05). Ante esta situación los organismos de control deberán proponer nuevas estrategias para la detección de portadores asintomáticos y medidas preventivas para evitar nuevos brotes de malaria, así como determinar si P. vivax ha encontrado un nuevo mecanismo de invasión en individuos portadores del fenotipo Fy(a-b-).

Despite the strategies carried out annually for the control and eradication in countries considered endemic for malaria, there are isolated outbreaks probably due to asymptomatic carriers. These involve the presence of individuals with Duffy negative phenotype or population movements. The neighbourhood "50 casas" of the province of Esmeraldas-Ecuador has all these characteristics, so the purpose of this research was to determine the presence of the Fy(a-b-) phenotype and its relationship with the Plasmodium vivax. A survey was carried out into each member of the participating families and after accepting and signing the informed consent, blood samples were taken to perform serological tests in search of antibodies and antigens of P. vivax. The phenotyping of Duffy system and real-time PCR tests for DNA determination of Plasmodium vivax and falciparum was realized. The results showed that there is a statistically significant association between the Duffy phenotype and P. vivax malaria (p<0.05). In view of this situation, the control agencies should propose new strategies for the detection of asymptomatic carriers and preventive measures to hinder new outbreaks of malaria and determine if P. vivax has found a new invasion mechanism in individuals with the Fy(a-b-) phenotype.

Nos países considerados endêmicos para malária, apesar das estratégias realizadas anualmente para o controle e erradicação desta doença existem surtos isolados de malária, resultantes provavelmente de portadores assintomáticos, presença de indivíduos com fenótipo Duffy negativo ou movimentos populacionais. O setor "50 casas" na província de Esmeraldas-Equador reúne todas essas características. Portanto o objetivo desta pesquisa foi determinar a presença de fenótipo Fy(a-b-) e sua relação com Plasmodium vivax. Foi realizada uma enquete para cada membro das famílias participantes e após a aceitação e assinatura do Consentimento informado, foram coletadas amostras de sangue para a realização de testes sorológicos em busca de anticorpos e antígenos do P. vivax. Além de testes de fenotipagem do sistema Duffy e PCR em tempo real para determinação de DNA de Plasmodium vivax e P. falciparum. Os resultados mostraram que existe uma associação estatisticamente significante entre o fenótipo Duffy e a malária por P. vivax (p<0,05). Perante está situação os órgãos de fiscalização terão que propor novas estratégias para a detecção de portadores assintomáticos e medidas preventivas para evitar novos surtos de medidas de malária bem como determinar se P. vivax tem encontrado um novo mecanismo de invasão em indivíduos portadores do fenótipo Fy(a-b-).

Polymorphisms in TLRs influence circulating cytokines production in Plasmodium vivax malaria: TLR polymorphisms influence cytokine productions in malaria-vivax.

The efficiency of the immune system has been shaped throughout the evolutionary process allowing adaptations. In a Plasmodium vivax infection, the host attempts to develop an innate immune response to keep in check the parasite that is associated with inflammatory and regulatory processes. Production of pro-inflammatory and regulatory cytokines simultaneously appears to be a balancing mechanism for the host to prevent the onset of severe disease. Changes in the dynamics of circulating cytokines production can influence the pathogenesis, severity of the disease and episodes of recurrent Plasmodium vivax malaria (Pv-malaria). A cross-sectional study was conducted in endemic areas for Pv-malaria in the Amazonas State, Brazil. Several SNPs in TLR genes were genotyped by PCR-RFLP in 137 patients infected with P. vivax. Circulating cytokines IL-6, TNF, IL-2, IL-10, IFN-γ and IL-4 were measured by CBA. Influence of the studied SNPs on circulating cytokines was investigated by applying the Kruskal-Wallis test followed by Dunns' multiple comparison post-test. A Spearman correlation test also was performed to elaborate circulating cytokine networks and to demonstrate the level of interaction between each molecule. Individuals with genotypes A/G (TLR4 A299G), C/C (TLR6 S249P) and T/T (TLR9 -1486C/T) appear to produce less/gain IL-6, IFN-γ, IL-10, IL-2 and IL-4 compared to patients with wild-type and heterozygous genotypes. In addition, these genotypes seem to influence the interaction network between the molecules studied, causing a lower interaction, absence or even negative interaction between the cytokines. Data presented in this study suggests the influence of polymorphisms TLR4 (A299G), TLR6 (S249P) and TLR9 (-1486C/T) on the production of circulating cytokines during Pv-malaria.

Treatment-Seeking Behavior after the Implementation of a Unified Policy of Dihydroartemisinin-Piperaquine for the Treatment of Uncomplicated Malaria in Papua, Indonesia.

Artemisinin combination therapy is recommended for the treatment of multidrug resistant Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax. In March 2006, antimalarial policy in Indonesia was changed to a unified treatment with dihydroartemisinin-piperaquine for all species of malaria because of the low efficacy of previous drug treatments. In 2013, a randomized cross-sectional household survey in Papua was used to collect data on demographics, parasite positivity, treatment-seeking behavior, diagnosis and treatment of malaria, and household costs. Results were compared with a similar survey undertaken in 2005. A total of 800 households with 4,010 individuals were included in the 2013 survey. The prevalence of malaria parasitemia was 12% (348/2,795). Of the individuals who sought treatment of fever, 67% (66/98) reported attending a public provider at least once compared with 46% (349/764) before policy change (P < 0.001). During the 100 visits to healthcare providers, 95% (95) included a blood test for malaria and 74% (64/86) resulted in the recommended antimalarial for the diagnosed species, the corresponding figures before policy change were 48% (433/894) and 23% (78/336). The proportion of individuals seeking treatment more than once fell from 14% (107/764) before policy change to 2% (2/98) after policy change (P = 0.005). The mean indirect cost per fever episode requiring treatment seeking decreased from US$44.2 in 2005 to US$33.8 in 2013 (P = 0.006). The implementation of a highly effective antimalarial treatment was associated with better adherence of healthcare providers in both the public and private sectors and a reduction in clinical malaria and household costs.

Antígenos envolvidos na invasão dos reticulócitos pelo Plasmodium vivax: variabilidade genética do hospedeiro vertebrado e modulação da resposta imune humoral

O Plasmodium vivax infecta os reticulócitos por meio de uma via de invasão principal que envolve a interação entre a Duffy binding protein(região II, DBPII) e seu receptor nos reticulócitos, o antígeno de grupo sanguíneo Duffy receptor de quimiocinas (DARC). Contudo, uma via de invasão alternativa pode envolver uma proteína do parasito recém-descrita, denominada EBP2 (Erythrocyte Binding Protein 2). Apesar da exposição natural ao P. vivax induza uma resposta de anticorpos capaz de bloquear a interação DBPII-DARC, a maioria dos indivíduos expostos à malária não desenvolvem anticorpos inibitórios (binding inhibitory antibodies, BIAbs). Embora estudos prévios demonstraram que polimorfismos na DBPII contribuem para a baixa imunogenicidade da proteína, a influência da variabilidade genética do hospedeiro vertebrado nesta resposta tem sido pouco estudada. Neste contexto, o presente estudo investigou a contribuição dos polimorfismos genéticos do receptor DARC e do sistema HLA classe II na resposta deanticorpos contra a DBPII. Adicionalmente, caracterizamos a nova proteína EBP2 do P. vivax, incluindo avaliação das suas propriedades de ligação ao eritrócito/reticulócito e estudos de imunogenicidade. Para isso, um estudo prospectivo, do tipo coorte aberta, foi conduzido com 620 indivíduos naturalmente expostos ao P. vivax na região da Amazônia brasileira (comunidade de Rio Pardo/AM)

Este estudo incluiu cinco cortes transversais, sendo três conduzidas no primeiro ano de acompanhamento (linha-de-base, 6 e 12 meses) e dois cortes transversais, 6 e 7 anos depois. Nesta comunidade os alelos mais comuns do receptor DARC(FY*A, FY*B and FY*BES) foram genotipados por PCR (reação em cadeia da polimerase) em tempo-real, e as variantes do HLA II (loci DRB1, DQB1 and DQA1) genotipadas por PCR-SSO (PCR com oligonucleotídeos de sequência específica pela tecnologia Luminex). As respostas de anticorpos específicos foram avaliadas nos cortes tranversais por meio da sorologia convencional (anticorpos IgG detectados pelo ensaio de ELISA), bem como por ensaios funcionais de inibição (ensaios in vitro para detecção de BIAbs). Em conjunto, os resultados permitiram demonstrar que: (i) a variabilidade genética do receptor DARC influencia na resposta BIAbs anti-DBPII, sendo esses anticorpos inibitórios mais frequentes em indivíduos heterozigotos carreadores de um alelo chamado “não-funcional” ou silencioso de DARC (FY*BES); a habilidade dos polimorfismos de DARC em influenciar nas propriedades funcionais dos anticorpos pode ser detectada durante todo o período de acompanhamento (neste caso, 12-meses); (ii) a variabilidade genética do HLA II influenciou na aquisição e manutenção da resposta de anticorpos anti-DBPII, sendo que diferentes alelos e haplótipos influenciaram tanto na resposta detectada pela sorologia convencional (ELISA) quanto na de anticorpos funcionais (BIAbs)

Estudos de modelagem molecular das variantes HLA-DRB1 permitiram identificar diferenças estruturais, particularmente na fenda de ligação entre peptídeo-HLADRB1, que poderiam explicar os diferentes perfis de respondedores identificados. Com relação a EBP2, (iii) foi possível demonstrar que essa proteína se liga preferencialmente a reticulócitos imaturos (CD71 high) e DARC positivos; (iv) na população estudada, anticorpos anti-EBP2 foram mais frequentes que anticorpos anti-DBPII. De importância, 6 e 7 anos após o início do estudo, o perfil de resposta de anticorpos anti-EBP2 se manteve estável, mesmo com a redução dos níveis de transmissão de malária na região; no mesmo período, anticorpos anti-DBPII diminuíram significativamente. Em conclusão, os resultados aqui encontrados fornecem evidências de que a variabilidade genética do hospedeiro vertebrado deverá ser levada em consideração no desenvolvimento de vacinas baseadas na DBPII. Além disso, reforça os achados iniciais que sugerem que a EBP2 pode ser um candidato promissor para compor uma vacina contra as formas sanguíneas do P. vivax; além de ser altamente imunogênica na população estudada, a proteína apresenta características funcionais compatíveis com uma possível função na invasão de reticulócitos jovens (DARC positivos) pelo P. vivax

Malaria elimination in India and regional implications.

The malaria situation in India is complex as a result of diverse socio-environmental conditions. India contributes a substantial burden of malaria outside sub-Saharan Africa, with the third highest Plasmodium vivax prevalence in the world. Successful malaria control in India is likely to enhance malaria elimination efforts in the region. Despite modest gains, there are many challenges for malaria elimination in India, including: varied patterns of malaria transmission in different parts of the country demanding area-specific control measures; intense malaria transmission fuelled by favourable climatic and environment factors; varying degrees of insecticide resistance of vectors; antimalarial drug resistance; a weak surveillance system; and poor national coordination of state programmes. Prevention and protection against malaria are low as a result of a weak health-care system, as well as financial and socioeconomic constraints. Additionally, the open borders of India provide a potential route of entry for artesunate-resistant parasites from southeast Asia. This situation calls for urgent dialogue around tackling malaria across borders-between India's states and neighbouring countries-through sharing of information and coordinated control and preventive measures, if we are to achieve the aim of malaria elimination in the region.

Antígenos candidatos à vacina contra as formas sanguíneas de Plasmodium vivax: avaliação da memória imunológica de longa duração

A invasão dos eritrócitos pelos parasitos da malária garante o sucesso da infecção humana e, consequentemente, o desenvolvimento da doença clínica. Desse modo, existe grande interesse no desenvolvimento de vacinas que possam induzir anticorpos que bloqueiem o ciclo sanguíneo do parasito. No caso de Plasmodium vivax, o principal antígeno candidato à vacina é a Duffy binding protein II (DBPII), único ligante conhecido para a invasão dos eritrócitos humanos. Embora anticorpos naturalmente adquiridos contra a DBPII induzam proteção, faz-se necessário avaliar se esta resposta gera memória imunológica de longa duração. O trabalho aqui desenvolvido teve como objetivo principal avaliar se a DBPII e outros antígenos candidatos à vacina contra P. vivax induzem resposta imune humoral (anticorpos e células B de memória, MBCs) de longa-duração.

A população de estudo foi constituída de indivíduos com história de exposição única a P. vivax, ocorrida em 2003, durante um surto de transmissão autóctone na região metropolitana de Belo Horizonte, Minas Gerais. Para tal, foram selecionados indivíduos que se infectaram (casos, n=13) ou não (não-casos, n=12) durante o período de transmissão. Como controle negativo, foram incluídos indivíduos nunca expostos à malária (BH, n=9). A resposta de anticorpos foi avaliada pela sorologia convencional (ELISA) utilizando como antígenos diferentes variantes da DBPII (Acre1 e Sal1) bem como outros antígenos candidatos à vacina (MSP119 e EBP2). A resposta de células B de memória para os mesmos antígenos foi avaliada pelo ensaio imunoenzimático que detecta MBCs diferenciadas em células secretoras de anticorpos IgG (ELISpot). Após padronizar o ensaio de ELISpot com sucesso, os nossos resultados demonstram que: (1) MBCs antígeno-específicas de vida-longa (12 anos após exposição) foram detectadas em todos os indivíduos do grupo caso e em parte dos indivíduos não-casos (58%), o que sugere que infecções assintomáticas podem ter ocorrido na época do surto; (2) a resposta celular de DBPII foi variante-específica, sendo a variante Acre1 (frequente na Amazônia brasileira) a mais imunogênica.

Neste contexto, a cepa de referência Sal1 ou um antígeno sintético desta cepa (DEKnull) apresentaram pouca ou nenhuma imunogenicidade; (3) a MSP119, presente na superfície do parasito, foi o antígeno mais imunogênico, seguido da EBP2, proteína recém-descrita em P. vivax; (4) em relação a sorologia convencional, anticorpos IgG para os diferente antígenos testados não perduraram após 12 anos de exposição única a P. vivax.Em conjunto, os resultados aqui apresentados permitiram concluir que uma única e breve exposição a P. vivax é capaz de induzir MBCs antígeno-específicas de vida longa, reforçando a importância de se estudar estas células na avaliação da memória imunológica da malária, particularmente, aquela induzida por antígenos candidatos à vacina.

The March Toward Malaria Vaccines.

In 2013 there were an estimated 584,000 deaths and 198 million clinical illnesses due to malaria, the majority in sub-Saharan Africa. Vaccines would be the ideal addition to the existing armamentarium of anti-malaria tools. However, malaria is caused by parasites, and parasites are much more complex in terms of their biology than the viruses and bacteria for which we have vaccines, passing through multiple stages of development in the human host, each stage expressing hundreds of unique antigens. This complexity makes it more difficult to develop a vaccine for parasites than for viruses and bacteria, since an immune response targeting one stage may not offer protection against a later stage, because different antigens are the targets of protective immunity at different stages. Furthermore, depending on the life cycle stage and whether the parasite is extra- or intra-cellular, antibody and/or cellular immune responses provide protection. It is thus not surprising that there is no vaccine on the market for prevention of malaria, or any human parasitic infection. In fact, no vaccine for any disease with this breadth of targets and immune responses exists. In this limited review, we focus on four approaches to malaria vaccines, (1) a recombinant protein with adjuvant vaccine aimed at Plasmodium falciparum (Pf) pre-erythrocytic stages of the parasite cycle (RTS,S/AS01), (2) whole sporozoite vaccines aimed at Pf pre-erythrocytic stages (PfSPZ Vaccine and PfSPZ-CVac), (3) prime boost vaccines that include recombinant DNA, viruses and bacteria, and protein with adjuvant aimed primarily at Pf pre-erythrocytic, but also asexual erythrocytic stages, and (4) recombinant protein with adjuvant vaccines aimed at Pf and Plasmodium vivax sexual erythrocytic and mosquito stages. We recognize that we are not covering all approaches to malaria vaccine development, or most of the critically important work on development of vaccines against P. vivax, the second most important cause of malaria. Progress during the last few years has been significant, and a first generation malaria candidate vaccine, RTS,S/AS01, is under review by the European Medicines Agency (EMA) for its quality, safety and efficacy under article 58, which allows the EMA to give a scientific opinion about products intended exclusively for markets outside of the European Union. However, much work is in progress to optimize malaria vaccines in regard to magnitude and durability of protective efficacy and the financing and practicality of delivery. Thus, we are hopeful that anti-malaria vaccines will soon be important tools in the battle against malaria.

Associação entre bimarcadores imunogenéticos e a gravidade ou resistência na malária por plasmodium vivax / Association between immunogenic markers and the severity and resistance in plasmodium vivax malaria

INTRODUÇÃO: A malária é uma das doenças infecto-parasitárias mais incidentes no mundo com grande morbimortalidade. Dentre as espécies infectivas ao ser humano, o Plasmodium vivax é a espécie predominante no Brasil, quase que exclusivamente na Região Amazônica. O espectro clínico da malária abrange desde uma infecção assintomática até casos moderados,com hiperbilirrubinemia isolada ou graves. A produção de mediadores inflamatórios pelo sistema imune, a via de metabolização do heme e os níveis sistêmicos de hepcidina são importantes mecanismos associados afisiopatologia dos diferentes desfechos clínicos da malária. Além disso, coinfecções podem modular ou intensificar a resposta imune de indivíduos infectados pelo plasmódio. OBJETIVO: Neste ínterim, a identificação de biomarcadores confiáveis tanto de gravidade ou resistência são indispensáveis para o auxílio no seguimento, diagnóstico e terapêutica da malária...

INTRODUCTION: Malaria is one of the most frequent infectious diseases inthe world with high morbidity and mortality. Among the infective species tohumans, Plasmodium vivax is the most predominant species in Brazil, withdisease incidence almost exclusively observed in the Amazon Region. Theclinical spectrum of malaria can range from asymptomatic infection to mildcases, malaria with isolated hyperbilirubinaemia or severe infection. Theimmune system production of inflammatory mediators, the heme metabolismpathway and systemic levels of hepcidin are important mechanismsassociated with pathophysiology of different malaria clinical outcomes. Inaddition, co-infections can modulate or enhance the immune response ofindividuals infected with P. vivax. OBJECTIVE: In this context, the identification of reliable biomarkers for disease severity and resistance are essential for the diagnosis, treatment and follow-up of malaria...

Influência de polimorfismos do receptor DARC (antígeno Duffy /receptor para quimiocinas) e do HLA (antígeno leucocitário humano) classe II na resposta imune humoral à Duffy binding protein do Plasmodium vivax / Influence of the DARC receptor polymorphisms (Duffy antigen / receptor for chemokines), and HLA (human leukocyte antigen) class II in the humoral immune response to the Duffy binding protein of Plasmodium vivax

A Duffy binding protein do Plasmodium vivax (PvDBP) é uma proteína essencial para o processo de invasão do Plasmodium vivax em eritrócitos humanos Duffy/DARC positivos, sendo consequentemente uma forte candidata à vacina antimalárica. Apesar disso, estudos desenvolvidos pelo nosso grupo de pesquisa mostraram que a maioria dos indivíduos expostos à malária na Amazônia brasileira não desenvolvem anticorpos anti-PvDBP. Isto pode estar relacionado tanto a características do parasito quanto do hospedeiro vertebrado. Entre as características do parasito estão a baixa imunogenicidade da PvDBP ao sistema imune e o alto polimorfismo na região do ligante (região II). Entretanto, estas características do parasito não explicam o fato de que a maioria dos indivíduos expostos a diferentes variantes do parasito,por um longo período de tempo, não desenvolvem anticorpos bloqueadores da interação ligante-receptor.Diante disso, faz-se necessário avaliar características do hospedeiro vertebrado que poderiam influenciar nessa baixa resposta de anticorpos. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de polimorfismos do receptor DARC e do HLA classe II (antígeno leucocitário humano) na resposta imune anti-PvDBP. O estudo foi do tipo coorte aberta de base populacional realizado em área de assentamento agrícola da Amazônia brasileira onde os indivíduos foram acompanhados por cerca de 12 meses. A abordagem metodológica envolveu: (i) genotipar o receptor Duffy/DARC (Real time PCR) e o HLA de classe II (locis HLA-DRB1, HLA-DQB1 e HLA-DQA1, por PCR-SSO) na população estudada (n=620); (ii)realizar ensaios sorológicos, convencionais (ELISA) e funcionais (bloqueio da interação DBPII-DARC) no plasma dos indivíduos estudados...

Os resultados mostram que, na área estudada, o genótipo de DARC mais frequente foi FY*A/FY*B, o que foi consistente com o que tem sido descrito para as populações residentes na Amazônia brasileira. Em relação à resposta de anticorpos, nenhuma associação significativa foi encontrada entre os genótipos de DARC e as respostas de anticorpos IgG no ELISA (região II ou regiões II-IV da PVDBP). Contudo, a resposta de anticorpos que inibem a interação ligante (DBPII) -receptor (DARC) foi significativamente mais frequente em indivíduos heterozigotos carreadores de um alelo DARC positivo (genótipos FY*A/FY*BES e FY*B/FY*BES). Em geral, a distribuição de frequência dosalelos de HLA classe II na população estudada corrobora com as frequências já descritas em estudos anteriores realizados no Brasil e na América Latina. De interesse, o estudo permitiu identificar 11 alelos de HLA classe II associados positivamente com a resposta de anticorpos anti-PvDBP detectados no ELISA,com destaque para os alelos DQA1*01:03 e HLA-DRB1*02:02. Por outro lado, o estudo permitiu identificar 4 alelos associados negativamente com a resposta de anticorpos. Além disso, quatro alelos - HLADQA1*02:01,HLA-DRB1*07:01, HLA-DQB1*02:02 e HLA-DQA1*02:01 - parecem influenciar positivamente na resposta de anticorpos inibitórios da interação DBPII-DARC, enquanto que o alelo HLA-DRB1*16:02 influenciou negativamente nesta resposta. Estes achados são de grande importância, pois, em áreas hiperendêmicas de malária, a resposta de anticorpos inibitórios tem sido associada com proteção clínica.Em conjunto, os resultados do presente estudo permitiram demonstrar, pela primeira vez, que polimorfismos do receptor DARC e do HLA classe II podem influenciar na resposta imune protetora contra a PvDBP...

A infecção malárica pelo Plasmodium simium/Plasmodium vivax em primatas não humanos de três regiões da Mata Atlântica brasileira / Malaria infection caused by Plasmodium simium/Plasmodium vivax in non human primates from the brazilian Atlantic Forest

No Brasil, os casos de malária humana concentram-se na região amazônica.Entretanto, casos autóctones da doença têm sido relatados em diferentes regiões de Mata Atlântica. Sugere-se que a manutenção destes casos envolva a presença de macacos infectados. Nas regiões sul e sudeste do país circula o parasito de primatas Plasmodium simium, semelhante ao parasito de humanos P. vivax. No entanto, pouco se conhece sobre o parasito simiano e a sua proximidade morfológica, imunológica e genética com o P. vivax dificulta sua caracterização. Diante da necessidade de uma melhor compreensão da malária simiana, propôs-se neste trabalho realizar um levantamento da doença do ponto de vista clínico, molecular e imunológico em primatas de Mata Atlântica, dos estados Santa Catarina, Paraná e Mato Grosso do Sul. Em SC,foi observada uma taxa de infecção malárica pelo PCR de 35% em animais devida livre e 4% em animais de cativeiro...

Todos os animais do PR e MS foram negativos. Entretanto, em todos os estados foi identificado por meio do ELISA,uma reatividade de anticorpos contra as proteínas recombinantes PvDBPII,PvMSP-119 e PvAMA-1. Ainda, anticorpos presentes no soro de bugios foramcapazes de bloquear a interação PvDBP-DARC, com uma relação positiva entre a reatividade no ELISA e presença de anticorpos bloqueadores. Além disso, a interação específica PvDBP-DARC em amostras de bugios ruivos sugere que o parasito P. simium possui uma proteína ortóloga a PvDBP e dessa forma, compartilhe a mesma via de invasão que o P. vivax. A análise de microssatélites demonstrou alelos novos e exclusivos, trazendo perspectivas para a diferenciação das populações do parasito. Através da análise da diversidade genética das sequências obtidas de P. simium foi possível caracterizar polimorfismos conservados, sendo alguns deles nunca descritos em P. vivax. Contudo, apesar destes polimorfismos, a reconstrução da filogenia baseada nos genes DBP, MSP-1 e 18S não permitiu a separação das espécies, o que reforça a proximidade genética entre os parasitos e aponta para uma transferência de hospedeiros recente. Finalmente, a presença de símios infectados em áreas de Mata Atlântica sugere que os primatas possa matuar como reservatórios da doença, uma vez que casos humanos já foram descritos nas cidades estudadas...

Desenvolvimento de um protocolo de PCR em Tempo Real para diagnóstico de malária subpatente e infecções mistas por Plasmodium Vivax e Plasmodium falciparum / Development of a PCR protocol Real time to diagnosis of malaria and subpatent mixed infections with Plasmodium Vivax and Plasmodium falciparum

O diagnóstico adequado de malária permanece como um dos pilares dos programas de controle da doença no mundo, já que um diagnóstico eficiente permite a identificação precoce de casos e definição do esquema terapêutico, contribuindo para interrupção do ciclo biológico do parasito. A microscopia óptica (MO), atual diagnóstico de referência para malária, tem apresentado limitações, principalmente em casos de co-infecções e baixas parasitemias. Assim sendo, busca-se por técnicas mais sensíveis e específicas para auxiliar a MO, sendo os métodos baseados na reação em cadeia da polimerase (PCR) considerados mais adequados para identificação de indivíduos com infecção submicroscópica. Entretanto, os vários protocolos de PCR apresentados até o momento tem se baseado no gene da subunidade menor do RNA ribossomal 18S dos plasmódios (18S rRNA), que se encontra em poucas cópias no genoma destes parasitos. Recentemente, foram descritas sequências não ribossomais para identificação de Plasmodium vivax(Pvr47) e Plasmodium falciparum (Pfr364), sendo estas sequências promissoras para o diagnóstico molecular de malária. Baseando-se nestes achados, este trabalho propôs o desenvolvimento de um protocolo de Real-Time PCR para validar os alvos Pvr47 e Pfr364 para o diagnóstico de malária vivax e falciparum,respectivamente, com ênfase em infecções mistas e baixas parasitemias. Após padronização com sucesso da técnica de Real-Time PCR (RT-LAMAL), a mesma foi comparada a três outros protocolos moleculares, sendo duas técnicas baseadas no gene 18S rRNA – Nested-PCR (Snounou et al., 1993) e Real-Time PCR (Mangold etal., 2005) – e uma PCR convencional baseada nos alvos Pvr47/Pfr364 (Demas etal., 2011)...

Para avaliar os protocolos quanto aos seus limites de detecção de infecções únicas e mistas por P. vivax e P. falciparum, foram realizadas titulações de misturas artificiais com diferentes concentrações dos parasitos. Os resultados obtidos nesta etapa revelaram que a PCR-Demas e RT-LAMAL apresentaram os menores limites de detecção para P. vivax e P. falciparum, tanto em infecções únicas quanto mistas, e que o protocolo de RT-Mangold foi incapaz de detectar coinfecções.Posteriormente, os protocolos foram avaliados para o diagnóstico de malária em amostras de campo, incluindo área não endêmica (n=117) e área endêmica para malária (n=163). Os resultados revelaram que os protocolos de RT-Mangold,PCR-Demas e RT-LAMAL foram mais eficientes na detecção de parasitemias submicroscópicas, porém, o protocolo de RT-Mangold novamente mostrou ser incapaz de detectar infecções mistas. Em conjunto, os dados obtidos demonstraram que os alvos Pvr47/Pfr364 foram mais adequados para o diagnóstico molecular de malária vivax e falciparum do que o gene 18S rRNA. Contudo, o protocolo aqui desenvolvido (RT-LAMAL) se mostra em vantagem à PCR-Demas,com maior rapidez na obtenção de resultados, dispensando a revelação em gel deagarose e uso de brometo de etídeo, além de diminuir a possibilidade de contaminação de reagentes e amostras. Portanto, conclui-se que a RT-LAMAL possui grande potencial para o diagnóstico molecular de certeza de pacientes com infecções mistas e baixas parasitemias...

Influência de polimorfismos do receptor DARC (antígeno Duffy /receptor para quimiocinas) e do HLA (antígeno leucocitário humano) classe II na resposta imune humoral à Duffy binding protein do Plasmodium vivax

A Duffy binding protein do Plasmodium vivax (PvDBP) é uma proteína essencial para o processo de invasão do Plasmodium vivax em eritrócitos humanos Duffy/DARC positivos, sendo consequentemente uma forte candidata à vacina antimalárica. Apesar disso, estudos desenvolvidos pelo nosso grupo de pesquisa mostraram que a maioria dos indivíduos expostos à malária na Amazônia brasileira não desenvolvem anticorpos anti-PvDBP. Isto pode estar relacionado tanto a características do parasito quanto do hospedeiro vertebrado. Entre as características do parasito estão a baixa imunogenicidade da PvDBP ao sistema imune e o alto polimorfismo na região do ligante (região II). Entretanto, estas características do parasito não explicam o fato de que a maioria dos indivíduos expostos a diferentes variantes do parasito,por um longo período de tempo, não desenvolvem anticorpos bloqueadores da interação ligante-receptor.Diante disso, faz-se necessário avaliar características do hospedeiro vertebrado que poderiam influenciar nessa baixa resposta de anticorpos. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de polimorfismos do receptor DARC e do HLA classe II (antígeno leucocitário humano) na resposta imune anti-PvDBP. O estudo foi do tipo coorte aberta de base populacional realizado em área de assentamento agrícola da Amazônia brasileira onde os indivíduos foram acompanhados por cerca de 12 meses. A abordagem metodológica envolveu: (i) genotipar o receptor Duffy/DARC (Real time PCR) e o HLA de classe II (locis HLA-DRB1, HLA-DQB1 e HLA-DQA1, por PCR-SSO) na população estudada (n=620); (ii)realizar ensaios sorológicos, convencionais (ELISA) e funcionais (bloqueio da interação DBPII-DARC) no plasma dos indivíduos estudados.

Os resultados mostram que, na área estudada, o genótipo de DARC mais frequente foi FY*A/FY*B, o que foi consistente com o que tem sido descrito para as populações residentes na Amazônia brasileira. Em relação à resposta de anticorpos, nenhuma associação significativa foi encontrada entre os genótipos de DARC e as respostas de anticorpos IgG no ELISA (região II ou regiões II-IV da PVDBP). Contudo, a resposta de anticorpos que inibem a interação ligante (DBPII) -receptor (DARC) foi significativamente mais frequente em indivíduos heterozigotos carreadores de um alelo DARC positivo (genótipos FY*A/FY*BES e FY*B/FY*BES). Em geral, a distribuição de frequência dosalelos de HLA classe II na população estudada corrobora com as frequências já descritas em estudos anteriores realizados no Brasil e na América Latina. De interesse, o estudo permitiu identificar 11 alelos de HLA classe II associados positivamente com a resposta de anticorpos anti-PvDBP detectados no ELISA,com destaque para os alelos DQA1*01:03 e HLA-DRB1*02:02. Por outro lado, o estudo permitiu identificar 4 alelos associados negativamente com a resposta de anticorpos. Além disso, quatro alelos - HLADQA1*02:01,HLA-DRB1*07:01, HLA-DQB1*02:02 e HLA-DQA1*02:01 - parecem influenciar positivamente na resposta de anticorpos inibitórios da interação DBPII-DARC, enquanto que o alelo HLA-DRB1*16:02 influenciou negativamente nesta resposta. Estes achados são de grande importância, pois, em áreas hiperendêmicas de malária, a resposta de anticorpos inibitórios tem sido associada com proteção clínica.Em conjunto, os resultados do presente estudo permitiram demonstrar, pela primeira vez, que polimorfismos do receptor DARC e do HLA classe II podem influenciar na resposta imune protetora contra a PvDBP.

A infecção malárica pelo Plasmodium simium/Plasmodium vivax em primatas não humanos de três regiões da Mata Atlântica brasileira

No Brasil, os casos de malária humana concentram-se na região amazônica.Entretanto, casos autóctones da doença têm sido relatados em diferentes regiões de Mata Atlântica. Sugere-se que a manutenção destes casos envolva a presença de macacos infectados. Nas regiões sul e sudeste do país circula o parasito de primatas Plasmodium simium, semelhante ao parasito de humanos P. vivax. No entanto, pouco se conhece sobre o parasito simiano e a sua proximidade morfológica, imunológica e genética com o P. vivax dificulta sua caracterização. Diante da necessidade de uma melhor compreensão da malária simiana, propôs-se neste trabalho realizar um levantamento da doença do ponto de vista clínico, molecular e imunológico em primatas de Mata Atlântica, dos estados Santa Catarina, Paraná e Mato Grosso do Sul. Em SC,foi observada uma taxa de infecção malárica pelo PCR de 35% em animais devida livre e 4% em animais de cativeiro.

Todos os animais do PR e MS foram negativos. Entretanto, em todos os estados foi identificado por meio do ELISA,uma reatividade de anticorpos contra as proteínas recombinantes PvDBPII,PvMSP-119 e PvAMA-1. Ainda, anticorpos presentes no soro de bugios foramcapazes de bloquear a interação PvDBP-DARC, com uma relação positiva entre a reatividade no ELISA e presença de anticorpos bloqueadores. Além disso, a interação específica PvDBP-DARC em amostras de bugios ruivos sugere que o parasito P. simium possui uma proteína ortóloga a PvDBP e dessa forma, compartilhe a mesma via de invasão que o P. vivax. A análise de microssatélites demonstrou alelos novos e exclusivos, trazendo perspectivas para a diferenciação das populações do parasito. Através da análise da diversidade genética das sequências obtidas de P. simium foi possível caracterizar polimorfismos conservados, sendo alguns deles nunca descritos em P. vivax. Contudo, apesar destes polimorfismos, a reconstrução da filogenia baseada nos genes DBP, MSP-1 e 18S não permitiu a separação das espécies, o que reforça a proximidade genética entre os parasitos e aponta para uma transferência de hospedeiros recente. Finalmente, a presença de símios infectados em áreas de Mata Atlântica sugere que os primatas possa matuar como reservatórios da doença, uma vez que casos humanos já foram descritos nas cidades estudadas.

Desenvolvimento de um protocolo de PCR em Tempo Real para diagnóstico de malária subpatente e infecções mistas por Plasmodium Vivax e Plasmodium falciparum

O diagnóstico adequado de malária permanece como um dos pilares dos programas de controle da doença no mundo, já que um diagnóstico eficiente permite a identificação precoce de casos e definição do esquema terapêutico, contribuindo para interrupção do ciclo biológico do parasito. A microscopia óptica (MO), atual diagnóstico de referência para malária, tem apresentado limitações, principalmente em casos de co-infecções e baixas parasitemias. Assim sendo, busca-se por técnicas mais sensíveis e específicas para auxiliar a MO, sendo os métodos baseados na reação em cadeia da polimerase (PCR) considerados mais adequados para identificação de indivíduos com infecção submicroscópica. Entretanto, os vários protocolos de PCR apresentados até o momento tem se baseado no gene da subunidade menor do RNA ribossomal 18S dos plasmódios (18S rRNA), que se encontra em poucas cópias no genoma destes parasitos. Recentemente, foram descritas sequências não ribossomais para identificação de Plasmodium vivax(Pvr47) e Plasmodium falciparum (Pfr364), sendo estas sequências promissoras para o diagnóstico molecular de malária. Baseando-se nestes achados, este trabalho propôs o desenvolvimento de um protocolo de Real-Time PCR para validar os alvos Pvr47 e Pfr364 para o diagnóstico de malária vivax e falciparum,respectivamente, com ênfase em infecções mistas e baixas parasitemias. Após padronização com sucesso da técnica de Real-Time PCR (RT-LAMAL), a mesma foi comparada a três outros protocolos moleculares, sendo duas técnicas baseadas no gene 18S rRNA – Nested-PCR (Snounou et al., 1993) e Real-Time PCR (Mangold etal., 2005) – e uma PCR convencional baseada nos alvos Pvr47/Pfr364 (Demas etal., 2011).

Para avaliar os protocolos quanto aos seus limites de detecção de infecções únicas e mistas por P. vivax e P. falciparum, foram realizadas titulações de misturas artificiais com diferentes concentrações dos parasitos. Os resultados obtidos nesta etapa revelaram que a PCR-Demas e RT-LAMAL apresentaram os menores limites de detecção para P. vivax e P. falciparum, tanto em infecções únicas quanto mistas, e que o protocolo de RT-Mangold foi incapaz de detectar coinfecções.Posteriormente, os protocolos foram avaliados para o diagnóstico de malária em amostras de campo, incluindo área não endêmica (n=117) e área endêmica para malária (n=163). Os resultados revelaram que os protocolos de RT-Mangold,PCR-Demas e RT-LAMAL foram mais eficientes na detecção de parasitemias submicroscópicas, porém, o protocolo de RT-Mangold novamente mostrou ser incapaz de detectar infecções mistas. Em conjunto, os dados obtidos demonstraram que os alvos Pvr47/Pfr364 foram mais adequados para o diagnóstico molecular de malária vivax e falciparum do que o gene 18S rRNA. Contudo, o protocolo aqui desenvolvido (RT-LAMAL) se mostra em vantagem à PCR-Demas,com maior rapidez na obtenção de resultados, dispensando a revelação em gel deagarose e uso de brometo de etídeo, além de diminuir a possibilidade de contaminação de reagentes e amostras. Portanto, conclui-se que a RT-LAMAL possui grande potencial para o diagnóstico molecular de certeza de pacientes com infecções mistas e baixas parasitemias.

Experience of malaria in children of a flood affected area: a field hospital study.

ABSTRACT To determine the frequency of malaria among children presenting with fever in a flood affected area, and the frequency of Plasmodium vivax and P. falciparum among cases, this cross-sectional study was conducted from 1 September 2010 to 15 January 2011 in the Australian Field Camp and Ehsas Field Hospital, Kot Addu, Muzaffargarh District, Southern Punjab, Pakistan. Each febrile child aged < or = 15 years fulfilling the clinical case definition of suspected uncomplicated malaria was investigated by rapid diagnostic test. Of 20 288 children examined, 3198 (16%) febrile patients fulfilled the clinical case definition and 2406 (75%) cases were positive for malaria. P. vivax, P. falciparum, and co-infection were present in 1562 (65%), 759 (31%) and 85(4%) cases respectively. P. vivax was the most prevalent species followed by P. falciparum. Twenty seven (4%) cases of P. falciparum fulfilled the case definition of cerebral malaria. The age group most affected was 5-9 years (41%)

Estudo de base populacional em um assentamento agrícola da Amazônia brasileira: Influência genética do antígeno Duffy/receptor de quimiocinas (DARC) na resposta imune específica contra o Plasmodium vivax / Population-based study in an agricultural settlement in the Brazilian Amazon: Genetic influence of the Duffy antigen / receptor for chemokines (DARC) in the specific immune response against Plasmodium vivax

A Duffy binding protein do Plasmodium vivax (PvDBP) e seu receptor na superfície dos eritrócitos, o antígeno Duffy/receptor para quimiocinas (DARC), estão envolvidos na principal via de invasão utilizada pelo P. vivax. No presente trabalho, realizou-se por um estudo do tipo coorte aberta, em área de assentamento agrícola da Amazônia brasileira, para avaliar a influência do receptor DARC na infecção e resposta imune ao P. vivax. Para isso, foi realizada a genotipagem do antígeno DARC através da técnica de PCR em tempo real. A pesquisa de anticorpos específicos foi realizada pela sorologia convencional (ELISA) e, por um ensaio funcional que avalia anticopos inibitórios da interação ligante-receptor. Entre os 690 indivíduos estudados, o genótipo FY*A/FY*B foi o mais frequente, consistente com a heterogeneidade étnica das populações que vivem na Amazônia brasileira. Na área estudada, não foi possível identificar associação entre a expressão DARC e a susceptibilidade a infecção pelo P. vivax. Em relação à resposta de anticorpos, nenhuma associação foi encontrada entre os genótipos de DARC e anticorpos IgG anti-PvDBP e anti-MSP119 (outra proteína do P. vivax), ambos detectados pela sorologia convencional (ELISA). Contudo, a resposta de anticorpos inibitórios foi significativamente mais frequente em indivíduos heterozigotos carreadores de um alelo DARC-negativo (genótipos FY*A/FY*BES eFY*B/FY*BES). Por último, a resposta de anticorpos inibitórios se manteve estável durante todo o período estudado (12 meses). Em conjunto, estes resultados demonstraram, pela primeira vez, que a expressão do receptor DARC pode influenciar na resposta imune inibitória contra a PvDBP.