Genomic and Phenotypic Characterization of Experimentally Selected Resistant Leishmania donovani Reveals a Role for Dynamin-1-Like Protein in the Mechanism of Resistance to a Novel Antileishmanial Compound.

The implementation of prospective drug resistance (DR) studies in the research-and-development (R&D) pipeline is a common practice for many infectious diseases but not for neglected tropical diseases (NTDs). Here, we explored and demonstrated the importance of this approach using as paradigms Leishmania donovani, the etiological agent of visceral leishmaniasis (VL), and TCMDC-143345, a promising compound of the GlaxoSmithKline (GSK) "Leishbox" to treat VL. We experimentally selected resistance to TCMDC-143345 in vitro and characterized resistant parasites at the genomic and phenotypic levels. We found that it took more time to develop resistance to TCMDC-143345 than to other drugs in clinical use and that there was no cross-resistance to these drugs, suggesting a new and unique mechanism. By whole-genome sequencing, we found two mutations in the gene encoding the L. donovani dynamin-1-like protein (LdoDLP1) that were fixed at the highest drug pressure. Through phylogenetic analysis, we identified LdoDLP1 as a family member of the dynamin-related proteins, a group of proteins that impacts the shapes of biological membranes by mediating fusion and fission events, with a putative role in mitochondrial fission. We found that L. donovani lines genetically engineered to harbor the two identified LdoDLP1 mutations were resistant to TCMDC-143345 and displayed altered mitochondrial properties. By homology modeling, we showed how the two LdoDLP1 mutations may influence protein structure and function. Taken together, our data reveal a clear involvement of LdoDLP1 in the adaptation/reduced susceptibility of L. donovani to TCMDC-143345. IMPORTANCE Humans and their pathogens are continuously locked in a molecular arms race during which the eventual emergence of pathogen drug resistance (DR) seems inevitable. For neglected tropical diseases (NTDs), DR is generally studied retrospectively once it has already been established in clinical settings. We previously recommended to keep one step ahead in the host-pathogen arms race and implement prospective DR studies in the R&D pipeline, a common practice for many infectious diseases but not for NTDs. Here, using Leishmania donovani, the etiological agent of visceral leishmaniasis (VL), and TCMDC-143345, a promising compound of the GSK Leishbox to treat VL, as paradigms, we experimentally selected resistance to the compound and proceeded to genomic and phenotypic characterization of DR parasites. The results gathered in the present study suggest a new DR mechanism involving the L. donovani dynamin-1-like protein (LdoDLP1) and demonstrate the practical relevance of prospective DR studies.

Effector functions of Th17 cells are regulated by IL-35 and TGF-ß in visceral leishmaniasis.

Visceral leishmaniasis (VL) is a debilitating human pathogenesis in which the body's immune functions are severely compromised. Various subsets of T cells, including Th17 cells are important regulators of immune responses observed in various pathologies. The role of Th17 cells and its correlation with immuno-regulatory cytokines are however not well understood in human VL. Herein we studied how IL-17 is associated with the progression of Leishmania donovani infection using murine model of VL. We found induction of a strong IL-17 response at the early phase of infection which progressively reduced to basal level during chronic VL. The mechanistic study of this behavior was found to be linked with the role of regulatory T cells (CD4+ CD25+ T cells) that suppresses the proliferation of the Th17 cell population. Moreover, TGF-ß and IL-35 derived from CD4+ CD25+ T cells are the key mediators for the downregulation of IL-17 during chronic VL. Thus, this study points to an antagonistic effect of Tregs and Th17 cells that can be used for designing better therapeutic and preventive strategies against leishmaniasis.

First Evidence from Sri Lanka for Subphenotypic Diversity within L. donovani-Induced Classical Cutaneous Leishmaniasis.

Sri Lanka reports a large focus of Leishmania donovani-induced cutaneous leishmaniasis (CL) with CL as the main clinical entity. Two independent, long existed, and clinicoepidemiologically different transmission foci in the northern region (NR) and southern region (SR) were recently reported. Current project is an extension to this previous study. Clinical diversity within a profile of classical cutaneous leishmaniasis (CCL) in a focus of L. donovani-induced CL is described for the first time. Patients with laboratory confirmed CCL (n = 550) from NF and SF were evaluated. Lesions in both foci were found to have all classical developmental stages (small and large nodules, ulcerating nodules, and ulcers) and other identified changes (multiplication, ulceration, and enlargement). Main difference was in the proportions of lesions progressing in to each different stages, proportions of lesion undergoing the main changes, and in timing of these changes during the course of a lesion. Northern focus reported a smaller proportion of lesions showing enlargement and ulceration, and a longer period of time was also required for these changes when compared to same in southern focus. In northern focus, most lesions remained small and nonulcerating and showed a higher tendency to multiply while most lesions reported in southern focus enlarged and ulcerated rapidly and remained single. Current study also evidenced a wider spectrum in the rate and pattern of progression of a skin lesion and high individual variation which could mask these region-based differences. Parasitic, vector-related, or a host etiology is suggested. Slow progressing nonulcerating infections in North may be the result of a well-adopted parasite strain that coevolved with its host for a long period while inducing only a minimal host response. This could be one among many reasons for previously observed silent expansion in northern focus while southern focus remained more confined and stable over time. Small nonprogressive, nondisturbing lesions can play a major role as silent parasite reservoirs in a community. In addition, the laboratory detection rate declined significantly when lesions multiplied and enlarged indicating the need for early laboratory confirmation. Usefulness of identified features in clinical screening and management needs to be considered.

Crosstalk of PD-1 signaling with the SIRT1/FOXO-1 axis during the progression of visceral leishmaniasis.

Previously, we documented the role of the programmed death-1 (PD-1, also known as PDCD1) pathway in macrophage apoptosis and the downregulation of this signaling during infection by the intra-macrophage parasite Leishmania donovani However, we also found that, during the late phase of infection, PD-1 expression was significantly increased without activating host cell apoptosis; here we show that inhibition of PD-1 led to markedly decreased parasite survival, along with increased production of TNFα, IL-12, reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide (NO). Increased PD-1 led to inactivation of AKT proteins resulting in nuclear sequestration of FOXO-1. Transfecting infected cells with constitutively active FOXO-1 (CA-FOXO) led to increased cell death, thereby suggesting that nuclear FOXO-1 might be inactivated. Infection significantly induced the expression of SIRT1, which inactivated FOXO-1 through deacetylation, and its knockdown led to increased apoptosis. SIRT1 knockdown also significantly decreased parasite survival along with increased production of TNFα, ROS and NO. Administration of the SIRT1 inhibitor sirtinol (10 mg/kg body weight) in infected mice decreased spleen parasite burden and a synergistic effect was found with PD-1 inhibitor. Collectively, our study shows that Leishmania utilizes the SIRT1/FOXO-1 axis for differentially regulating PD-1 signaling and, although they are interconnected, both pathways independently contribute to intracellular parasite survival.This article has an associated First Person interview with the first author of the paper.

Avaliação de desempenho e custos diretos de kits comercialmente disponíveis no Brasil e do protótipo DAT-LPC para o diagnóstico da leishmaniose visceral humana

A leishmaniose visceral (LV) humana é uma doença potencialmente fatal se não diagnosticada e tratada precocemente. Assim, a disponibilização de testes diagnósticos com elevado desempenho, simplicidade de uso e baixo custo, são de extrema importância para o controle da LV. Uma das dificuldades para o diagnóstico da LV no Brasil é a atual comercialização de testes diagnósticos não validados no país. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho e estimar os custos diretos dos kits diagnósticos para LV humana registrados na Agência Nacional de Vigilância Sanitária e comercialmente disponíveis no Brasil. Para avaliação de desempenho dos testes, foram incluídos no estudo amostras de soro de 237 pacientes residentes em área endêmica para LV, que apresentavam clínica sugestiva da doença e exame parasitológico de aspirado de medula óssea realizado, sendo 160 pacientes não portadores do vírus da imunodeficiência humana (HIV) e 77 portadores de HIV. Os custos diretos foram estimados através da técnica de microcusteio sob a perspectiva do Sistema Único de Saúde. Os seguintes testes foram incluídos nas análises: IFI Leishmaniose Humana (Fundação Oswaldo Cruz); IT LEISH® (BIO-RAD Laboratories, Inc.); Kalazar Detect™ (Inbios International, Inc.); Leishmania ELISA IgG +IgM (Vircell S. L.); Ridascreen Leishmania Ab (R-Biopharm AG); Leishmania IFA IgG (Vircell S. L.) e DAT-LPC protótipo

Na análise global dos testes, apenas o teste não comercial DAT-LPC e o IT LEISH® apresentaram acurácia diagnóstica acima de 90%, sendo 93,7% e 91,1%, respectivamente. Para os pacientes não portadores de HIV, os testes com melhor desempenho foram IT LEISH®, DAT-LPC e Kalazar Detect™, apresentando sensibilidade e especificidade de 96,3% e 96,3%; 93,8% e 97,5%; 92,5 e 95,0%, respectivamente. Já para os pacientes portadores de HIV, o DAT-LPC foi o único teste que apresentou desempenho satisfatório, com sensibilidade de 89,5% e especificidade de 89,7%. Os testes Leishmania ELISA IgG +IgM, Ridascreen Leishmania Ab e Leishmania IFA IgG, apresentaram acurácia inferior a 88%, tanto na análise global como nas estratificada. Em termos de custo, o DAT-LPC foi o teste que apresentou menor custo direto, estimado em R$ 15,47, seguido do Kalazar Detect™ e do IT LEISH® realizado em sangue capilar digital, estimado em R$ 22,34 e R$ 26,82, respectivamente. Para os testes Leishmania IFA IgG, Leishmania ELISA IgG+IgM e Ridascreen® Leishmania Ab, o elevado custo não foi compensado pelo desempenho obtido no presente estudo. Os dados alcançados permitem recomendar o estabelecimento de critérios rigorosos para registro de testes para o diagnóstico da LV no país. O erro diagnóstico é agravado pela toxicidade dos medicamentos atualmente disponíveis para o tratamento da doença, em caso de resultados falso-positivos e pelo atraso do início do tratamento e manutenção da elevada letalidade, em caso de resultados falso-negativos

Avaliação da infecciosidade em cães vacinados com Leish-Tec® (Hertape Saúde Animal S/A) para Lutzomyia longipalpis (Diptera: Psychodidae, Phlebotominae)

O presente trabalho avaliou a transmissibilidade de Leishmania spp. para Lutzomyialongipalpis em 136 cães nativos e beagles-sentinelas, vacinados ou não (placebo) com Leish-Tec® (vacina anti-leishmaniose visceral canina), domiciliados em Porteirinha, município endêmico para leishmaniose visceral, em Minas Gerais. Esses animais foram selecionados a partir da amostra total de cães que compõem o ensaio clínico de fase III que determinou a eficácia da vacina Leish-Tec®, conforme diretrizes estabelecidas pelo Ministério da Saúde do Brasil. Além da técnica de xenodiagnóstico, esses cães também foram submetidos aos testes diagnósticos ELISA, RIFI, teste rápido Kalazar DetectTM e exames de detecção do parasito. Uma tendência de redução da infectividade (p-valor 0,052) foi observada no grupo de cães vacinados com Leish-Tec®que apresentaram resposta sorológica positiva ao antígeno vacinal A2. Os testes RIFI, Kalazar DetectTM e xenodiagnóstico apresentaram maior percentual de positividade entre os cães sintomáticos da amostra (p<0,05), quando comparados aos cães assintomáticos, na análise global.

Na análise estratificada e, para o grupo de cães que recebeu vacina, as diferenças se mantiveram para a RIFI e o teste rápido, mas não para o xenodiagnóstico; já para os cães que receberam placebo, as diferenças entre grupos clínicos se mantiveram para o xenodiagnóstico e teste rápido, mas não para a RIFI. Nossos resultados sugerem que a Leish-Tec® possui potencial de redução da infectividade em cães vacinados e desafiados em área endêmica e que a vacinação com Leish-Tec® pode contribuir para a redução da transmissão da leishmaniose visceral canina, desde que utilizada como medida protetiva individual e em conjunto com as demais estratégias, individuais e coletivas, de prevenção e controle da doença. Com relação à diferença de desempenho dos testes diagnósticos entre grupos clínicos, nossos resultados apontam para a necessidade de desenvolvimento de testes mais eficazes no diagnóstico da infecção assintomática por Leishmania e demonstra que essas diferenças interferem nos resultados e devem ser consideradas na avaliação de ensaios clínicos.

Regulation of PKC mediated signaling by calcium during visceral leishmaniasis.

Calcium is an ubiquitous cellular signaling molecule that controls a variety of cellular processes and is strictly maintained in the cellular compartments by the coordination of various Ca2+ pumps and channels. Two such fundamental calcium pumps are plasma membrane calcium ATPase (PMCA) and Sarco/endoplasmic reticulum calcium ATPase (SERCA) which play a pivotal role in maintaining intracellular calcium homeostasis. This intracellular Ca2+ homeostasis is often disturbed by the protozoan parasite Leishmania donovani, the causative organism of visceral leishmaniasis. In the present study we have dileneated the involvement of PMCA4 and SERCA3 during leishmaniasis. We have observed that during leishmaniasis, intracellular Ca2+ concentration was up-regulated and was further controlled by both PMCA4 and SERCA3. Inhibition of these two Ca2+-ATPases resulted in decreased parasite burden within the host macrophages due to enhanced intracellular Ca2+. Contrastingly, on the other hand, activation of PMCA4 was found to enhance the parasite burden. Our findings also highlighted the importance of Ca2+ in the modulation of cytokine balance during leishmaniasis. These results thus cumulatively suggests that these two Ca2+-ATPases play prominent roles during visceral leishmaniasis.

Epidemiologia da leishmaniose visceral no município de Sabará, Região Metropolitana de Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil

A proposta deste trabalho foi estudar algumas das variáveis envolvidas na transmissão da leishmaniose visceral (LV) em oito bairros do município de Sabará(MG). Para o levantamento da fauna de flebotomíneos, influência dos fatores climáticos, identificação de repasto sanguíneo e infecção natural por Leishmania,para isso foram realizadas capturas utilizando armadilhas luminosas do tipo HP,tanto no peri como no intradomicílio, nos seguintes bairros: Alvorada, Novo Alvorada, Alvorada Velho, Bom Retiro, Nova Vista, Casa Branca, Rio Negro e Ana Lúcia, no período de janeiro de 2011 a dezembro 2012. Além desses estudos, foram realizados dois inquéritos caninos censitários nos mesmos bairros, nos anos de 2011 e 2012, para o cálculo da taxa de positividade. Para análises parasitológicas e moleculares, foram selecionados aleatoriamente 50 cães soropositivos para os testes de RIFI e ELISA, que foram eutanasiados e necropsiados para obtenção de amostras de pele, linfonodo mesentérico e baço, além de aspirado de medula óssea.Com essas amostras, foram realizados os testes: exame direto (parasitológico), PCRe mielocultura visando confirmar a infecção e identificar a espécie de Leishmania circulante.

A fauna flebotomínica foi constituída de quatro espécies, sendo Lutzomyia longipalpis a mais abundante, totalizando 95,0% dos exemplares capturados. Destes, 23,0% foi capturado no intradomicílio. Verificou-se uma tendência no aumento do número de espécimens após o período chuvoso. Das 28 fêmeas ingurgitadas, 67,9% se alimentaram no homem (Homo sapiens) e 25,0%tiveram como fonte alimentar a ave (Gallus gallus). Nove pools foram utilizados para verificar a infecção natural, destes três se apresentaram positivos e, após sequenciamento de DNA, foi observado que a espécie circulante nos vetores foi Leishmania infantum. A taxa média de infecção canina foi de 4,25% em 2011 e 3,34% em 2012. A positividade das amostras (pele, baço, medula e linfonodo)obtidas dos cães soropositivos foi de 100,0% pela PCR, 76,0% pela mielocultura e 66,0% pelo exame parasitológico direto. Entre os quatro tipos de amostras estudadas, o linfonodo foi o tecido que apresentou maior positividade (98,0%). O sequenciamento de DNA das amostras positivas de linfonodo indicou Le. infantum como sendo a espécie circulante nos cães do município. Após se correlacionarem os casos humanos, caninos e a presença da espécie Lu. longipalpis, encontrada positiva para Le. infantum, pode-se sugerir que os bairros Alvorada e Nova Vista merecem atenção especial como importantes áreas de risco para LV no município.

Epidemiologia da leishmaniose visceral no município de Sabará, Região Metropolitana de Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil / Epidemiology of visceral leishmaniasis in the municipality of Sabara metropolitan region of Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil

A proposta deste trabalho foi estudar algumas das variáveis envolvidas na transmissão da leishmaniose visceral (LV) em oito bairros do município de Sabará(MG). Para o levantamento da fauna de flebotomíneos, influência dos fatores climáticos, identificação de repasto sanguíneo e infecção natural por Leishmania,para isso foram realizadas capturas utilizando armadilhas luminosas do tipo HP,tanto no peri como no intradomicílio, nos seguintes bairros: Alvorada, Novo Alvorada, Alvorada Velho, Bom Retiro, Nova Vista, Casa Branca, Rio Negro e Ana Lúcia, no período de janeiro de 2011 a dezembro 2012. Além desses estudos, foram realizados dois inquéritos caninos censitários nos mesmos bairros, nos anos de 2011 e 2012, para o cálculo da taxa de positividade. Para análises parasitológicas e moleculares, foram selecionados aleatoriamente 50 cães soropositivos para os testes de RIFI e ELISA, que foram eutanasiados e necropsiados para obtenção de amostras de pele, linfonodo mesentérico e baço, além de aspirado de medula óssea.Com essas amostras, foram realizados os testes: exame direto (parasitológico), PCRe mielocultura visando confirmar a infecção e identificar a espécie de Leishmania circulante...

A fauna flebotomínica foi constituída de quatro espécies, sendo Lutzomyia longipalpis a mais abundante, totalizando 95,0% dos exemplares capturados. Destes, 23,0% foi capturado no intradomicílio. Verificou-se uma tendência no aumento do número de espécimens após o período chuvoso. Das 28 fêmeas ingurgitadas, 67,9% se alimentaram no homem (Homo sapiens) e 25,0%tiveram como fonte alimentar a ave (Gallus gallus). Nove pools foram utilizados para verificar a infecção natural, destes três se apresentaram positivos e, após sequenciamento de DNA, foi observado que a espécie circulante nos vetores foi Leishmania infantum. A taxa média de infecção canina foi de 4,25% em 2011 e 3,34% em 2012. A positividade das amostras (pele, baço, medula e linfonodo)obtidas dos cães soropositivos foi de 100,0% pela PCR, 76,0% pela mielocultura e 66,0% pelo exame parasitológico direto. Entre os quatro tipos de amostras estudadas, o linfonodo foi o tecido que apresentou maior positividade (98,0%). O sequenciamento de DNA das amostras positivas de linfonodo indicou Le. infantum como sendo a espécie circulante nos cães do município. Após se correlacionarem os casos humanos, caninos e a presença da espécie Lu. longipalpis, encontrada positiva para Le. infantum, pode-se sugerir que os bairros Alvorada e Nova Vista merecem atenção especial como importantes áreas de risco para LV no município...

Desenvolvimento e validação de um ensaio de PCR-ELISA para o diagnóstico da leishmaniose visceral humana em amostras de sangue periférico / Development and validation of an ELISA-PCR assay for the diagnosis of visceral leishmaniasis in human peripheral blood samples

Nas últimas décadas, a reação em cadeia da polimerase (PCR) vem sendo utilizada para o diagnóstico da leishmaniose visceral (LV) com diferentes objetivos: o diagnóstico da infecção, da doença e o controle de cura. Para utilização em larga escala, a etapa de eletroforese para detecção dos produtos amplificados na PCR, torna a técnica complexa e onerosa. A PCR-ELISA representa uma alternativa de detecção do produto amplificado por PCR através de um ensaio imunoenzimático (ELISA). Esta técnica é capaz de conferir maior sensibilidade e rapidez para a análise de grandes números de amostras clínicas com o uso de equipamentos utilizados para processamento de ELISA e, portanto, permite realizar PCR para fins de diagnóstico em laboratórios de média complexidade. Assim, este estudo objetivou desenvolver e validar o método de detecção colorimétrica dos produtos de amplificação gerados pela reação de PCR para o diagnóstico da LV em amostras de sangue periférico.O método de PCR-ELISA foi desenvolvido para detecção de fragmento de DNA do cinetoplasto(kDNA), complexo Donovani-específico. Utilizando-se cepas referências de Leishmania em cultivo e de painel de amostras de sangue periférico humano de 11 indivíduos não infectados, moradores de área endêmica e 14 casos de LV, caracterizadas clínica e parasitologicamente, determinou-se o limite de detecção da reação, medidas de precisão (repetibilidade e reprodutibilidade) e limite entre positivo e negativo (cut-off). A avaliação do desempenho do ensaio foi realizada com amostras de sangue periférico de 105 pacientes portadores de LV, 25 pacientes portadores da co-infecção Leishmania/HIV e de 73 indivíduos moradores de área endêmica para a LV. Foi desenvolvido ainda um ensaio de PCR-ELISA para detecção do DNA amplificado do gene humano ACTB, para uso como controle do processo de extração de DNA e amplificação por PCR das amostras clínicas. O ensaio PCR-ELISA kDNA desenvolvido apresentou limite de detecção de 1 parasito/mL de sangue e 0,07fg/μL de DNA de L. (L.) infantum, sensibilidade de 100% (IC 95%: 97,1 a 100%) e especificidade de 95% (IC 95%: 83,5 a 98,6%). Todos os indivíduos assintomáticos de área endêmica, com positividade por outras técnicas diagnósticas, foram também positivos pela PCR-ELISA. Todas as amostras foram testadas satisfatoriamente para o ensaio de PCR-ELISA ACTB. O ensaio de PCR-ELISA kDNA, desenvolvido e validado neste estudo, apresenta simplicidade metodológica e operacional, permite interpretação objetiva da amplificação por PCR do DNA de Leishmania do complexo Donovani e desempenho adequado no diagnóstico da LV em laboratórios de referência.

Abordagem clínica da leishmaniose visceral entre adultos infectados pelo HIV: acurácia diagnóstica, fatores prognósticos e eficácia terapêutica / Clinical management of visceral leishmaniasis among HIV-infected adults: diagnostic accuracy, prognostic and therapeutic efficacy

Leishmaniose visceral (LV) entre infectados pelo HIV tem incidência crescente em regiões onde as duas infecções são endêmicas. Reconhece-se hoje que a doença está associada a maior mortalidade, menor taxa de resposta clínica e parasitológica e maior toxicidade ao tratamento que as observadas em pacientes não infectados pelo HIV. Várias são as incertezas e dificuldades a cerca do diagnóstico, tratamento e seguimento dos pacientes coinfectados com Leishmania-HIV. Esta tese é composta por três revisões sistemáticas e um estudo clínico e busca contribuir para a redução de algumas lacunas do conhecimento à cerca da coinfecção Leishmania-HIV. Por meio de revisões sistemáticas da literatura e de um estudo transversal, que comparou a acurácia de métodos invasivos e não invasivos para o diagnóstico de LV entre infectados pelo HIV, confirmamos baixa sensibilidade dos testes sorológicos, à exceção do teste de aglutinação direta, que deve ser preferido em rotinas de investigação. Incluindo nossos próprios resultados, foram identificados apenas três estudos que avaliaram o desempenho de testes imunocromatográficos rápidos, baseados na pesquisa do anticorpo contra o antígeno recombinante K39, entre infectados pelo HIV. Por sua vez, testes baseados na reação em cadeia da polimerase, incluindo a técnica que utiliza como alvo a subunidade ribossomal do RNA e testada em nosso meio, apresentam alto desempenho global e despontam como alternativa menos invasiva ao exame parasitológico. De acordo com a evidência disponível, a terapia antirretroviral altamente potente não constitui intervenção suficiente para evitar a recidiva. Por outro lado, o uso de profilaxia secundária reduz significativamente a ocorrência de episódios subsequentes de LV. A revisão da literatura nos permitiu ainda identificar algumas condições marcadoras do risco de recidiva que, se presentes, reforçam a indicação de profilaxia secundária: ausência de elevação da contagem de linfócitos T CD4+ no seguimento; história prévia e recidiva de LV; contagem de linfócitos T CD4+ abaixo de 100 células/mL na ocasião do primeiro diagnóstico de LV. Os trabalhos publicados revelam maior taxa de resposta clínica com o uso de anfotericina B em relação ao tratamento com derivados de antimônio, o que parece estar relacionado à menor toxicidade que à maior eficácia. Os derivados de antimônio são drogas mal toleradas pelos pacientes coinfectados com HIV, associando-se a alta taxa de descontinuidade do tratamento e mortalidade três vezes maior que a observada com o tratamento com anfotericina B. Os dados disponíveis até o momento são insuficientes para se comparar a eficácia entre as várias formulações de anfotericina ou se definir a dose e o tempo de tratamento ideais para LV entre infectados pelo HIV.

Desenvolvimento e validação de um ensaio de PCR-ELISA para o diagnóstico da leishmaniose visceral humana em amostras de sangue periférico

Nas últimas décadas, a reação em cadeia da polimerase (PCR) vem sendo utilizada para o diagnóstico da leishmaniose visceral (LV) com diferentes objetivos: o diagnóstico da infecção, da doença e o controle de cura. Para utilização em larga escala, a etapa de eletroforese para detecção dos produtos amplificados na PCR, torna a técnica complexa e onerosa. A PCR-ELISA representa uma alternativa de detecção do produto amplificado por PCR através de um ensaio imunoenzimático (ELISA). Esta técnica é capaz de conferir maior sensibilidade e rapidez para a análise de grandes números de amostras clínicas com o uso de equipamentos utilizados para processamento de ELISA e, portanto, permite realizar PCR para fins de diagnóstico em laboratórios de média complexidade. Assim, este estudo objetivou desenvolver e validar o método de detecção colorimétrica dos produtos de amplificação gerados pela reação de PCR para o diagnóstico da LV em amostras de sangue periférico.O método de PCR-ELISA foi desenvolvido para detecção de fragmento de DNA do cinetoplasto(kDNA), complexo Donovani-específico. Utilizando-se cepas referências de Leishmania em cultivo e de painel de amostras de sangue periférico humano de 11 indivíduos não infectados, moradores de área endêmica e 14 casos de LV, caracterizadas clínica e parasitologicamente, determinou-se o limite de detecção da reação, medidas de precisão (repetibilidade e reprodutibilidade) e limite entre positivo e negativo (cut-off).

A avaliação do desempenho do ensaio foi realizada com amostras de sangue periférico de 105 pacientes portadores de LV, 25 pacientes portadores da co-infecção Leishmania/HIV e de 73 indivíduos moradores de área endêmica para a LV. Foi desenvolvido ainda um ensaio de PCR-ELISA para detecção do DNA amplificado do gene humano ACTB, para uso como controle do processo de extração de DNA e amplificação por PCR das amostras clínicas. O ensaio PCR-ELISA kDNA desenvolvido apresentou limite de detecção de 1 parasito/mL de sangue e 0,07fg/μL de DNA de L. (L.) infantum, sensibilidade de 100% (IC 95%: 97,1 a 100%) e especificidade de 95% (IC 95%: 83,5 a 98,6%). Todos os indivíduos assintomáticos de área endêmica, com positividade por outras técnicas diagnósticas, foram também positivos pela PCR-ELISA. Todas as amostras foram testadas satisfatoriamente para o ensaio de PCR-ELISA ACTB. O ensaio de PCR-ELISA kDNA, desenvolvido e validado neste estudo, apresenta simplicidade metodológica e operacional, permite interpretação objetiva da amplificação por PCR do DNA de Leishmania do complexo Donovani e desempenho adequado no diagnóstico da LV em laboratórios de referência.

Abordagem clínica da leishmaniose visceral entre adultos infectados pelo HIV: acurácia diagnóstica, fatores prognósticos e eficácia terapêutica

Leishmaniose visceral (LV) entre infectados pelo HIV tem incidência crescente em regiões onde as duas infecções são endêmicas. Reconhece-se hoje que a doença está associada a maior mortalidade, menor taxa de resposta clínica e parasitológica e maior toxicidade ao tratamento que as observadas em pacientes não infectados pelo HIV. Várias são as incertezas e dificuldades a cerca do diagnóstico, tratamento e seguimento dos pacientes coinfectados com Leishmania-HIV. Esta tese é composta por três revisões sistemáticas e um estudo clínico e busca contribuir para a redução de algumas lacunas do conhecimento à cerca da coinfecção Leishmania-HIV. Por meio de revisões sistemáticas da literatura e de um estudo transversal, que comparou a acurácia de métodos invasivos e não invasivos para o diagnóstico de LV entre infectados pelo HIV, confirmamos baixa sensibilidade dos testes sorológicos, à exceção do teste de aglutinação direta, que deve ser preferido em rotinas de investigação. Incluindo nossos próprios resultados, foram identificados apenas três estudos que avaliaram o desempenho de testes imunocromatográficos rápidos, baseados na pesquisa do anticorpo contra o antígeno recombinante K39, entre infectados pelo HIV. Por sua vez, testes baseados na reação em cadeia da polimerase, incluindo a técnica que utiliza como alvo a subunidade ribossomal do RNA e testada em nosso meio, apresentam alto desempenho global e despontam como alternativa menos invasiva ao exame parasitológico.

De acordo com a evidência disponível, a terapia antirretroviral altamente potente não constitui intervenção suficiente para evitar a recidiva. Por outro lado, o uso de profilaxia secundária reduz significativamente a ocorrência de episódios subsequentes de LV. A revisão da literatura nos permitiu ainda identificar algumas condições marcadoras do risco de recidiva que, se presentes, reforçam a indicação de profilaxia secundária: ausência de elevação da contagem de linfócitos T CD4+ no seguimento; história prévia e recidiva de LV; contagem de linfócitos T CD4+ abaixo de 100 células/mL na ocasião do primeiro diagnóstico de LV. Os trabalhos publicados revelam maior taxa de resposta clínica com o uso de anfotericina B em relação ao tratamento com derivados de antimônio, o que parece estar relacionado à menor toxicidade que à maior eficácia. Os derivados de antimônio são drogas mal toleradas pelos pacientes coinfectados com HIV, associando-se a alta taxa de descontinuidade do tratamento e mortalidade três vezes maior que a observada com o tratamento com anfotericina B. Os dados disponíveis até o momento são insuficientes para se comparar a eficácia entre as várias formulações de anfotericina ou se definir a dose e o tempo de tratamento ideais para LV entre infectados pelo HIV.

Seasonal relationship between normalized difference vegetation index and abundance of the Phlebotomus kala-azar vector in an endemic focus in Bihar, India.

Remote sensing was applied for the collection of spatio-temporal data to increase our understanding of the potential distribution of the kala-azar vector Phlebotomus argentipes in endemic areas of the Vaishali district of Bihar, India. We produced monthly distribution maps of the normalized difference vegetation index (NDVI) based on data from the thematic mapper (TM) sensor onboard the Landsat-5 satellite. Minimum, maximum and mean NDVI values were computed for each month and compared with the concurrent incidence of kala-azar and the vector density. Maximum and mean NDVI values (R2 = 0.55 and R2 = 0.60, respectively), as well as the season likelihood ratio (X2 = 17.51; P <0.001), were found to be strongly associated with kala-azar, while the correlation with between minimum NDVI values and kala-azar was weak (R2 = 0.25). Additionally, a strong association was found between the mean and maximum NDVI values with seasonal vector abundance (R2 = 0.60 and R2 = 0.55, respectively) but there was only a marginal association between minimum NDVI value and the spatial distribution of kala-azar vis-à-vis P. argentipes density.

Evolução de parâmetros clínicos e da carga parasitária em sangue periférico de crianças hospitalizadas por leishmaniose visceral

No Brasil, observa-se aumento dos casos de leishmaniose visceral (LV) nos últimos anos, associado à alta letalidade. É necessária a identificação de indicadores sensíveis e específicos que reconheçam precocemente a gravidade e possibilitem intervenção imediata e adequada. O objetivo do presente estudo prospectivo foi correlacionar parâmetros clínicos e laboratoriais e carga parasitária à evolução da LV em crianças. Foram incluídas 48 crianças com diagnóstico de LV, internadas no Hospital Infantil João Paulo II, em Belo Horizonte, de junho de 2010 a junho de 2011.Os pacientes foram avaliados clinicamente e tiveram amostras de sangue periférico coletadas antes (T0), entre 10 e 15 dias (T1) e entre 40 e 60 dias (T2) após início do tratamento. Nestas amostras, a carga parasitária foi quantificada por PCR quantitativa em tempo real (qPCR), sendo o gene alvo a SSU rRNA de Leishmania. Evolução grave foi definida como internação em UTI ou administração de amina vasoativa, ventilação mecânica ou hemotransfusão. As manifestações clínicas mais observadas à admissão foram febre, palidez e hepatosplenomegalia, associado à pancitopenia, elevação das aminotransferases hepáticas e hipoalbuminemia. Apositividade da RIFI e dos testes rápidos Kalazar Detect® e Diamed-IT Leish® foi de 66,7%, 85,4% e 100%, respectivamente.

Observou-se elevada positividade (100%)em exames de PCR convencional em sangue periférico e aspirado de medula óssea. Como tratamento específico, administrou-se Glucantime® em 45,8%,anfotericina B desoxicolato em 35,5%, anfotericina B lipossomal em 8,3% e associação de anfotericina B lipossomal e Glucantime® em 10,4% dos pacientes.Considerou-se que 56,2% das crianças apresentaram evolução grave, mas sem nenhum óbito. Em T2, todos apresentavam melhora clínica. A classificação por critérios de gravidade proposta pelo Ministério da Saúde em 2006 foi aplicada à admissão, não apresentando boa acurácia para detecção de casos com evolução grave. O qPCR apresentou bom desempenho e foi positivo em todas as crianças em T0. Observou-se variação ampla da carga parasitária em T0, não correlacionada a características clínicas e laboratoriais, a critérios de gravidade e escores preditores de óbito à admissão e à evolução grave durante a internação. Redução significativa do número de cópias do fragmento gênico foi constatada em T1 e T2, que não variou de acordo com a medicação usada. Identificaram-se como fatores de risco para evolução grave idade menor do que 12 meses, taquidispneia, infecção,hepatomegalia volumosa, anemia, plaquetopenia e hipoalbuminemia à admissão.

Evolução de parâmetros clínicos e da carga parasitária em sangue periférico de crianças hospitalizadas por leishmaniose visceral / Evolution of clinical parameters and load parasites in the peripheral blood of children hospitalized for visceral leishmaniasis

No Brasil, observa-se aumento dos casos de leishmaniose visceral (LV) nos últimos anos, associado à alta letalidade. É necessária a identificação de indicadores sensíveis e específicos que reconheçam precocemente a gravidade e possibilitem intervenção imediata e adequada. O objetivo do presente estudo prospectivo foi correlacionar parâmetros clínicos e laboratoriais e carga parasitária à evolução da LV em crianças. Foram incluídas 48 crianças com diagnóstico de LV, internadas no Hospital Infantil João Paulo II, em Belo Horizonte, de junho de 2010 a junho de 2011.Os pacientes foram avaliados clinicamente e tiveram amostras de sangue periférico coletadas antes (T0), entre 10 e 15 dias (T1) e entre 40 e 60 dias (T2) após início do tratamento. Nestas amostras, a carga parasitária foi quantificada por PCR quantitativa em tempo real (qPCR), sendo o gene alvo a SSU rRNA de Leishmania. Evolução grave foi definida como internação em UTI ou administração de amina vasoativa, ventilação mecânica ou hemotransfusão. As manifestações clínicas mais observadas à admissão foram febre, palidez e hepatosplenomegalia, associado à pancitopenia, elevação das aminotransferases hepáticas e hipoalbuminemia. Apositividade da RIFI e dos testes rápidos Kalazar Detect® e Diamed-IT Leish® foi de 66,7%, 85,4% e 100%, respectivamente...

Observou-se elevada positividade (100%)em exames de PCR convencional em sangue periférico e aspirado de medula óssea. Como tratamento específico, administrou-se Glucantime® em 45,8%,anfotericina B desoxicolato em 35,5%, anfotericina B lipossomal em 8,3% e associação de anfotericina B lipossomal e Glucantime® em 10,4% dos pacientes.Considerou-se que 56,2% das crianças apresentaram evolução grave, mas sem nenhum óbito. Em T2, todos apresentavam melhora clínica. A classificação por critérios de gravidade proposta pelo Ministério da Saúde em 2006 foi aplicada à admissão, não apresentando boa acurácia para detecção de casos com evolução grave. O qPCR apresentou bom desempenho e foi positivo em todas as crianças em T0. Observou-se variação ampla da carga parasitária em T0, não correlacionada a características clínicas e laboratoriais, a critérios de gravidade e escores preditores de óbito à admissão e à evolução grave durante a internação. Redução significativa do número de cópias do fragmento gênico foi constatada em T1 e T2, que não variou de acordo com a medicação usada. Identificaram-se como fatores de risco para evolução grave idade menor do que 12 meses, taquidispneia, infecção,hepatomegalia volumosa, anemia, plaquetopenia e hipoalbuminemia à admissão...

Incidence of visceral leishmaniasis in the Vaishali district of Bihar, India: spatial patterns and role of inland water bodies.

The role of the distribution of inland water bodies with respect to the transmission of visceral leishmaniasis (VL) and its dominant vector, Phlebotomous argentipes, has been studied at the regional scale in Bihar, eastern India. The Landsat TM sensor multispectral scanning radiometer, with a spatial resolution of 30 m in the visible, reflective-infrared and shortwave-infrared (SWIR) bands, was used to identify water bodies using the normalized differential pond index (NDPI) calculated as follows: (Green - SWIR I)/(Green + SWIR I). Nearest neighbour and grid square statistics were used to delineate spatial patterns and distribution of the sandfly vector and the disease it transmits. The female P. argentipes sandfly was found to be associated with the distance from open water and particularly abundant near non-perennial river banks (68.4%; P <0.001), while its association with rivers was focused further away from the water source (χ(2) = 26.3; P <0.001). The results also reveal that the distribution of VL is clustered around non-perennial riverbanks, while the pattern is slightly random around the perennial river banks. The grid square technique illustrate that the spatial distribution of the disease has a much stronger correlation with lower density of open waters surfaces as well as with sandfly densities (χ(2) = 26.0; P <0.001). The results of our study suggest that inland water presence poses a risk for VL by offering suitable breeding sites for P. argentipes, a fact that should be taken into account when attempting to control disease transmission.

Histopathological and parasitological investigations of ear healthy skin of dogs naturally and experimentally infected with Leishmania (Leishmania) chagasi.

Although 90% of clinical cases of American visceral leishmaniasis (AVL) occur in the northeastern region of Brazil, the incidence of cases in recent years has increased in southeastern states such as Minas Gerais (MG), where the disease has been reported in several cities, including Belo Horizonte, the state capital. Some studies have shown a strong correlation between the incidence of AVL and canine visceral leishmaniasis (CVL) in Belo Horizonte. A study of 108 dogs with parasite Leishmania chagasi detected by immuno-histochemistry in healthy ear skin was obtained from two distinct geographical areas: 55 from a metropolitan area of the municipality (Santa Luzia, MG) and 53 dogs from a central area of Belo Horizonte. In parallel, a group of 10 beagles were experimentally infected with L. chagasi. Considering the clinical aspects of all naturally infected dogs, symptomatic dogs were more frequent than asymptomatic ones, especially animals from the metropolitan area compared with the central area (79.6% and 20.3%, respectively). A chronic exudate was observed in the ear of 51 out of 55 dogs naturally infected from the metropolitan area (92.7%) and 45 out of 53 dogs naturally infected from the central area (84.9%). Importantly, asymptomatic dogs from the central area harbor more parasites in the skin than the asymptomatic ones from the metropolitan area. In addition, a profound difference was noted in the intensity of the inflammatory reaction and parasite load in the skin of experimental infected dogs.

The use of remote sensing in the identification of the eco-environmental factors associated with the risk of human visceral leishmaniasis (kala-azar) on the Gangetic plain, in north-eastern India.

Human visceral leishmaniasis (VL) or kala-azar remains a major cause of mortality, particularly in the developing world. The disease is common in the internal regions of north-eastern India, which have a tropical or sub-tropical climate. In a recent study on VL in this region, the relationship between the incidence of VL and certain physio-environmental factors was explored, using a combination of a geographical information system (GIS), satellite imagery and data collected 'on the ground'. Some eco-environmental parameters were then used to map and describe the spatial heterogeneity seen in the transmission of the parasite (Leishmania donovani) that causes VL in India, and to identify those habitats, on the Gangetic plain, where the sandfly vectors might thrive. It was found that the presence of waterbodies, woodland and urban, built-up areas, soil of the fluvisol type, air temperatures of 25.0-27.5 degrees C, relative humidities of 66%-75%, and an annual rainfall of 100-<160 cm were all positively associated with the incidence of VL. A VL map was created and stratified into areas of 'risk' and 'non-risk' for the disease, based on calculations of risk indices.

Safety and effectiveness of amphotericin B deoxycholate for the treatment of visceral leishmaniasis in Uganda.

Between September 2003 and April 2004, the supply of antimonial drugs to Amudat Hospital, in north-eastern Uganda, was interrupted and all cases of visceral leishmaniasis presenting at the hospital could only be treated with amphotericin B deoxycholate (AmB). This allowed the safety and effectiveness of the AmB to be evaluated, in comparison with an historical cohort of patients treated, at the same hospital, with meglumine antimoniate (Sb(V)). Demographic and clinical data were collected before and after treatment. Adverse effects were recorded passively in all the subjects, and actively, using a standardized questionnaire, in a sub-group of the patients given AmB. The in hospital case-fatality 'rates' were 4.8% [95% confidence interval (CI) = 2.4%-8.8%] among the 210 patients treated with AmB and 3.7% (CI = 1.4%-7.9%) among the 161 patients treated with Sb(V) (P>0.20). Adverse effects requiring treatment interruption were rare in both cohorts. Treatment failures (i.e. non-responses or relapses) were observed in 2.9% (CI = 1.2%-6.4%) of the patients treated with AmB and 1.2% (CI = 0.1%-4.4%) of the patients treated with Sb(V) (P>0.20). For the treatment of visceral leishmaniasis in Uganda, AmB therefore had a similar effectiveness and safety profile to that of meglumine antimoniate.