MalMalááriaria
Cristiana Ferreira Alves de BritoCristiana Ferreira Alves de BritoPesquisadora do LaboratPesquisadora do Laboratóório de Malrio de MalááriariaCPqRR/FiocruzCPqRR/Fiocruz
TTóópicospicos
DefiniDefiniççãoãoHistHistóórico rico Importância da doenImportância da doençça/ Epidemiologiaa/ EpidemiologiaCiclo de vida do Ciclo de vida do PlasmodiumPlasmodiumDiagnDiagnóósticosticoPatogeniaPatogeniaControle da doenControle da doençça: Tratamento e a: Tratamento e Desenvolvimento de vacinasDesenvolvimento de vacinas
DefiniDefiniçção da doenão da doenççaa
MalMaláária ria éé uma doenuma doençça causada por a causada por protozoprotozoáários do gênero rios do gênero PlasmodiumPlasmodium
Plasmodium vivaxPlasmodium vivaxPlasmodium falciparumPlasmodium falciparumPlasmodium malariaePlasmodium malariaePlasmodium Plasmodium ovaleovale
A doenA doençça a éé transmitida para o transmitida para o homem atravhomem atravéés da picada de s da picada de fêmeas do gênero fêmeas do gênero AnophelesAnopheles
Anopheles albimanus
HistHistóórico da doenrico da doenççaa
SPECIAL ISSUE CELEBRATING THE PLASMODIUM GENOME
Nature, 3 October 2002
SPECIAL ISSUE CELEBRATING THE PLASMODIUM GENOME
Nature, 3 October 2002
Importância da doenImportância da doençça a EpidemiologiaEpidemiologia
Principais causas de Principais causas de morte no mundomorte no mundo
DisabilityDisability adjustedadjusted lifelifeyearsyears ((DALYsDALYs) )
A soma de anos de vida perdidos por mortalidade prematura e anos de vida produtiva perdidos pela incapacidade (morbidade)
Importância da doenImportância da doenççaaThe World Report 2000
0
10000
20000
30000
40000
50000
Malaria Lymphat icf ilar iasis
Int est inalNemat ode
Trypanosomiasis Leishmaniasis Schist osomiasis Onchocerciasis Chagas Disease
x1000
DA
LYs
44998
49182653 2048 1983 1932 1085 676
1.000 x
- 300-500 milhões de pessoas tornam-se infectadas e pelo menos 1 milhão morrem POR ANO.
- 200-300 crianças morrem em decorrência da malária POR HORA.
- 90% das mortes correspondem a crianças com menos de 5 anos moradoras das regiões da África sub-Saara.
DistribuiDistribuiçção mundial da ão mundial da malmalááriaria
- 40% da população mundial está sob risco de contrair a malária.
Estimativa da pobreza no mundo
Aumento da pobreza
Source: www.rbm.who.int
Estimativa do risco mundial da malária
Aumento do risco da doença
Source: www.rbm.who.int
Situação da doença no Brasil
99,7%
Situação da doença no Brasil
PIACM
1939 – Erradicação do Anopheles gambiae
1958 – CEM: Erradicação da doença das regiões sul,
sudeste e parte do nordeste\Centro-oeste
ApiacApiacááss
História Natural da doença
Imunidade anti-tóxica
Imunidade clínica
Imunidade anti-parasita
~3 mo 3-5 years adulthood
pregnant women
Prev
alen
ce o
f acu
te P
.falc
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umw
ith h
igh
para
site
mia
A maioria das mortes acontecemem crianças menores de 5 anos
Ciclo de vida do Ciclo de vida do PlasmodiumPlasmodium
Filme
vertebrate host
Blood
Mosquito
Liver
EEF
Salivary glands
Mosquito bite
Mosquito bite
Hemocoele
SporozoitesOokinete fertilization
Midgut
http://www.sciencemag.org/cgi/contehttp://www.sciencemag.org/cgi/content/full/1129720/DC1nt/full/1129720/DC1
DiagnDiagnóósticostico
Table 1. Current diagnostic practices in different settings
Trends in Parasitol., 18 (9):395, 2002
P. vivax
P.falciparum
Esfregaço sanguíneo
P.falciparum
P. vivax
Gota Espessa
Optimal
Identifica a Desidrogenase lática do parasita)
Rapid Diagnostic test (RDT):
Clin. Microbiol. Rev., 15(1): 66, 2002
PCRPCR
The detection limit of:
Microscopy ~5-20 parasites/μl
RDT >100 parasites/μl (sensitivity: 90%)
PCR < 5 parasites/μl (as low as 0.004p/μl)
Trends in Parasitol., 18 (9):395, 2002
REALREAL--TIME PCRTIME PCR
Técnica de PCR que usa reagentes fluorescentes para marcar o produto de reação, visando:
1- Quantificar ácidos nucléicos
2- Detectar e diferenciar ácidos nucléicos
RealReal--time PCR time PCR paraparaDIAGNOSTICO DIFERENCIALDIAGNOSTICO DIFERENCIAL
Fluo
resc
enci
a
Low
P. falciparum
P. vivax
Clin. Microbiol. Rev., 15(1): 66, 2002
Comparação entre os métodos de diagnóstico do Plasmodium
IntervaloIntervalo
PatogeniaPatogenia
SintomasSintomas
Febre intermitente
Calafrios
Dor de cabeça
Dores musculares
MalMaláária severaria severa
Anemia severa (destruiAnemia severa (destruiçção de ão de RBCsRBCs))
MalMaláária cerebralria cerebral
Malária grave Sindrome, que afeta vários órgãos e tecidos (ex: acidose lática, malária cerebral)
Não existe correlação do tipo: um quadro clínico um processo patogênico
Anemia severa
Hemólise agudaReduçaõ da eritropoieseDeficiências nutricionaisOutras infecções associadas
Muitos processos diferentes Evolução comum
ChoquePerda consciênciaStress respiratório
CaracterCaracteríísticas clsticas clíínicasnicas
Acidose metabólica fatores combinados levam < oxigenação dos tecidos
• diminuição da deformidadeda hemácia (não infectada)
• sequestramento
•destruição de eritrócitos
•Anemia
Nature:415, 2002
Nature:415, 2002
Malária Cerebral
Sequestramento
Eritrócitos infectados P.falciparum
(estágios assexuados, gametócitos)
endotélio
Como o parasita seqüestra?
Eritrócitos infectados P.falciparum
(estágios assexuados, gametócitos)
endotélio
Como o parasita seqüestra?
Adere rola Aderidoestavelmente
Fluxo sanguíneo
CSA (Chondroitin sulphate A)
CD 36Vários receptores
CérebroCoração RimTecido sub-cutâneoPulmãoplacenta
Fenótipo de adesão não é homogêneo:parasitas diferenes - receptores diferentes (combinações)
Cerebral malaria:Proinflamamatory cytokines
TNF
IFN-γMice IFN- γ -/- or IFN- γR -/- Resistent to CM
Human Heterozygotes for an IFN- γR1 polymorphism(Koch et al., J Infect Dis. 185:1684, 2002)
CM
ICAM-1
TNFR2 -/-
TNF Human
Miceprotected against CM and do not show ICAM-1 upregulated
ICAM-1 -/- Protected against CM
During CM
Case-control study in Gambian children (McGuire et al., Nature, 371: 508, 1994):
a relative risk of 7 for death or neurological sequelae due to cerebral malaria.
homozygotes for the TNF2 allele ( variant of the TNF-α gene promoter region)
LT (TNF-β)
Double-blind study in 610 Gambian children anti-TNF Ab
No protection(J Infect Dis, 174: 1091, 1996)
Mice: LTα-/- protected against CM
Human ?
PfEMP1
Parasiteprotein
Endotélio
Ho & White, Am J Physiol Cell Physiol 276, 199
Variação antigênica
Control of blood stageinfection?
Immune modulation?
Escape from spleen
P.falciparumNon-adhesivePlasmodium species
Scherf et al., Cell Microbiol., 3, 200
Exon 1 Exon 2
DBL 1α CIDR1DBL 2βC2 DBL 3α CDIR2 DBL4γ DBL5ε TM
P.falciparum erythrocyte membrane protein- (Pf EMP1)
Var gene
Blood groupA antigen
CR1
HS-likeGAG
CD36
IgM
CD31CSA?
ICAM-1
CD31 CSA
Mol Bioch Parasitol, 115, 200
> Parte dos casos Ligação ao endotélio não leva a patogênese
Malária não complicada
Malária complicada?
expressão de um determinado tipo de adesão
Padrão diferente de sequestramento e patologia
parasitas da placenta x parasitas de mulheres não grávidas
CSA CD 36
Malária gestacional Seleciona parasita que liga CSA
Anticorpo anti-adesãoCepa independente
Níveis de transmissãoN0. gestaçõesIdade gestacional
Nature insight, 415: 669, 2002
Host- parasite interaction and pathogenesis: P.falciparum erythrocyte membrane protein 1 (PfEMP1)
Ligação simultânea a vários receptores – malária grave?
AA AC CC
Diferença na biologia de Invasão
P.falciparum•Invade grande % de hemácias
cepas virulenta x não virulenta potencial de multiplicação diferente
(J. Infec. Dis.: 181, 2000)
• Mecanismo surpreendente de invasão: várias vias
P.vivax
•Invade reticulócitos
•Única via de invasãoAntígeno de grupo sanguíneo Duffy
Host receptors
ParasiteLigands
BAEBL/EBA140
Glyc C/D
P. falciparumEBA-175
Glyc A Ligand unknown
Glyc B
PfMSP1?
JESEBL/EBA181?Band 3
Gaur, Mayer & Miller, Int J Parasitol, 2004
Dd2/Nm3 variants
?
PfAMA-1 EBL-1
PfRH2b/NBP2b PfRH1/NBP1
P. vivax
PvDBP
Reticulocytes
Duffy blood group
Vias alternativas de invasão do P.falciparum grande vantagem seletiva
Vias alternativas de invasão do P.falciparum grande vantagem seletiva
Mutação na Glicoforina B – ocorre na África
Hemácias Gerbich (sem Gly D/Gly C alterada):ligação reduzida com o ligante BAEBLDistribuição rara, exceto Papua New Guinea frequência (50%)
Em áreas endêmicas do mundo – P.falciparum tem modificado o genoma humano
Hb S6-GPD
Desenvolvimentodo parasita dentro
eritrócito
Outros relacionadosinvasão
OvalocitoseHb E
Hb C, etc
Controle da doenControle da doenççaa
Controle da doenControle da doenççaa
3) Uso de antimaláricos com fins profiláticos.Desenvolvimento de resistência, útil para viajantes.
1) Eliminação dos insetos vetores utilizando inseticidas como o DDT
Toxicidade e desenvolvimento de resistência
2) Reduzindo a exposição dos pacientes às picadas dos insetos vetores.
Uso de cortinados nas camas, telas nas janelasEficácia reduzida
4) Desenvolvimento de vacinas anti-maláricasTodas ainda em testes, proteção curta duração.
TratamentoTratamento
Formaseritrocítica
s
Esporozoítos
Malária humana
Malária murina
Malária aviária
Modelos Experimentais:
P.falciparum
P. berghei
P.gallinaceum
Resistência do Plasmodium falciparum aos antimaláricos
Mefloquina
Subtherapeutic
Presumptive use
< bioavailabilitySulfadoxine-pyrimetamine x sulfamethoxazole-trimethroprim
immunity
Non-detection drug failure
Southeast Asia and Oceania
Rede
Amazônica de
Vigilância da
Resistência às
Drogas
Antimaláricas
Brasil, Bolívia, Equador, Colômbia, Guiana,Peru, Suriname e Venezuela
MalMaláária vivax ou malariaeria vivax ou malariae
MalMaláária falciparumria falciparum
MalMaláária falciparumria falciparum
Novos alvos de drogasNovos alvos de drogas
Desenvolvimento de Desenvolvimento de vacinasvacinas
Tipos de vacina anti-malárica
1 Contra estágios pré-eritrocíticos (esporozoítos e hepáticos) Anti-infecção
2 Contra estágios assexuados sanguíneos Anti-doença / anti-patologia
3 Contra os estágios sexuais no mosquito Anti-transmissão
Testes clínicos em andamento
Vacina Fase Entidades participantesRTS,S, TRAP/SSP2MSP-142 AMA-1 WRAIR, USAID, GlaxoSmithKline
RTS,S IIb (adultos Gambia)I (Crianças) MRC Gambia, GlaxoSmithKline,
WRAIR, University of Oxford, The London School of Hygiene and Tropical Medicine.
MuStDo I, IIa USA e Ghana US navy, USAID
MSP119 Pasteur InstituteAMA -1, MSP-3 e
GLURPI European Malaria Vaccine Initiative
Pvs25, Pfs25 I NIH Malaria Vaccine DevelopmentUnit
TRAP, CS (prime-boost)
I / IIa (Inglaterra)I (Gambia)
University of Oxford
Diversas
I
Dificuldades no desenvolvimento da vacina anti-malárica
- Mecanismos envolvidos na imunidade protetora não estão completamente definidos.
- Dificuldade de determinar os mecanismos para se medir a eficácia da vacina.
- Expressão antigênica estágio-específica - imunidade estágio-específica.
- Presença de diversas proteínas altamente polimórficas no Plasmodium.
- Polimorfismos genéticos do hospedeiro influenciando a susceptibilidade à infecção.
- Pouco definidos os fatores que contribuem para o desenvolvimento da malária cerebral.
Dificuldades no desenvolvimento de Dificuldades no desenvolvimento de uma vacina uma vacina antianti--malmalááricarica
-- Decisão polDecisão polííticotico--econômica (EUA)econômica (EUA)
-- ÁÁreas endêmicas são pareas endêmicas são paííses em ses em desenvolvimentodesenvolvimento
--Brasil: P.vivax (a vacina estBrasil: P.vivax (a vacina estáá ainda mais ainda mais distante)distante)PresenPresençça dos vetores em todo territa dos vetores em todo territóório rio nacional.nacional.
“Reducing the burden of malariawill dramatically increase the numberOf children who lead healthy, happy,And productive lives. “