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Title: Avaliação do tratamento com benznidazol sobre a infecção experimental de cães por cepas do Trypanosoma cruzi pertencentes a DTU I (Colombiana) ou DTU II (Y).
Authors: Duz, Ana Luiza Cassin
metadata.dc.contributor.advisor: Carneiro, Cláudia Martins
Vieira, Paula Melo de Abreu
Keywords: Trypanosoma cruzi
Benznidozol
Doença de Chagas
Issue Date: 2016
Citation: DUZ, Ana Luiza Cassin. Avaliação do tratamento com benznidazol sobre a infecção experimental de cães por cepas do Trypanosoma cruzi pertencentes a DTU I (Colombiana) ou DTU II (Y). 2016. 108 f. Tese (Doutorado em Ciências Biológicas) - Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2016.
Abstract: Estima-se que 7 a 8 milhões de indivíduos estejam infectados pelo Trypanosoma cruzi, agente etiológico da doença de Chagas (DC) (W.H.O., 2014), em especial na América Latina, onde essa doença é endêmica (Schofield e Dias, 1999). Desde a descoberta da DC, em 1909 por Carlos Chagas, a heterogeneidade do parasito foi considerada um fator relacionado às diferentes formas clínicas da doença. A classificação dos subtipos do T. cruzi foi determinada conforme as características biológicas, parasitismo tecidual, morfologia, virulência e patogenicidade do parasito na infecção murina (Brener, 1973; Andrade, 1974). Sendo o T. cruzi foi agrupado em três fenótipos, denominados como Biodemas I, II e III (Andrade e Magalhães, 1997). De modo geral, o Biodema I, correspondente ao Zimodema Z2b, foi caracterizado por apresentar cepas predominantemente de forma fina e macrofagotrópica na fase inicial da infecção, com alta virulência com 100% de mortalidade em 12 dias, e pico de parasitemia e mortalidade entre o 7º e o 11º dia pós-infecção (d.p.i.). O Biodema II, correspondente ao Zimodema Z2, apresenta cepas de forma predominantemente larga, miotrópica, com tropismo pelo músculo cardíaco e taxa de multiplicação lenta, cujo pico de parasitemia ocorre de maneira irregular entre o 12º e o 20º d.p.i. Cepas pertencentes a este tipo de Biodema podem apresentar diferentes níveis de virulência. Já o Biodema III, correspondente ao Zimodema Z1, exibe cepas de forma predominantemente larga e miotrópica, com envolvimento de músculo esquelético, pico de parasitemia tardio entre o 25º e o 30º d.p.i. e baixa mortalidade aos 30 dias (Andrade e Magalhães, 1997). Posteriormente, o parasito foi agrupado em dois grupos principais denominados como T. cruzi I e T. cruzi II, que anteriormente se encaixavam na classificação como Biodema III (Zimodema Z1) e Biodema II (Zimodema Z2), respectivamente. As cepas híbridas e com caracterização incerta foram denominadas apenas como T. cruzi até a realização de novos estudos (Anonymous, 1999). Recentemente, as populações de T. cruzi foram reagrupadas, conforme a expressão fenotípica e as características moleculares, em unidade de tipagem (do inglês “Discrete Typing Units” - DTU), denominadas TcI, TcII, TcIII, TcIV, TcV e TcVI, as quais foram caracterizadas por marcadores genéticos (Zingales et al., 2009). Estudos geográficos e epidemiológicos apontam distribuições distintas dessas DTUs, sendo os TcI e TcII mais abrangentes, visto que o TcI é prevalente na América Central e na região norte do Brasil, e o TcII é encontrado predominantemente na América do Sul (Zingales et al., 2009). Essas distintas DTUs, aparentemente, apresentam diferentes padrões de tropismo e parasitismo tecidual (Vago et al., 2000). O padrão do parasitismo tecidual e o grau de resistência ao tratamento por sua vez tem relação com as propriedades biológicas do parasito, uma vez que de modo geral a infecção com o T. cruzi I e o T. cruzi II estão relacionadas com casos de cardiomiopatia chagásica crônica (CCC). Ainda, a DTU I foi considerada resistente frente ao único fármaco disponível comercialmente no Brasilpara o tratamento da DC, o Benznidazol (Bz). Por outro lado, o T. cruzi II foi considerado macrofagotrópico e parcialmente susceptível ao tratamento com Bz (Filardi e Brener, 1987; Toledo et al., 2003; Toledo et al., 2004). Em estudos clínicos randomizados, o tratamento com Bz na fase aguda favorece a redução da carga parasitária e sororeversão dos pacientes tratados (de Andrade et al., 1996; Coura et al., 1997; Sosa-Estani et al., 1998). Sugere-se que o tratamento etiológico com Bz deva ser iniciado nos estágios iniciais da DC, pois quando iniciado na fase aguda pode alcançar níveis de 70% de cura (Rodrigues Coura e de Castro, 2002). Outros trabalhos tem revelado que a intervenção com o tratamento de pacientes na forma indeterminada melhora o prognóstico da doença (Lana et al., 1992; Macchado-de-Assis et al., 2013). O Bz ativa a resposta imune inata com aumento dos níveis de monócitos, todavia com diminuição dos monócitos TNF-γ + e IL-12+ (Sathler-Avelar et al., 2009). Na resposta imune adaptativa, o tratamento com Bz favorece mecanismos imunomoduladores mediados por IL-10 produzido por linfócitos T CD4 e B, além de aumentar o número de células NK ativas no sangue periférico, que tem participação na produção e citocinas pró-inflamatórias e moduladoras (Sathler-Avelar et al., 2006). Isto demonstra a importância da inter-relação entre a resposta imune inata e adaptativa no controle da resposta imune exacerbada, que poderá acarretar na lesão tecidual (Sathler-Avelar et al., 2009). Por outro lado, os casos de falha terapêutica, aparentemente, dependem de mecanismos que interferem na expressão de genes relacionados à resistência de algumas cepas do parasito (Campos et al., 2014). Apesar de estar elucidado que o Bz alcança níveis de cura importantes nos pacientes tratados na fase aguda da DC, ainda se faz necessário compreender a participação das diferentes DTUs de T. cruzi na patogênese da doença, bem como elucidar as alterações imunológicas e histopatológicas cardíacas frente ao tratamento na infecção com cepas do T. cruzi que apresentam diferentes graus de susceptibilidade ao tratamento com Benznidazol. Portanto, neste trabalho avaliamos a infecção com duas cepas de DTUs distintas, a cepa Y, caracterizada como TcII e considerada parcialmente resistente ao tratamento com Bz no modelo murino e susceptível no modelo canino, e a cepa Colombiana, classificada como TcI e resistente à terapia com Bz nos modelos murino e canino (Filardi e Brener, 1987; Veloso et al., 2001; Guedes et al., 2002). _________________________________________________________________________________________________________________
ABSTRACT: Trypanosoma cruzi infection may be caused by different strains of distinct discrete typing units (DTUs), characterized by different biological and genetic patterns, which result in variable clinical forms of chronic Chagas disease. These biological differences of the parasite are apparently related to the distinct patterns of resistance to the Benznidazole treatment, the only drug available for Chagas disease treatment in Brazil. In randomized clinical trials, Benznidazole treatment presents a higher cure rate in the acute phase, with reduction of the parasite load and negative seroreversion of treated and cured patients, but there are still questions about the immunopathological changes resulting from this treatment. This study evaluates the immune response and cardiac lesions in dogs experimentally infected with different strains of distincts T. cruzi DTUs that showing different degrees of susceptibility to treatment with Benznidazole, namely Y and Colombian from TcI and TcII DTU, respectively. For this, mongrel dogs were experimentally infected with 2000 Y or Colombian T. cruzi trypomastigotes and undergoing Benznidazole treatment at oral dose of 7 mg/kg, divised in two by day, for 45 days. The infection with the Y strain led to increased levels of alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase, leucopoenia, thrombopoenia, inversion of the ratio of CD4+/CD8+ T-lymphocytes and alterations in monocyte number. In addition, Y strain infection stimulated the production of IFN-γ by CD4+ and CD8+ T-lymphocytes and IL-4 by CD8+ T-cells. In the chronic phase, significant heart inflammation and fibrosis were observed. During infection with the Colombian strain, increased levels of alanine aminotransferase, erythrocytes, haematocrit and haemoglobin were observed. In addition, CD8+ T-lymphocytes isolated from the peripheral blood produced higher levels of IL-4. The latter results suggests that during the acute phase, infection with the Colombian strain may remain unnoticed by circulating mononuclear cells. In the chronic phase, a significant increase in the number of inflammatory cells was detected in the right atrium, demonstrating that strains of different DTUs interact differently with the host. When was evaluated the Benznidazole treatment of dogs infected with the Y strain it was observed increase levels of alanine aminotransferase, urea and hemoglobin, lymphopenia, neutropenia, monocytopenia and inversion of the ratio of CD4+/CD8+ T-lymphocytes. The infection with the Y strain and Benznidazole treatment stimulated the production of IFN-γ and IL-4 by CD4+ T-lymphocytes. In dogs infected with the Colombian strain and Benznidazole treatment, it was observed increase of alanine aminotransferase and hemoglobin, and decrease the monocyte number. So the treatment in Colombian infection controlled the increased amount of red blood cells. Moreover, in chronic phase, dogs with Y and with Colombian strains infection and Benznidazole treatment do not showed significant difference in the number of inflammatory cells and collagen area in the right atrium compared to the not infected and treated group. Therefore, the Benznidazole treatment despite having changed some cell populations in peripheral blood, had significant participation for decrease the IgG level and the inflammation and cardiac fibrosis. So, in this work, the Y strain was apparently first recognized by the immune system, while the Colombian strain escaped from the immune response in the acute phase of Chagas disease, which would impact the progression of cardiomyopathy in the chronic phase. Moreover, the Benznidazole treatment in acute experimental infection controlled the cardiac damage in chronic phase.
Description: Tese (Doutorado em Ciências Biológicas) - Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6105
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo autor(a), 16/01/2016, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Permite o uso para fins comerciais. Não permite a alteração da obra.
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