Região de origem do tripanossoma é identificada

10 de outubro de 2017

Peter Moon  |  Agência FAPESP – Um estudo realizado na África, liderado por pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP), encontrou uma maior diversidade genética em Trypanosoma vivax – um parasita patogênico para bovinos, ovinos e caprinos – no leste da África, provavelmente a região de origem e diversificação desse parasita.

Leste da África pode ter sido a área a partir da qual o protozoário foi introduzido nas Américas. Estudo internacional foi liderado por pesquisadores da USP (foto: Erney Camargo / ICB-USP)

O trabalho, que tem como objetivo mapear a diversidade e rotas de dispersão desse parasita, vem sendo conduzido nos últimos 10 anos por pesquisadores do Departamento de Parasitologia do Instituto de Ciências Biomédicas da USP.

Sob a supervisão da professora Marta Maria Geraldes Teixeira e do professor Erney Plessmann de Camargo, o estudo conta com um grande grupo de pesquisadores de universidades brasileiras, sul-americanas, africanas e inglesas que investigam a filogenia e a evolução dos tripanossomas em geral.
Resultados recentes da pesquisa, apoiada pela FAPESP, foram publicados nas revistas Parasites & Vectors e Infection, Genetics and Evolution. Os dois primeiros autores são respectivamente Herakles Antonio Garcia Perez, professor da Universidade Central de Caracas (Venezuela) e bolsista de pós-doutorado da FAPESP, e Carla Monadeli Filgueira Rodrigues, bolsista de pós-doutorado do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

As duas espécies mais conhecidas de Trypanosoma são Trypanosoma brucei – responsável pela doença do sono transmitida pela mosca tsé-tsé na África – e Trypanosoma cruzi – causador da doença de Chagas na América Latina e transmitido pelo inseto conhecido como barbeiro (Triatominae).
Camargo conta que, em geral, os tripanossomas patogênicos para ungulados são transmitidos exclusivamente por moscas tsé-tsé (Glossina) e, portanto, restritos à África. “Porém, T. vivax pode ser também transmitido mecanicamente por outras moscas hematófagas nas regiões áridas da África – no Sahel, extensa região árida ao sul do deserto do Saara – e da América Central e do Sul”, disse.
Segundo Teixeira, a variabilidade genética encontrada no leste africano aponta para a possibilidade de ser aquela a região de origem e diversificação de T. vivax.

“Quando começamos a comparar isolados brasileiros e africanos de T. vivax, conseguimos uma única amostra do leste da África. Esse isolado era muito diferente das nossas e da cepa de referência de T. vivax da Nigéria, no oeste da África, a única bem estudada até então”, disse.
A coleta de amostras na África ocorreu com a participação do grupo brasileiro, no âmbito do projeto ProÁfrica do CNPq, que reuniu pesquisadores do Brasil e de países africanos.

No primeiro trabalho realizado em Moçambique, os pesquisadores encontraram um novo genótipo ao sequenciar DNA de amostras de sangue de antílopes. Essa descoberta foi seguida de novos genótipos de T. vivax identificados na Tanzânia com a colaboração de cientistas ingleses.
“Nossos resultados iniciais indicavam que no leste da África havia uma grande diversidade de T. vivax. Decidimos aprofundar os estudos. Para complicar, os novos genótipos estavam sendo encontrados em ungulados silvestres – búfalos, antílopes, zebras e girafas – que não desenvolvem a doença – e moscas tsé-tsé de áreas protegidas. Só foi possível fazer esse estudo porque conseguimos autorização para trabalhar nos Parques Nacionais da Gorongosa e do Niassa em Moçambique”, disse Teixeira.
Análises moleculares de tripanossomas de um número elevado de moscas tsé-tsé e sangue de ungulados revelou dois grupos de genótipos de T. vivax. Um com poucos genótipos, geneticamente similares aos encontrados na África Ocidental e América do Sul; outro com mais de 11 genótipos muito divergentes, sugerindo a existência de outras espécies, até agora exclusivo do leste africano.
A evidência de uma diversidade muito maior de T. vivax no leste africano sugere que essa seja a região de origem e diversificação desse parasita, há milhões de anos. “Mas pode indicar também a existência de recombinações (ainda não comprovadas em T. vivax), na mosca tsé-tsé, de diferentes genótipos que circulam entre os animais silvestres. Essa hipótese precisa ser testada”, disse Camargo.

Viagem de caravela

Ao contrário do leste africano, estudos de T. vivax na América do Sul, realizados por Garcia Perez e Filgueira Rodrigues e outros, revelaram grande homogeneidade genética entre populações de áreas endêmicas e surtos e entre isolados de animais doentes ou assintomáticos.
Esses estudos demonstraram que parasitas da África Ocidental e América do Sul são muito semelhantes, embora não idênticos. “Estudos recentes têm revelado diferenças significativas nos genomas de isolados da América do Sul e África”, disse Teixeira.

Os resultados de análises de polimorfismo genético (microssatélites) sugerem que o parasita possa ter sido introduzido nas Américas a partir da África Ocidental, provavelmente em vários momentos nos últimos 500 anos. Os resultados dessa análise foram publicados em 2014 na revista Parasites & Vectors.

“Animais infectados com T. vivax podem ter sido trazidos nas caravelas dos colonizadores espanhóis e franceses a partir de suas colônias na África Ocidental”, disse Camargo.
Os primeiros casos de doença só foram descritos a partir de 1830, na Guiana Francesa, Caribe, Venezuela e Norte do Brasil.
“Os historiadores acreditam que o T. vivax encontrado no Brasil tenha vindo do Senegal, via Guiana Francesa. É possível, uma vez que há muita semelhança entre o nosso semiárido, o Senegal e o Sahel, em geral. Nessas regiões, o rebanho de jumentos é enorme e esses animais são altamente tripanotolerantes (infecção assintomática), servindo como reservatórios de T. vivax”, disse Camargo.
O pesquisador conta que foi pensando nisso que Carla Rodrigues começou a estudar a patologia dos surtos de T. vivax no semiárido e resolveu procurar T. vivax em jumentos abandonados nas estradas do Rio Grande do Norte, estado onde nasceu. Os resultados da pesquisa foram publicados em 2016 na Parasites & Vectors.

“Isso também ocorre na Etiópia, onde T. vivax é altamente prevalente. Analisando a diversidade genética dos tripanossomas. encontramos diferenças importantes em moscas tsé-tsé que capturamos lá recentemente. Aparentemente, seguindo rotas históricas de migrações humanas e seus rebanhos, T. vivax saiu do leste africano, chegou à África ocidental e daí foi trazido ao Novo Mundo. É uma longa viagem, mais uma das que começaram no Vale do Rift [complexo de falhas tectônicas criado há cerca de 35 milhões de anos com a separação das placas africana e arábica]. Ainda precisamos conhecer as rotas da viagem”, disse Camargo.

Surtos de alta mortalidade em bovinos no Brasil

A Amazônia e o Pantanal, assim como os Llanos venezuelanos são regiões endêmicas para T. vivax, de onde bois e búfalos assintomáticos são introduzidos em áreas livres desse parasita, desencadeando surtos de doença aguda: grande número de parasitas no sangue e graves distúrbios hematológicos e neurológicos, como observaram os pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas da USP.
“Nosso grupo acompanhou diversos surtos de T. vivax.

Quando começamos, uma grande dificuldade era o diagnóstico do tripanossoma. Desenvolvemos um método de PCR [reação em cadeia da polimerase], que tem sido utilizado na América do Sul e na África, e padronizamos novos marcadores e métodos moleculares para análises de diversidade e as relações filogenéticas”, disse Marta Teixeira.
“O primeiro surto de infecção aguda, com alta mortalidade, foi descrito em 2007 em gado leiteiro no Nordeste do Brasil (Paraíba), com a participação de nosso grupo. Desde então, surtos de infecção por T. vivax foram descritos no Ceará, Pernambuco, Minas Gerais, Tocantins, Rio Grande do Sul, Goiás e São Paulo”, disse.
A mortalidade pode ser grande se os animais não forem tratados rapidamente. Os animais que desenvolvem doença crônica apresentam alterações reprodutivas, abortos e redução da produção de leite.
“A situação atual é séria no Brasil, mas o número de animais doentes é subestimado porque os fazendeiros não notificam a doença. Porém, como observado por Herakles Garcia, muito pior é a situação na Venezuela onde búfalos, que são supertripanotolerantes, estão morrendo de infecção por T. vivax”, disse Teixeira.

Ela conta que foi para perseguir a história de T. vivax que o grupo de pesquisadores foi à África. “Mas lá encontramos muito mais, diversas descobertas importantes para estudos evolutivos de tripanossomas de crocodilos, lagartos, sapos, aves e morcegos. Descrevemos tripanossomas de morcegos africanos filogeneticamente relacionados com Trypanosoma cruzi. Mas essa é outra história, muito mais antiga e complicada, porque os morcegos voam”, disse Teixeira.

O artigo Remarkable richness of trypanosomes in tsetse flies (Glossina morsitans morsitans and Glossina pallidipes) from the Gorongosa National Park and Niassa National Reserve of Mozambique revealed by fluorescent fragment length barcoding (FFLB), de Herakles A. Garcia, Carla M. F. Rodrigues, Adriana C. Rodrigues, Dagmar L. Pereira, Carlos L. Pereira, Erney P. Camargo, P.B. Hamilton e Marta M. G. Teixeira, publicado na Infection, Genetics and Evolution, está disponível em https://doi.org/10.1016/j.meegid.2017.07.005.

O artigo New insights from Gorongosa National Park and Niassa National Reserve of Mozambique increasing the genetic diversity of Trypanosoma vivax and Trypanosoma vivax-like in tsetse flies, wild ungulates and livestock from East Africa (doi: https://doi.org/10.1186/s13071-017-2241-2), de Carla M.F. Rodrigues, Herakles A. Garcia, Adriana C. Rodrigues, André G. Costa-Martins, Carlos L. Pereira, Dagmar L. Pereira, Zakaria Bengaly, Luis Neves, Erney P. Camargo, Patrick B. Hamilton e Marta M.G. Teixeira, está publicado em: https://parasitesandvectors.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13071-017-2241-2.

Pesquisa analisa dispersão de parasitas por aves nas Américas

03 de fevereiro de 2017

Peter Moon  |   Agência FAPESP – Monitorar e entender a dispersão de microrganismos com potencial patológico é uma preocupação constante das autoridades sanitárias e epidemiológicas em todo o mundo. Os riscos envolvidos são evidentes, devido à possibilidade da eclosão de surtos de doenças emergentes em humanos ou em animais domésticos e de criação.

Trabalho internacional analisa transmissão, a partir de aves migratórias para espécies residentes, de microrganismos com potencial de causar doenças como a malária (fotos: Wikimedia Commons)

A transferência de agentes patológicos por fronteiras pode ocorrer por meio da mobilidade humana, mas também pelo trânsito de animais silvestres. Um dos principais suspeitos a serem monitorados são as aves migratórias, que transportam parasitas por longas distâncias. Mas pouco se sabe sobre a transferência desses parasitas para as populações de aves residentes nos locais de invernagem ou de procriação das aves migratórias.

Recentemente foi publicado no Journal of Biogeography um estudo internacional pioneiro feito a partir da análise para parasitas da malária nas amostras de sangue coletadas em mais de 24 mil aves migratórias e residentes de 23 países dos dois hemisférios americanos.

“Trata-se do maior estudo já feito sobre a parasitologia de aves migratórias das Américas”, disse a bióloga Maria Svensson-Coelho, pesquisadora no Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp). Nascida na Suécia, Svensson-Coelho foi a responsável pelo processamento de parte das amostras e conta com apoio da FAPESP por meio de um Auxílio à Pesquisa – Jovem Pesquisador no âmbito do programa BIOTA.

“A cada ano, centenas de espécies de aves deixam as suas áreas de invernagem tropicais ou subtropicais para passar o verão nas áreas de acasalamento em altas latitudes, retornando às baixas latitudes no final da estação de acasalamento. Essas espécies estão expostas a diferentes parasitas nas suas áreas de acasalamento boreais ou temperadas e nas áreas de invernagem tropicais ou subtropicais. Potencialmente, podem espalhar parasitas nessas regiões”, disse.
Conhecer como as populações de patógenos se distribuem em vastas áreas geográficas é essencial para o entendimento da epidemiologia dos parasitas, seus padrões locais de virulência e a evolução da resistência nos portadores.

Em 2007, foi feito um levantamento entre 259 linhagens de parasitas em aves distribuídas entre a Europa e a África. Descobriu-se que 31 linhagens que infectam aves migratórias podem ser transmitidas a aves residentes locais. “O objetivo do nosso trabalho é fazer o mesmo tipo de levantamento entre as aves do Novo Mundo”, disse Svensson-Coelho.

No Brasil, a coleta de amostras de sangue das aves migratórias e residentes foi realizada na Estação Ecológica de Águas Emendadas em Brasília e, no Tocantins, no Parque Estadual do Cantão e no Parque Estadual do Lajeado. Alan Fecchio, da Universidade Federal da Bahia, foi o responsável pelas coletas no Cerrado.

Ainda na América do Sul foi investigado material da Amazônia equatoriana e do semiárido da Venezuela. Na América Central entraram o Panamá e o México.

O trabalho também foi realizado em nove estados do leste dos Estados Unidos (Alabama, Connecticut, Illinois, Indiana, Louisiana, Michigan, Missouri, Pensilvânia e Tennessee) e em todas as Antilhas, à exceção de Cuba (Antígua, Bahamas, Barbados, Barbuda, Granada, Guadalupe, Ilhas Caiman, Ilhas Virgens, Jamaica, Martinica, Montserrat, Nevis, Porto Rico, República Dominicana, Saint Kitts, Santa Lúcia, Saint Vincent, Trinidad e Tobago). Não foram estudadas as aves cujas rotas migratórias seguem ao longo da costa do Pacífico, na vertente ocidental dos Andes.

Entre as espécies de aves das quais foram extraídas amostras sanguíneas são exemplos os pardais (Passer domesticus, Passerella iliaca e Melospiza melodia), sabiás (Turdus fumigatus) e outros tordos (Hylocichla mustelinae, Turdus grayi, T. lherminieri, T. migratorius, T. nudigenis e T. plumbeus), o corrupião-laranja (Icterus galbula), a mãe-de-taoca-avermelhada (Phlegopsis erythroptera), a choquinha-de-cauda-ruiva (Epinecrophylla erythrura), a mariquita-de-mascarilha (Geothlypis trichas), as cambacicas ou mariquitas (Coereba flaveola e Setophaga caerulescens), os juncos (Junco hyemalis), as juruviaras (Vireo olivaceus), três espécies da família do bem-te-vi (T. migratorius, Melospiza melodia e Mimus polyglottis) e as toutinegras (Helmitheros vermivorus e Mniotilta varia).

Todas as amostras foram vasculhadas à procura de DNA de parasitas da malária por meio da tecnologia de reação em cadeia da polimerase (PCR). Dentre as 24 mil amostras de sangue pesquisadas, foram identificadas cerca de 4,7 mil com infecções, representando 79 parasitas da malária pertencentes às linhagens de malária aviana do gênero Plasmodium spp. (42 linhagens em 1.982 indivíduos hospedeiros) e também do parasita Haemoproteus spp. (37 linhagens em 2.022 indivíduos hospedeiros), um gênero de protozoários que parasita aves.

“Normalmente, a prevalência é baixa. Na localidade que estudamos no Equador era de 21,6% (ou 539 em 2.488 pássaros infectados) e uma localidade com muitas amostras nos Estados Unidos apresentou 37% de prevalência (ou 271 em 726 pássaros infectados)”, disse Svensson-Coelho.

Segundo a cientista, é preciso coletar muitas aves para se obter uma amostra de tamanho considerável de parasitas uma vez que, em geral, os parasitas só infectam uma fração da população de aves.
“A prevalência pode variar muito não só entre localidades, mas entre espécies dentro dessas localidades. Por exemplo, no Equador, apenas seis de 107 indivíduos (5,6%) de Pipra filicauda (Pipridae) tinham malária, enquanto que 31 de 34 indivíduos (ou 91,2%) de Formicarius colma (Formicariidae) estavam infectados. Esses dados estão no artigo publicado en 2013 no Ornithological Monographs”, disse.

Os parasitas que causam malária aviana (Plasmodium spp.) são responsáveis por sua transmissão em todos os continentes, menos o Antártico. Cerca de 60 espécies da linhagem já foram descritas, de um total estimado de mais de 500.

Nas Américas, o sistema migratório difere daquele entre a Europa e a África no sentido de que as rotas migratórias são mais curtas, especialmente nas Antilhas e América Central. As aves migratórias também são mais propensas a encontrar espécies residentes relacionadas a elas nas áreas de acasalamento e de invernagem do Novo Mundo, diferentemente do que ocorre entre a Europa e a África.

“A afinidade de famílias ou mesmo de gêneros entre as aves migratórias e residentes americanas provavelmente aumenta a probabilidade de transmissão entre portadores migrantes e residentes”, disse Svensson-Coelho.

Doenças emergentes

Uma das diferenças mais notáveis entre o levantamento feito em 2007 e esse último foi que apenas duas linhagens (entre 250 de três gêneros de parasitas) foram encontradas em aves hospedeiras da Europa e África, comparadas às 13 entre 79 linhagens de Plasmodium e Haemoproteus detectadas nas aves residentes americanas.

“O papel das aves migratórias na dispersão dessas linhagens de parasitas entre as regiões temperadas e tropicais parece ser maximizado nas Américas. Talvez isso se deva às rotas migratórias relativamente curtas de várias espécies que passam o inverno na América Central e no Caribe, ou pela afinidade taxonômica de uma grande parte das aves americanas de regiões temperadas e tropicais”, disse Svensson-Coelho.

As linhagens de malária aviana não são transmissíveis a humanos, mas as aves migratórias transportam muitos outros microrganismos. Entre os patógenos que infectam humanos, as aves migratórias foram responsáveis, por exemplo, pela rápida expansão pela América do Norte de uma doença emergente como a Febre do Oeste do Nilo, originária da África.

Outro exemplo é o vírus da gripe, que é endêmico e inofensivo nas aves aquáticas, em sua grande maioria migratórias (patos, gansos, marrecos e cisnes). São elas as responsáveis pela disseminação das novas linhagens do vírus influenza pelo planeta.

O artigo (doi: 10.1111/jbi.12928), de Robert E. Ricklefs, Maria Svensson-Coelho e outros, publicado no Journal of Biogeography, pode ser lido em: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jbi.12928/abstract.

Um parasita com muitas identidades

Variedade de Plasmodium vivax encontrada nas Américas acumulou alterações genéticas que a diferenciam das cepas da África e da Ásia

RODRIGO DE OLIVEIRA ANDRADE | ED. 246 | AGOSTO 2016

© EDUARDO CESAR

Lâminas com sangue de pacientes infectados com malária causada por Plasmodium vivax.

As variedades de Plasmodium vivax que hoje circulam nas Américas são muito distintas daquelas encontradas na África e na Ásia, segundo um grupo internacional de pesquisadores, entre eles o parasitologista Marcelo Urbano Ferreira, do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP). Em um estudo publicado em junho na revista Nature Genetics, eles sugerem que, desde que chegou às Américas, o parasita causador da forma mais comum de malária fora da África acumulou mutações genéticas que podem tê-lo ajudado a se adaptar ao novo ambiente e a driblar os mecanismos de defesa de seus hospedeiros e principais vetores, os mosquitos do gênero Anopheles.

Os pesquisadores, coordenados pela bióloga Jane Carlton, da Universidade de Nova York, nos Estados Unidos, analisaram o material genético de 182 amostras do parasita obtidas em 11 países da África, da Ásia e da América Latina. O Brasil contribuiu com 20 amostras, coletadas no município de Acrelândia, no Acre, próximo da fronteira com a Bolívia. Por meio de uma técnica chamada seleção híbrida, os pesquisadores isolaram o material genético do protozoário a partir do sangue de indivíduos infectados. As amostras foram sequenciadas e, em seguida, comparadas entre si. Os pesquisadores verificaram que, do ponto de vista genético, as cepas de P. vivax provenientes de países da África e da Ásia eram bem diferentes das dos países da América Latina.

O P. vivax causa cerca de 16 milhões, de um total de 214 milhões, de casos de malária no mundo todos os anos. Só no Brasil, estima-se que a espécie responda por 85% dos 300 mil casos da doença notificados anualmente na região da Amazônia. Apesar de a malária ser considerada um grave problema de saúde pública em muitos países, pelo menos um dos parasitas que a causam, o P. vivax, ainda é pouco estudado. Isso ocorre, em parte, porque é quase impossível cultivar essa espécie de Plasmodium em laboratório para investigar a sua biologia.

O P. vivax não causa mortalidade, e supostamente não é resistente às drogas. Nos últimos anos, no entanto, começaram a surgir casos de pessoas diagnosticadas com malária causada por P. vivax que apresentavam complicações de saúde e, em alguns casos, morriam. Também a partir dos anos 1990 foram verificados cada vez mais relatos em várias regiões da América Latina de resistência desse parasita ao fármaco cloroquina, o antimalárico mais usado no mundo.

© ALESSANDRA FRATUS

Em Acrelândia, no Acre, pesquisadores coletam sangue de moradores com sintomas de malária para diagnóstico

Os resultados divulgados na Nature Genetics ajudam a explicar esses fenômenos, de acordo com Ferreira, que há alguns anos se dedica ao estudo de possíveis mecanismos de resistência aos medicamentos antimaláricos na Amazônia. “Esse repertório mais amplo de variantes genéticas confere ao P. vivax maior capacidade de se adaptar ao meio em que vive, o que inclui aprender a driblar as defesas do organismo hospedeiro e a desenvolver resistência às drogas usadas no tratamento da doença”, explica. Isso significa que, por ora, nenhuma vacina ou medicamento antimalárico seria completamente efetivo no controle do parasita.

Processo de adaptação
 
No estudo, os pesquisadores também verificaram que os genes com mais versões alternativas (polimorfismos) eram aqueles responsáveis pela produção de proteínas que são reconhecidas pelo sistema imunológico do hospedeiro, seja o mosquito ou o ser humano. Desse modo, ao chegar às Américas, é provável que tenham sobrevivido apenas os parasitas com uma variedade de genes que lhe permitissem escapar da resposta imune dos mosquitos da região, os quais são bastante diferentes dos que circulam em países da África e da Ásia.

Outra conclusão importante é que a variabilidade genômica do P. vivax é muito maior do que a do P. falciparum, espécie predominante no continente africano e responsável pela forma mais agressiva e fatal de malária. “Há muito mais polimorfismos em uma população de P. vivax na Amazônia do que em toda a população global de P. falciparum”, diz o parasitologista. Os pesquisadores ainda não sabem por que isso aconteceu, mas têm algumas hipóteses. Uma delas é que o genoma de P. vivax teria mecanismos de reparo de mutações menos eficazes. Outra possibilidade é que P. vivax e P. falciparum acumulem mutações de maneira semelhante e que o primeiro tenha agregado mais alterações ao longo do tempo por ser uma espécie mais antiga.

© ALESSANDRA FRATUS

Também não é possível dizer quando exatamente o P. vivax chegou às Américas. Segundo Ferreira, é provável que o protozoário tenha vindo com os colonizadores europeus e os escravos. Nesse caso, ele explica, o ciclo de vida do parasita pode ter sido crucial para sua sobrevivência durante a viagem. No organismo humano, o protozoário se instala inicialmente nas células do fígado, nas quais amadurece e se multiplica, antes de ganhar a corrente sanguínea. Ainda no fígado, alguns exemplares do P. vivax entram em estágio de dormência, com baixa atividade metabólica. “O parasita pode permanecer nesse estágio por meses, até despertar, multiplicar-se e se espalhar no sangue.” Isso daria tempo suficiente para fazer a travessia do Atlântico e chegar em plena atividade ao novo continente. Outra hipótese aventada pelos pesquisadores é que parte dos parasitas que circulam nas Américas seja descendente de exemplares vindos há mais de 10 mil anos, a partir do leste asiático, com as primeiras migrações humanas.

Ferreira e sua orientanda de mestrado Thaís Crippa de Oliveira trabalham agora no sequenciamento de outras nove amostras do P. vivax obtidas no Acre. A partir delas, o pesquisador quer verificar diferenças e semelhanças com as cepas de outras regiões das Américas, como Colômbia, Peru e México. “Pretendemos desenvolver marcadores genéticos de resistência à cloroquina e comparar os dados obtidos em nosso laboratório com informações colhidas em outras regiões sobre relatos de resistência do parasita ao medicamento”, conclui.

Projeto
 
Resistência à cloroquina em Plasmodium vivax: avaliação fenotípica e molecular na Amazônia Ocidental brasileira (nº 2010/51835-7); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisador responsável Marcelo Urbano Ferreira (ICB-USP); Investimento R$ 103.417,00.

Artigo científico
 
HUPALO, D. N. et al. Population genomics studies identify signatures of global dispersal and drug resistance in Plasmodium vivax. Nature Genetics. 27 jun. 2016.

Identificada substância-chave para o tratamento da leishmaniose visceral

02 de agosto de 2016

Karina Toledo  |  Agência FAPESP – Um estudo publicado na revista Infection and Immunity mostrou que estimular a produção de interleucina 17 A (IL-17A) – uma das citocinas liberadas por células do sistema imune – pode ser uma estratégia eficaz no tratamento da leishmaniose visceral, considerada uma das seis parasitoses mais importantes em humanos.

A pesquisa vem sendo conduzida no âmbito do Centro de Pesquisa em Doenças Inflamatórias (CRID), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP e é coordenada por João Santana da Silva, professor da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (FMRP-USP).

Pesquisa publicada na revista Infection and Immunity mostra que estimular a produção da citocina IL-17A no organismo infectado ajuda a reduzir a carga parasitária e protege os órgãos contra lesões (imagem: Wikimedia Commons).

 

Segundo os resultados descritos por pesquisadores da FMRP-USP e colaboradores, a elevação dos níveis de IL-17A no organismo infectado não só ajuda a reduzir a carga parasitária como também protege os órgãos contra lesões provocadas pela resposta inflamatória exacerbada – algo comum nesses casos.

“Esses achados abrem caminho para novas estratégias terapêuticas. Podemos pensar tanto no desenvolvimento de drogas que estimulem diretamente a produção de IL-17A como também de fármacos capazes de neutralizar a ação da interleucina 27 (IL-27), uma outra citocina liberada por células de defesa que regula negativamente [inibe] a síntese de IL-17A”, explicou Santana da Silva).
Os resultados dos experimentos com camundongos foram apresentados por Santana da Silva durante a programação do evento “FAPESP/EU-LIFE Symposium on Cancer Genomics, Inflammation & Immunity”, que teve como objetivo fomentar a colaboração entre cientistas do Estado de São Paulo e da Europa.

O grupo usou no estudo parasitos da espécie Leishmania infantum, transmitido para o homem por meio da picada de insetos – sobretudo os da espécie Lutzomyia longipalpis, popularmente conhecida como mosquito-palha.
“Assim que o parasito entra no organismo, uma tempestade de citocinas é desencadeada. O sucesso no controle da infecção depende de quais substâncias são produzidas pelo sistema imune. Alguns indivíduos se mostram resistentes, outros suscetíveis. E mesmo os resistentes podem desenvolver lesões nos órgãos em decorrência da resposta inflamatória”, explicou Santana da Silva.
Em indivíduos suscetíveis, o protozoário se dissemina para o fígado, baço, medula óssea e linfonodos, causando inchaço e inflamação nos órgãos, além de anemia, febre e imunossupressão. Sem tratamento, a doença pode evoluir para óbito em mais de 90% dos casos.
De acordo com o pesquisador, ainda não se compreende porque alguns indivíduos são resistentes e outros, às vezes da mesma família, sucumbem ao parasito.

Dados da literatura científica indicam a importância de uma resposta imune mediada pela citocina interferon gamma (IFNγ) para a eliminação do protozoário.
Os novos achados do grupo de Ribeirão Preto revelam que, se além de IFNγ houver produção de IL-17A em quantidades adequadas, é possível eliminar o parasita sem causar lesões aos tecidos do organismo. Isso acontece porque a citocina IL-17A atrai para o local da infecção um tipo de célula de defesa conhecido como neutrófilo, capaz de fagocitar patógenos e células doentes. Em consequência da redução da carga parasitária, diminui a produção de citocinas que podem lesar o tecido, como IFNγ.

Objetivos

“Queríamos entender nesse trabalho o que modula a liberação de IL-17A. Desconfiávamos que um dos fatores reguladores era a IL-27 e comprovamos que sim. Nos ensaios com camundongos, investigamos quais receptores reconhecem o parasito e posteriormente produzem IL-27, que posteriormente induz a cascata de reações que leva à inibição de IL-17A”, contou o pesquisador.
Em um dos experimentos, um grupo de roedores teve silenciado o gene codificador da Ebi3 – uma das proteínas-chave para a função da IL-27 e também de outra citocina chamada interleucina 35 (IL-35). Esses animais modificados, portanto, não tinham nem a IL-27 e nem a IL-35 atuantes.

Os pesquisadores então compararam a resposta à infecção pelo L. infantum nesses animais sem Ebi3 e em outro grupo de animais “selvagens”, ou seja, sem alteração genética.
No primeiro grupo, houve uma produção maior de IL-17A e uma diminuição nos níveis de IFNγ. Dessa forma, os animais modificados controlaram melhor a infecção do que o grupo controle e não desenvolveram lesão nos órgãos. Análises de citometria de fluxo indicaram uma quantidade duas vezes maior de neutrófilos no baço e no fígado dos animais sem Ebi3.
“Em seguida, repetimos o mesmo experimento só que, desta vez, demos um anticorpo que neutraliza a IL-17A no grupo de roedores sem Ebi3. Observamos que, neutralizando essa citocina, a resposta imune nos dois grupos tornou-se parecida. A carga parasitária e o inchaço nos órgãos do grupo sem Ebi3 ficou equivalente ao dos animais controle e o número de neutrófilos nos órgãos não duplicou. Esse resultado confirma, portanto, a importância da IL-17A”, comentou Santana da Silva.
Segundo o pesquisador, estratégias terapêuticas baseadas em estimular a produção dessa citocina podem ser estudadas também para o combate da leishmaniose cutânea, causada pelas espécies L. amazonensis, L. guyanensis e L. braziliensis. Nesse caso, o vetor também é o mosquito-palha, mas as lesões resultantes da resposta inflamatória afetam a pele, podendo causar deformações.

Próximos passos

Para tentar compreender os fatores genéticos que determinam a progressão da leishmaniose visceral, o grupo da USP sequenciou o genoma de pacientes resistentes e suscetíveis e realiza no momento análises comparativas em busca de genes diferencialmente expressos.

O grupo também investiga as bactérias presentes nas lesões agudas, para descobrir se influenciam de alguma forma a resposta do sistema imune.

Além da L. infantum, a leishmaniose visceral também pode ser causada pela espécie L. donovani. Segundo dados da Organização Mundial da Saúde (OMS), são estimados 300 mil novos casos por ano no mundo e cerca de 20 mil mortes.
Até recentemente, era caracterizada como doença de caráter eminentemente rural, mas vem se expandindo para áreas urbanas de médio e grande porte e se tornou um crescente problema de saúde pública no Brasil e em outras regiões americanas.

Hoje, as drogas mais usadas no tratamento são os antimoniais pentavalentes, que causam fortes efeitos colaterais adversos e são administrados por via endovenosa. Em segundo lugar, está a anfotericina B, cujo principal inconveniente é o alto preço. Mesmo com o tratamento as recidivas são comuns.
O artigo Interleukin-27 (IL-27) Mediates Susceptibility to Visceral Leishmaniasis by Suppressing the IL-17–Neutrophil Response (doi: 10.1128/IAI.00283-16), pode ser lido em iai.asm.org/content/early/2016/05/24/IAI.00283-16.long
 
 

Um zoológico entre as penas

Aves abrigam uma grande diversidade de ácaros, a maior parte desconhecida 

ANDRÉ JULIÃO | ED. 232 | JUNHO 2015

O ácaro Opisthocomacarus umbellifer, com projeções em forma de penas.

No fim de 2010 um mal atingiu as galinhas da cidade de Bastos, no interior de São Paulo, a maior produtora de ovos do Brasil. As aves mantidas nas granjas começaram a perder as penas, pararam de se alimentar e passavam o dia se coçando. A produção diminuiu consideravelmente e muitas galinhas foram abatidas para evitar o contágio. Logo se constatou que o problema era causado por um ácaro, mas identificá-lo não foi tão simples: era desconhecido pela ciência.

O fato causou surpresa nos veterinários do Instituto Biológico, órgão da Secretaria de Agricultura e Abastecimento do Estado, que tem uma unidade no município, já que galinhas são conhecidas por sua importância econômica, e seus parasitas, bastante estudados. O ácaro em questão só foi descrito em 2013, pelo zoólogo russo Sergey Mironov, e era não só uma espécie nova como um gênero ainda não descrito. Pairavam no ar, porém, algumas dúvidas: quem seria o hospedeiro natural do Allopsoroptoides galli e como o aracnídeo teria infestado as galinhas?

O fim do mistério foi resolvido pelo biólogo Fábio Akashi Hernandes, do Instituto de Biociências da Universidade Estadual Paulista (Unesp) em Rio Claro. Ele e sua equipe encontraram o ácaro no anu-branco (Guira guira), uma ave bastante comum na maior parte do território nacional, como relata o pesquisador em artigo publicado em dezembro de 2014 na Parasitology Research. De acordo com Hernandes, o A. galli vive em perfeita harmonia com seu hospedeiro natural e as outras sete ou oito espécies de ácaro que habitam a plumagem da ave: todas, exceto uma, até então desconhecidas e agora em processo de descrição.

“Diferentemente do que aconteceu com as galinhas de Bastos, a maioria dos ácaros de pena não prejudica seus hospedeiros”, explica Hernandes. Pesquisas recentes mostram que aves saudáveis carregam mais desses aracnídeos microscópicos do que as doentes. “Isso dá suporte à ideia de que ácaros de pena normalmente não são parasitas, mas têm atuação neutra ou mesmo benéfica para as aves”, diz a zoóloga Heather Proctor, da Universidade de Alberta, no Canadá, uma das maiores especialistas em ácaros no mundo. Os ácaros normalmente se alimentam do óleo excedente produzido na plumagem e assim evitam a proliferação de bactérias prejudiciais aos hospedeiros.
O caso ocorrido na capital do ovo, como é conhecida a cidade, é um raro registro de transferência de ácaros selvagens para animais domésticos. A principal hipótese para a “contaminação” é o fato de as galinhas de Bastos viverem em ambientes abertos, onde os anus-brancos e outras aves transitam livremente em busca de alimento e água.

© GARY BAUCHAN/USDA

O ácaro Michaelia numa pena, ao microscópio eletrônico

Diversidade invisível

O fato de uma ave comum como o anu-branco ter tantos ácaros desconhecidos dá uma dimensão de quão inexplorada é essa fauna invisível a olho nu. Menos conhecidos que os carrapatos, que também pertencem à subclasse Acari, os ácaros geralmente medem algumas centenas de mícrons (milésimos de milímetro) e existem no solo, no fundo do mar, nas plantas, no tapete da sala e mesmo na pele humana. Do cerca de 1 milhão de espécies de ácaro que se estima existir no mundo todo, só entre 50 mil e 60 mil são conhecidas. Os ácaros de pena pertencem basicamente às superfamílias Analgoidea e Pterolichoidea e menos de 2.500 espécies foram descritas pelos taxonomistas.

O Brasil oferece todo um universo a ser explorado nas penas. Num estudo realizado em 2011, Hernandes, Heather Proctor e Michel Valim, atualmente no Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo, encontraram 185 espécies de ácaros em 218 espécies de aves brasileiras, o que corresponde a meros 12,4% da diversidade de aves do país, a segunda maior do mundo. Com base nesses números, eles estimaram que no Brasil existem entre 900 e 5.300 espécies de ácaros de pena. “Creio que o número mais provável seja em torno de 2 mil”, diz Proctor. No mundo, podem ser 10 mil.

“Só no Brasil há material para estudar por mais umas três vidas”, brinca Hernandes. Para dar uma ideia do desafio que representa identificar os ácaros das aves brasileiras, ele conta do dia em que um aluno do seu laboratório encontrou morto no campus da universidade um bico-de-lacre (Estrilda astrild), passarinho exótico, de origem africana, bastante comum no Brasil. Qual não foi a surpresa dos pesquisadores quando acharam sete espécies de ácaros, “provavelmente todas novas”, vivendo nas penas da ave. A ave recordista em espécies de ácaro é a Aratinga holochlora, um periquito nativo do México e da América Central. Em 1995 a zoóloga Tila Pérez, da Universidade Nacional Autônoma do México, identificou 25 espécies de ácaros nessa ave.

Dizer que vivem nas penas é uma definição pouco precisa desses bichos. “Existem ácaros só das penas das asas, outros das penas ventrais, das dorsais, das plumas mais delicadas do pescoço e mesmo os que vivem no cálamo, a parte da pena que fica dentro da pele”, explica Hernandes, detalhando uma especialização que vai muito além das espécies de ave. Ao microscópio, é possível notar essa especialização pela morfologia dos ácaros, adaptada a cada ambiente. São espinhos para se prender em asas, travas nas articulações para não cair em momentos de turbulência e mesmo patas bem assimétricas, comuns naqueles que vivem em aves aquáticas. O ácaro do gênero Michaelia, que passa toda a vida nas penas do biguá (Phalacrocorax brasilianus), tem o membro dianteiro de um lado bem maior que o do outro, acredita-se que para se agarrar ao modo de vida voador e nadador da ave hospedeira. Outra característica bem peculiar, não relacionada ao hospedeiro, são os peculiares órgãos sexuais, como o do Anisodiscus goodmani, cujo órgão copulatório masculino tem o dobro do tamanho do corpo inteiro.
 
Ácaro 3D

Na pesquisa que começou em 2011 e conta com o mestrando Luiz Gustavo Pedroso e do estudante de graduação Matheus Gabriel, Hernandes descreveu várias novas espécies e pretende aprofundar parcerias com institutos internacionais que usam as mais recentes tecnologias de microscopia eletrônica, como o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (Usda, na sigla em inglês).
Os microscópios de varredura usados por eles permitem uma resolução impossível nos aparelhos ópticos. “Em imagens que fizemos em março deste ano conseguimos ver detalhes que nem sonhávamos, como estruturas do aparelho bucal e da formação da carapaça e dos escudos dos ácaros”, conta. Outra tecnologia da qual ele pretende se beneficiar na parceria é o microscópio confocal com laser, em que o feixe de luz faz um escaneamento total do animal, gerando um modelo em três dimensões.

Enquanto não tem esse aparato mais à mão, Hernandes conta com o olhar treinado da equipe. O artigo de 2014 relatou outro achado que dá uma noção da quase invisibilidade dos ácaros de pena. Na plumagem do anu-branco havia alguns exemplares do A. galli, aquele que aterrorizou a capital do ovo, dentro de uma casca de ovo… de piolho. Funcionava como uma carapaça sobressalente enquanto seu corpo estava vulnerável pelo processo de muda, no qual o animal se despe de seu revestimento para fazer outro, um pouco maior.

Projeto

Diversidade e taxonomia de ácaros de pena (Arachnida: Acari: Astigmata) em aves no Brasil (nº 11/50145-0); Modalidade Jovem Pesquisador; Pesquisador responsável Fábio Akashi Hernandes (IB-Unesp, Rio Claro); Investimento R$ 346.193,00 (FAPESP).

Artigo científico

HERNANDES, F. A. et al. From cuckoos to chickens: a caught-in-the-act case of host shift in feather mites (Arachnida: Acari: Psoroptoididae). Parasitology Research. v. 113, n. 12, p. 4355-61. dez. 2014.

Vida entre grãos

Tamanho dos grãos de areia em que vivem os nematoides pode determinar quais espécies os habitam

RODRIGO DE OLIVEIRA ANDRADE | Edição Online 19:00 21 de setembro de 2014

Nematoide da espécie Daptonema sp: minúsculos vermes desempenham papel importante no ciclo de nutrientes e no fluxo de energia em ecossistemas aquáticos.

Ocultos em estreitos e úmidos labirintos entre grãos da areia espalhados pelas praias do litoral do Brasil, em um ambiente aparentemente inabitado, vermes milimétricos conhecidos como nematoides constituem uma das mais diversas formas de vida da Terra, a meiofauna. Esses vermes, alguns com menos que 1 milímetro, desempenham papel importante no ciclo de nutrientes e no fluxo de energia em ecossistemas aquáticos, contribuindo com a transformação de matéria orgânica decomposta em nutrientes que ficam disponíveis para outros animais. Mas ainda se sabe pouco sobre os hábitos e a diversidade dessas criaturas. O que parece ter ficado claro agora, segundo um estudo publicado na revista Marine Biodiversity, é que a diversidade de espécies de nematoides que vivem em um grão parece não aumentar de acordo com seu tamanho. Em outras palavras, um grão mais grosso não necessariamente abrigaria mais espécies que outro mais fino, contrariando o que se pensava até agora.

No estudo, um grupo de pesquisadores brasileiros e uruguaios puseram à prova uma antiga hipótese, levantada por biólogos e oceanógrafos, segundo a qual a riqueza de espécies de nematoides variaria de acordo com o tamanho do grão em que esses vermes vivem. Isto é, quanto mais grosso o grão, mais diversa a população de nematoides vivendo nele. Para isso, coletaram amostras de grãos de diferentes tamanhos em praias de São Sebastião, litoral paulista. Usando uma lupa, eles separaram 100 nematoides de cada amostra de sedimento e, no microscópio, identificaram cada indivíduo. “Com isso montamos uma planilha de tamanho médio de grão versus o número de espécies por amostra”, explica o biólogo Gustavo Fonseca, pesquisador do Instituto do Mar da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), em Santos, e autor principal do artigo.

Após duas semanas de trabalho prático, Fonseca e seus colaboradores verificaram que o número de espécies de nematoides por amostra variou entre 8 e 30, fenômeno que, segundo os pesquisadores, não foi determinado pelo tamanho dos grãos. O que variou com o tamanho de cada amostra de grão, segundo eles, foram as espécies encontradas. “Espécies que viviam em grãos mais finos não eram as mesmas que viviam em grãos mais grossos”, explica Fonseca. “Nossos resultados desmistificam a importância da granulometria — o estudo das características dos grãos — como fator determinante no estudo da meiofauna.”
Os pesquisadores agora terão de ir atrás de outros parâmetros para estudar essa minúscula biodiversidade, afirma o biólogo, que também é coordenador do Grupo de Pesquisa da Meiofauna Marinha na Universidade Federal de São Paulo. Segundo ele, outros fatores ambientais, como a quantidade de oxigênio (O₂) e a quantidade e qualidade de matéria orgânica, também seriam mais importantes do que a granulometria na determinação das espécies que podem coexistir em um mesmo grão.
Aproximadamente 15 mil espécies da meiofauna já foram descritas, ainda que o número total de espécies desconhecidas possa ser 100 vezes maior. Destas, 16 foram apresentadas pela primeira em um workshop promovido pela FAPESP em 2012 e agora descritas em artigos publicados na mesma edição da Marine Biodiversity.

Projeto

Nemátodas marinhos de vida livre: taxonomia, sistemática e filogenia (2009/14019-0); Modalidade Auxílio Pesquisa – Jovem Pesquisador; Pesquisador responsável Gustavo Fernandes Camargo Fonseca (Unifesp); Investimento R$ 192.861,29 (FAPESP)

Artigo científico

FONSECA, G. et al. Testing for nematode-granulometry relationships. Marine Biodiversity. set. 2014