RESUMEN

[This corrects the article DOI: 10.1371/journal.pone.0160172.].

RESUMEN

Although Plasmodium vivax relapses are classically associated with hypnozoite activation, it has been proposed that a proportion of these cases are due to primaquine (PQ) treatment failure caused by polymorphisms in cytochrome P-450 2D6 (CYP2D6). Here, we present evidence that CYP2D6 polymorphisms are implicated in PQ failure, which was reinforced by findings in genetically similar parasites, and may explain a number of vivax relapses. Using a computational approach, these polymorphisms were predicted to affect the activity of CYP2D6 through changes in the structural stability that could lead to disruption of the PQ-enzyme interactions. Furthermore, because PQ is co-administered with chloroquine (CQ), we investigated whether CQ-impaired metabolism by cytochrome P-450 2C8 (CYP2C8) could also contribute to vivax recurrences. Our results show that CYP2C8-mutated patients frequently relapsed early (<42 days) and had a higher proportion of genetically similar parasites, suggesting the possibility of recrudescence due to CQ therapeutic failure. These results highlight the importance of pharmacogenetic studies as a tool to monitor the efficacy of antimalarial therapy.

Asunto(s)

Citocromo P-450 CYP2C8/metabolismo , Citocromo P-450 CYP2D6/metabolismo , Malaria Vivax/tratamiento farmacológico , Adolescente , Adulto , Antimaláricos/metabolismo , Antimaláricos/uso terapéutico , Niño , Citocromo P-450 CYP2C8/genética , Citocromo P-450 CYP2D6/genética , Femenino , Genotipo , Humanos , Malaria Vivax/patología , Masculino , Persona de Mediana Edad , Plasmodium vivax/enzimología , Plasmodium vivax/genética , Polimorfismo de Nucleótido Simple , Primaquina/metabolismo , Primaquina/uso terapéutico , Recurrencia , Adulto Joven

RESUMEN

Plasmodium simium is a parasite from New World monkeys that is most closely related to the human malaria parasite Plasmodium vivax; it also naturally infects humans. The blood-stage infection of P. vivax depends on Duffy binding protein II (PvDBPII) and its cognate receptor on erythrocytes, the Duffy antigen receptor for chemokines (hDARC), but there is no information on the P. simium erythrocytic invasion pathway. The genes encoding P. simium DBP (PsDBPII) and simian DARC (sDARC) were sequenced from Southern brown howler monkeys (Alouatta guariba clamitans) naturally infected with P. simium because P. simium may also depend on the DBPII/DARC interaction. The sequences of DBP binding domains from P. vivax and P. simium were highly similar. However, the genetic variability of PsDBPII was lower than that of PvDBPII. Phylogenetic analyses demonstrated that these genes were strictly related and clustered in the same clade of the evolutionary tree. DARC from A. clamitans was also sequenced and contained three new non-synonymous substitutions. None of these substitutions were located in the N-terminal domain of DARC, which interacts directly with DBPII. The interaction between sDARC and PvDBPII was evaluated using a cytoadherence assay of COS7 cells expressing PvDBPII on their surfaces. Inhibitory binding assays in vitro demonstrated that antibodies from monkey sera blocked the interaction between COS-7 cells expressing PvDBPII and hDARC-positive erythrocytes. Taken together, phylogenetic analyses reinforced the hypothesis that the host switch from humans to monkeys may have occurred very recently in evolution, which sheds light on the evolutionary history of new world plasmodia. Further invasion studies would confirm whether P. simium depends on DBP/DARC to trigger internalization into red blood cells.

Asunto(s)

Sistema del Grupo Sanguíneo Duffy/genética , Eritrocitos/parasitología , Plasmodium vivax/genética , Plasmodium/genética , Alouatta , Animales , Anticuerpos Antiprotozoarios/inmunología , Células COS , Chlorocebus aethiops , Sistema del Grupo Sanguíneo Duffy/inmunología , Eritrocitos/inmunología , Evolución Molecular , Variación Genética , Haplotipos , Humanos , Filogenia , Plasmodium/inmunología , Plasmodium vivax/inmunología , Polimorfismo de Nucleótido Simple , Conformación Proteica , Proteínas Protozoarias/genética , Receptores de Superficie Celular/genética , Receptores de Superficie Celular/inmunología , Análisis de Secuencia de ADN

RESUMEN

As hipóteses deste trabalho são a de que parasitos que causam recaídas são geneticamente homólogos aos parasitos das infecções primárias e que infecções múltiplas podem estar presentes nas infecções primárias e recaídas; Além dessas, outra hipótese é de que a hepcidina esteja envolvida no desenvolvimento de recaídas. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi analisar a variabilidade genética de isolados de amostras pareadas infecção primária/recaídas de um mesmo paciente e investigar a associação entre a homeostase do ferro, particularmente da hepcidina e sua associação com a ativação dos hipnozoítos além de avaliar a resposta imunológica contra os principais antígenos do P. vivax. Sessenta e cinco amostras pareadas de 30 pacientes foram genotipadas utilizando 10 marcadores moleculares através de eletroforese capilar. Além disso, a presença de infecção múltipla nos pacientes foi confirmada através da clonagem dos fragmentos amplificados dos microssatélites e genotipagem a partir de diferentes colônias. Na análise baseada nos alelos predominantes foi demonstrado que os parasitos da recaída são principalmente heterólogos em relação à infecção primária e que geralmente ocorre uma flutuação entre os alelos predominantes nos diferentes episódios do indivíduo. Entretanto, o número de alelos por marcador foi limitado e geralmente os alelos foram idênticos nos diferentes episódios da doença num mesmo paciente.

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A principal contribuição deste estudo foi demonstrar uma alta taxa de infecções múltiplas tanto das infecções primárias como nas recaídas, sendo que infecções múltiplas puderam ser identificadas com um mínimo de Cinco marcadores.Foram feitas dosagens bioquímicas de ferro, ferritina, níveis de hepcidina e análise de outras variáveis como hemoglobina e parasitemia dos pacientes. Houve diferença significativa entre os grupos somente na análise de níveis de hemoglobina sendo maior nas recaídas. Acredita-se que o número de amostras foi um limitante das análises estatísticas. O gene codificador da hepcidina foi sequenciado nas amostras de área sem transmissão e de área endêmica. Não foram encontrado polimorfismos nesse gene mostrando seu alto grau de conservação. Não foi observada diferença nos níveis de resposta imunológica contra os antígenos do P. vivax nas infecções primárias e recaídas. As infecções por este parasito são observadas com alta diversidade genética e com a presença de múltiplas variantes em uma mesma infecção, sendo esta, primária ou recaída da doença, variantes que podem sofrer variações em sua frequência durante a evolução da doença. Com estes resultados espera-se contribuir para o esclarecimento dos aspectos relacionados à diversidade genética dos parasitos e dos mecanismos que influenciam o desenvolvimento das recaídas do P. vivax, que poderão ajudar no seu prognóstico, direcionamento o tratamento e auxiliando no controle da doença.

Asunto(s)

Masculino , Femenino , Humanos , Malaria Vivax/complicaciones , Malaria Vivax/prevención & control , Plasmodium vivax/genética

RESUMEN

As hipóteses deste trabalho são a de que parasitos que causam recaídas são geneticamente homólogos aos parasitos das infecções primárias e que infecções múltiplas podem estar presentes nas infecções primárias e recaídas; Além dessas, outra hipótese é de que a hepcidina esteja envolvida no desenvolvimento de recaídas. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi analisar a variabilidade genética de isolados de amostras pareadas infecção primária/recaídas de um mesmo paciente e investigar a associação entre a homeostase do ferro, particularmente da hepcidina e sua associação com a ativação dos hipnozoítos além de avaliar a resposta imunológica contra os principais antígenos do P. vivax. Sessenta e cinco amostras pareadas de 30 pacientes foram genotipadas utilizando 10 marcadores moleculares através de eletroforese capilar. Além disso, a presença de infecção múltipla nos pacientes foi confirmada através da clonagem dos fragmentos amplificados dos microssatélites e genotipagem a partir de diferentes colônias. Na análise baseada nos alelos predominantes foi demonstrado que os parasitos da recaída são principalmente heterólogos em relação à infecção primária e que geralmente ocorre uma flutuação entre os alelos predominantes nos diferentes episódios do indivíduo. Entretanto, o número de alelos por marcador foi limitado e geralmente os alelos foram idênticos nos diferentes episódios da doença num mesmo paciente...

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A principal contribuição deste estudo foi demonstrar uma alta taxa de infecções múltiplas tanto das infecções primárias como nas recaídas, sendo que infecções múltiplas puderam ser identificadas com um mínimo de Cinco marcadores.Foram feitas dosagens bioquímicas de ferro, ferritina, níveis de hepcidina e análise de outras variáveis como hemoglobina e parasitemia dos pacientes. Houve diferença significativa entre os grupos somente na análise de níveis de hemoglobina sendo maior nas recaídas. Acredita-se que o número de amostras foi um limitante das análises estatísticas. O gene codificador da hepcidina foi sequenciado nas amostras de área sem transmissão e de área endêmica. Não foram encontrado polimorfismos nesse gene mostrando seu alto grau de conservação. Não foi observada diferença nos níveis de resposta imunológica contra os antígenos do P. vivax nas infecções primárias e recaídas. As infecções por este parasito são observadas com alta diversidade genética e com a presença de múltiplas variantes em uma mesma infecção, sendo esta, primária ou recaída da doença, variantes que podem sofrer variações em sua frequência durante a evolução da doença. Com estes resultados espera-se contribuir para o esclarecimento dos aspectos relacionados à diversidade genética dos parasitos e dos mecanismos que influenciam o desenvolvimento das recaídas do P. vivax, que poderão ajudar no seu prognóstico, direcionamento o tratamento e auxiliando no controle da doença...

Asunto(s)

Humanos , Masculino , Femenino , Malaria Vivax/complicaciones , Malaria Vivax/prevención & control , Plasmodium vivax/genética

RESUMEN

BACKGROUND: Plasmodium vivax infection is characterized by a dormant hepatic stage, the hypnozoite that is activated at varying periods of time after clearance of the primary acute blood-stage, resulting in relapse. Differentiation between treatment failure and new infections requires characterization of initial infections, relapses, and clone multiplicity in vivax malaria infections. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: Parasite DNA obtained from primary/relapse paired blood samples of 30 patients with P. vivax infection in Brazil was analyzed using 10 molecular markers (8 microsatellites and MSP-1 blocks 2 and 10). Cloning of PCR products and genotyping was used to identify low-frequency clones of parasites. We demonstrated a high frequency of multiple-clone infections in both primary and relapse infections. Few alleles were identified per locus, but the combination of these alleles produced many haplotypes. Consequently, the majority of parasites involved in relapse showed haplotypes that were distinct from those of primary infections. Plasmodium vivax relapse was characterized by temporal variations in the predominant parasite clones. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: The high rate of low frequency alleles observed in both primary and relapse infections, along with temporal variation in the predominant alleles, might be the source of reported heterologous hypnozoite activation. Our findings complicate the concept of heterologous activation, suggesting the involvement of undetermined mechanisms based on host or environmental factors in the simultaneous activation of multiple clones of hypnozoites.

Asunto(s)

Interacciones Huésped-Parásitos , Malaria Vivax , Plasmodium vivax , Adulto , Alelos , Antimaláricos/administración & dosificación , Brasil , Enfermedad Crónica , Femenino , Frecuencia de los Genes , Genotipo , Haplotipos , Interacciones Huésped-Parásitos/genética , Interacciones Huésped-Parásitos/inmunología , Humanos , Malaria Vivax/sangre , Malaria Vivax/tratamiento farmacológico , Malaria Vivax/genética , Malaria Vivax/parasitología , Masculino , Proteína 1 de Superficie de Merozoito/genética , Repeticiones de Microsatélite/genética , Persona de Mediana Edad , Plasmodium vivax/genética , Plasmodium vivax/metabolismo , Plasmodium vivax/patogenicidad , Recurrencia , Insuficiencia del Tratamiento , Adulto Joven

RESUMEN

A malária humana é causada por protozoários do gênero Plasmodium.Aproximadamente 40% da população mundial encontra-se em risco de infecção. NoBrasil foram registrados 333.339 casos da doença em 2010, sendo 85% delescausados pelo Plasmodium vivax. O P. vivax apresenta uma característicaimportante em seu ciclo de vida, a possibilidade de desenvolver formas latentes nofígado, os hipnozoítos, que podem causar episódios de recaída. Pouco se sabe arespeito dos mecanismos de latência e ativação dos hipnozoítos. Porém dados daliteratura relatam uma correlação entre cepa do parasito e padrão de recaída,sugerindo uma programação genética dos parasitos. A escassez de marcadoresgenéticos para P. vivax tem dificultado as análises de importantes fenótipos doparasito, tais como os padrões de recaídas

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Nesse contexto, o objetivo do presentetrabalho foi estudar a variabilidade dos parasitos presentes nas infecções primáriase nos episódios de recaída. Sessenta e cinco amostras pareadas de 30 pacientesforam genotipadas utilizando 10 marcadores moleculares (08 microssatélites e osblocos 2 e 10 da MSP-1) através de eletroforese capilar em sequenciadorautomático de DNA. Além disso, a presença de infecção múltipla nos pacientes foiconfirmada através da clonagem dos fragmentos amplificados e genotipagem apartir de diferentes colônias. Na análise baseada nos alelos predominantes foidemonstrado que os parasitos da recaída são principalmente heterólogos emrelação à infecção primária e que geralmente ocorre uma flutuação entre os alelospredominantes nos diferentes episódios do indivíduo. Entretanto, o número de alelospor marcador foi limitado e geralmente os alelos foram idênticos nos diferentesepisódios da doença num mesmo paciente. A principal contribuição deste trabalhofoi demonstrar uma alta taxa de infecções múltiplas tanto das infecções primáriascomo nas recaídas, pela primeira vez demonstrada, sendo que infecções múltiplaspuderam ser identificadas com apenas 5 marcadores. A presença de repetidasrecaídas após o tratamento cloroquina/primaquina pode sugerir presença deparasitos resistentes ao tratamento. Com estes resultados espera-se contribuir parao esclarecimento dos aspectos relacionados à diversidade genética dos parasitosdas recaídas do P. vivax, que poderão ajudar no seu prognóstico, direcionamento otratamento e auxiliando no controle da doença

Asunto(s)

Marcadores Genéticos/genética , Malaria/genética , Plasmodium vivax/parasitología

RESUMEN

A malária humana é causada por protozoários do gênero Plasmodium.Aproximadamente 40% da população mundial encontra-se em risco de infecção. NoBrasil foram registrados 333.339 casos da doença em 2010, sendo 85% delescausados pelo Plasmodium vivax. O P. vivax apresenta uma característicaimportante em seu ciclo de vida, a possibilidade de desenvolver formas latentes nofígado, os hipnozoítos, que podem causar episódios de recaída. Pouco se sabe arespeito dos mecanismos de latência e ativação dos hipnozoítos. Porém dados daliteratura relatam uma correlação entre cepa do parasito e padrão de recaída,sugerindo uma programação genética dos parasitos. A escassez de marcadoresgenéticos para P. vivax tem dificultado as análises de importantes fenótipos doparasito, tais como os padrões de recaídas. Nesse contexto, o objetivo do presentetrabalho foi estudar a variabilidade dos parasitos presentes nas infecções primáriase nos episódios de recaída. Sessenta e cinco amostras pareadas de 30 pacientesforam genotipadas utilizando 10 marcadores moleculares (08 microssatélites e osblocos 2 e 10 da MSP-1) através de eletroforese capilar em sequenciadorautomático de DNA. Além disso, a presença de infecção múltipla nos pacientes foiconfirmada através da clonagem dos fragmentos amplificados e genotipagem apartir de diferentes colônias. Na análise baseada nos alelos predominantes foidemonstrado que os parasitos da recaída são principalmente heterólogos emrelação à infecção primária e que geralmente ocorre uma flutuação entre os alelospredominantes nos diferentes episódios do indivíduo. Entretanto, o número de alelospor marcador foi limitado e geralmente os alelos foram idênticos nos diferentesepisódios da doença num mesmo paciente. A principal contribuição deste trabalhofoi demonstrar uma alta taxa de infecções múltiplas tanto das infecções primáriascomo nas recaídas, pela primeira vez demonstrada, sendo que infecções múltiplaspuderam ser identificadas com apenas 5 marcadores. A presença de repetidasrecaídas após o tratamento cloroquina/primaquina pode sugerir presença deparasitos resistentes ao tratamento. Com estes resultados espera-se contribuir parao esclarecimento dos aspectos relacionados à diversidade genética dos parasitosdas recaídas do P. vivax, que poderão ajudar no seu prognóstico, direcionamento otratamento e auxiliando no controle da doença.

Asunto(s)

Malaria/genética , Marcadores Genéticos/genética , Plasmodium vivax/parasitología

RESUMEN

A malária humana é causada por protozoários do gênero Plasmodium.Aproximadamente 40% da população mundial encontra-se em risco de infecção. NoBrasil foram registrados 333.339 casos da doença em 2010, sendo 85% delescausados pelo Plasmodium vivax. O P. vivax apresenta uma característicaimportante em seu ciclo de vida, a possibilidade de desenvolver formas latentes nofígado, os hipnozoítos, que podem causar episódios de recaída. Pouco se sabe arespeito dos mecanismos de latência e ativação dos hipnozoítos. Porém dados daliteratura relatam uma correlação entre cepa do parasito e padrão de recaída,sugerindo uma programação genética dos parasitos. A escassez de marcadoresgenéticos para P. vivax tem dificultado as análises de importantes fenótipos doparasito, tais como os padrões de recaídas. Nesse contexto, o objetivo do presentetrabalho foi estudar a variabilidade dos parasitos presentes nas infecções primáriase nos episódios de recaída. Sessenta e cinco amostras pareadas de 30 pacientesforam genotipadas utilizando 10 marcadores moleculares (08 microssatélites e osblocos 2 e 10 da MSP-1) através de eletroforese capilar em sequenciadorautomático de DNA. Além disso, a presença de infecção múltipla nos pacientes foiconfirmada através da clonagem dos fragmentos amplificados e genotipagem apartir de diferentes colônias. Na análise baseada nos alelos predominantes foidemonstrado que os parasitos da recaída são principalmente heterólogos emrelação à infecção primária e que geralmente ocorre uma flutuação entre os alelospredominantes nos diferentes episódios do indivíduo. Entretanto, o número de alelospor marcador foi limitado e geralmente os alelos foram idênticos nos diferentesepisódios da doença num mesmo paciente. A principal contribuição deste trabalhofoi demonstrar uma alta taxa de infecções múltiplas tanto das infecções primáriascomo nas recaídas, pela primeira vez demonstrada, sendo que infecções múltiplaspuderam ser identificadas com apenas 5 marcadores. A presença de repetidasrecaídas após o tratamento cloroquina/primaquina pode sugerir presença deparasitos resistentes ao tratamento. Com estes resultados espera-se contribuir parao esclarecimento dos aspectos relacionados à diversidade genética dos parasitosdas recaídas do P. vivax, que poderão ajudar no seu prognóstico, direcionamento otratamento e auxiliando no controle da doença.

Asunto(s)

Malaria/genética , Marcadores Genéticos/genética , Plasmodium vivax/parasitología