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Cuando se infecta con malaria, ¿cuántos parásitos hay dentro de un huésped humano?

Cuando se infecta con malaria, ¿cuántos parásitos hay dentro de un huésped humano?



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Cuando se infecta con malaria, ¿cuántos P. falciparum las células están dentro de un huésped humano? ¿Y cómo se compara esto con la parasitemia infecciosa promedio de A. gambiae? Parece que no puedo encontrar una fuente confiable que me oriente sobre esta pregunta.


El mosquito inyecta los esporozoitos uninucleados en un huésped humano. Maduran en las células parenquimatosas hepáticas de los esquizontes. Cada esquizonte se libera en el flujo sanguíneo. 2.000 a 40.000 merozoitos uninucleados. Cada uno de ellos puede infectar un glóbulo rojo. Aquí, un merozoito puede liberar otros 10 a 36 merozoitos [1].

El número de esporozitas inyectadas depende de la picadura y la cantidad de picaduras. [2]. Y parece que un parasitemia superior a 5000 / microlitros que generalmente se logra mediante 10 picaduras infecciosas durante un período de 28 días, desencadena los signos y síntomas [3].

No pude encontrar ningún dato sobre la parasitemia del mosquito. Se ha descubierto que el mosquito infectado y el parásito se benefician mutuamente y, por lo tanto, promueven la transmisión de la infección. Los mosquitos infectados con Plasmodium tienen una mejor supervivencia y muestran una mayor tasa de alimentación de sangre, particularmente de un huésped infectado. [4].

Referencias:

  1. James M. Crutcher y Stephen L. Hoffman. Microbiología médica. 4ª edición. 1996, Rama Médica de la Universidad de Texas en Galveston.

  2. Garrett-Jones C, Shidrawi GR. Capacidad vectorial de malaria de una población de Anopheles gambiae: un ejercicio de entomología epidemiológica. Toro. Órgano Mundial de la Salud. Abril de 1969; 40 (4): 531-45. PMID de PubMed: 5306719.

  3. Departamento de Policía de McElroy, Beier JC, Oster CN, Beadle C, Sherwood JA, Oloo AJ, Hoffman SL. Predicción del resultado en la malaria: correlación entre la tasa de exposición a mosquitos infectados y el nivel de parasitemia por Plasmodium falciparum. Soy. J. Trop. Medicina. Hig. Noviembre de 1994; 51 (5): 523-32. PMID de PubMed: 7985743.

  4. Dr. B.S. Sitio web de Kakkilaya sobre la malaria. Ciclo de vida de la malaria.


Los misterios de las infecciones por malaria se profundizan después de un estudio de prueba en humanos

Los científicos han descubierto que rastrear la malaria a medida que se desarrolla en humanos es una forma poderosa de detectar cómo el parásito de la malaria causa una variedad de resultados de infección en su anfitrión.

El estudio encontró algunas diferencias notables en la forma en que las personas responden a la malaria y plantea nuevas preguntas en la búsqueda de comprender y vencer la enfermedad mortal.

Malaria, causada por el parásito - Plasmodium falciparum - es una gran amenaza para los adultos y los niños del mundo en desarrollo. Cada año, alrededor de medio millón de personas mueren a causa de la enfermedad y otros 250 millones están infectados. Los parásitos de la malaria se transmiten a los humanos a través de las picaduras de mosquitos infectados.

Los resultados que siguen a una infección por malaria pueden variar desde la ausencia de síntomas hasta una enfermedad potencialmente mortal y la muerte. Las razones precisas por las que las personas responden de diferentes maneras a la misma infección parasitaria aún se desconocen, dicen los expertos.

Investigadores de la Universidad de Edimburgo, en colaboración con equipos de las Universidades de Oxford y Glasgow y el Instituto Wellcome Trust Sanger, exploraron los resultados de la infección en 14 voluntarios que fueron inyectados con parásitos de la malaria.

Los científicos estudiaron cómo respondieron los voluntarios a los parásitos en el transcurso de 10 días. Luego, el grupo fue tratado con medicamentos antipalúdicos para curar la infección antes de que hubiera riesgo de que desarrollaran síntomas graves.

El estudio, publicado en eLife, encontró que los sistemas inmunológicos de aproximadamente la mitad de los voluntarios fueron alertados rápidamente de la presencia de parásitos y comenzaron a producir señales para movilizar las defensas del huésped.

Estos voluntarios comenzaron a sufrir síntomas de malaria como fiebre y dolor de cabeza. Los otros voluntarios, sin embargo, no mostraron signos de activación inmunitaria o comenzaron a desarrollar respuestas para amortiguar la respuesta inmunitaria de su cuerpo. Estos voluntarios no desarrollaron síntomas de malaria.

El Dr. Phil Spence, Sir Henry Dale Fellow, Institute of Infection and Immunology Research, University of Edinburgh y uno de los líderes del proyecto, dijo: "Parece que la mayor parte de la variación en la malaria se debe a diferencias intrínsecas entre las personas en cuanto a cómo responden a infección.

"Necesitamos trabajar más para descubrir los factores subyacentes responsables de la variación inmunológica, como la investigación de la genética humana y la experiencia previa de otras infecciones".

El estudio también preguntó si la variación en la tasa de crecimiento del parásito, la velocidad a la que un parásito se replica dentro del cuerpo, o los factores de virulencia, las propiedades de un parásito que se cree que agrava una infección, eran diferentes en los voluntarios y si esto tenía una incidencia. sobre los resultados de la infección.

Sorprendentemente, los investigadores encontraron que aunque las tasas de crecimiento de los parásitos variaron sustancialmente entre los voluntarios, esto no estaba relacionado con los resultados. Por ejemplo, un voluntario podría tener una pequeña cantidad de parásitos con una fuerte reacción inmunológica o tener una gran cantidad sin síntomas.

Además, el seguimiento de los factores de virulencia del parásito a lo largo del tiempo, en particular una familia de moléculas llamadas genes var del grupo A, no mostró diferencias entre los voluntarios ni cambios durante el curso de la infección.

El profesor Alex Rowe, presidente personal de Medicina Molecular, Instituto de Investigación de Infecciones e Inmunología de la Universidad de Edimburgo y codirector del proyecto, dijo: "La mayor sorpresa de nuestro estudio fue que no hubo variación en la expresión de los factores de virulencia del parásito.

"La teoría actual, basada en datos de pacientes infectados en países con paludismo, sugirió que los parásitos que expresan genes var del grupo A llegarían a dominar rápidamente a medida que avanzara la infección, pero esto no se observó en nuestros voluntarios.

"Hay muchas razones posibles para esto: tal vez un parásito recolectado más recientemente en un sitio de campo daría un resultado diferente, o tal vez se necesiten tiempos de infección más largos para que la respuesta inmune del huésped pueda influir en estos cambios".

Los resultados inesperados de este estudio muestran el poder de los estudios con voluntarios humanos para plantear nuevas preguntas y dar nuevos conocimientos sobre enfermedades que se han estudiado de otras formas durante muchas décadas, según el equipo.


Síntomas

La malaria es una enfermedad febril aguda. En un individuo no inmune, los síntomas suelen aparecer 10 y 15 días después de la picadura del mosquito infeccioso. Los primeros síntomas, fiebre, dolor de cabeza y escalofríos, pueden ser leves y difíciles de reconocer como paludismo. Si no se trata dentro de las 24 horas, P. falciparum la malaria puede progresar hasta convertirse en una enfermedad grave, que a menudo conduce a la muerte.

Los niños con paludismo grave suelen desarrollar uno o más de los siguientes síntomas: anemia grave, dificultad respiratoria en relación con la acidosis metabólica o paludismo cerebral. En los adultos, la insuficiencia multiorgánica también es frecuente. En áreas endémicas de malaria, las personas pueden desarrollar inmunidad parcial, lo que permite que se produzcan infecciones asintomáticas.


Los misterios de las infecciones por malaria se profundizan después de un estudio de prueba en humanos

A un voluntario se le inyectan parásitos de la malaria. Crédito: Profesor Alex Rowe, Director Personal de Medicina Molecular, Instituto de Investigación en Infecciones e Inmunología, Universidad de Edimburgo

Los científicos han descubierto que rastrear la malaria a medida que se desarrolla en humanos es una forma poderosa de detectar cómo el parásito de la malaria causa una variedad de resultados de infección en su anfitrión.

El estudio encontró algunas diferencias notables en la forma en que las personas responden a la malaria y plantea nuevas preguntas en la búsqueda de comprender y vencer la enfermedad mortal.

Malaria, causada por el parásito:Plasmodium falciparum—Es una gran amenaza para los adultos y los niños del mundo en desarrollo. Cada año, alrededor de medio millón de personas mueren a causa de la enfermedad y otros 250 millones se infectan. Los parásitos de la malaria se transmiten a los humanos a través de las picaduras de mosquitos infectados.

Los resultados que siguen a una infección por malaria pueden variar desde la ausencia de síntomas hasta una enfermedad potencialmente mortal y la muerte. Las razones precisas por las que las personas responden de diferentes maneras a la misma infección parasitaria aún se desconocen, dicen los expertos.

Investigadores de la Universidad de Edimburgo, en colaboración con equipos de las Universidades de Oxford y Glasgow y el Instituto Wellcome Trust Sanger, exploraron los resultados de la infección en 14 voluntarios que fueron inyectados con parásitos de la malaria.

Los científicos estudiaron cómo respondieron los voluntarios a los parásitos en el transcurso de 10 días. Luego, el grupo fue tratado con medicamentos antipalúdicos para curar la infección antes de que hubiera riesgo de que desarrollaran síntomas graves.

El estudio, publicado en eLife, encontró que los sistemas inmunológicos de aproximadamente la mitad de los voluntarios fueron alertados rápidamente de la presencia de parásitos y comenzaron a producir señales para movilizar las defensas del huésped.

Estos voluntarios comenzaron a sufrir síntomas de malaria como fiebre y dolor de cabeza. Los otros voluntarios, sin embargo, no mostraron signos de activación inmune o comenzaron a desarrollar respuestas para amortiguar la respuesta inmune de su cuerpo. Estos voluntarios no desarrollaron síntomas de malaria.

El Dr. Phil Spence, Sir Henry Dale Fellow, Institute of Infection and Immunology Research, University of Edinburgh y uno de los líderes del proyecto, dijo: "Parece que la mayor parte de la variación en la malaria se debe a diferencias intrínsecas entre las personas en cuanto a cómo responden a la infección.

"Necesitamos trabajar más para descubrir los factores subyacentes responsables de la variación inmunológica, como la investigación de la genética humana y la experiencia previa de otras infecciones".

El estudio también preguntó si la variación en la tasa de crecimiento del parásito, la tasa a la que un parásito se replica dentro del cuerpo, o los factores de virulencia, las propiedades de un parásito que se cree que agrava la infección, eran diferentes en los voluntarios y si esto tenía una incidencia. sobre los resultados de la infección.

Sorprendentemente, los investigadores encontraron que aunque las tasas de crecimiento de los parásitos variaron sustancialmente entre los voluntarios, esto no estaba relacionado con los resultados. Por ejemplo, un voluntario podría tener una pequeña cantidad de parásitos con una fuerte reacción inmunológica o tener una gran cantidad sin síntomas.

Además, el seguimiento de los factores de virulencia del parásito a lo largo del tiempo, en particular una familia de moléculas llamadas genes var del grupo A, no mostró diferencias entre los voluntarios ni cambios durante el curso de la infección.

El profesor Alex Rowe, presidente personal de Medicina Molecular, Instituto de Investigación de Infecciones e Inmunología de la Universidad de Edimburgo y codirector del proyecto, dijo: "La mayor sorpresa de nuestro estudio fue que no hubo variación en la expresión de los factores de virulencia del parásito.

"La teoría actual, basada en datos de pacientes infectados en países con paludismo, sugirió que los parásitos que expresan genes var del grupo A llegarían a dominar rápidamente a medida que avanzara la infección, pero esto no se observó en nuestros voluntarios.

"Hay muchas razones posibles para esto: tal vez un parásito recolectado más recientemente en un sitio de campo dé un resultado diferente, o tal vez se necesiten tiempos de infección más largos para que la respuesta inmune del huésped pueda influir en estos cambios".

Los resultados inesperados de este estudio muestran el poder de los estudios con voluntarios humanos para plantear nuevas preguntas y dar nuevos conocimientos sobre enfermedades que se han estudiado de otras formas durante muchas décadas, según el equipo.


Los parásitos de la malaria se esconden en los humanos cuando no es temporada de mosquitos

UNIVERSITY PARK, Pensilvania - Los parásitos de la malaria sobreviven a la estación seca sin mosquitos esperando silenciosamente en los seres humanos el regreso de la temporada de lluvias que trae consigo a los mosquitos. Una nueva investigación, realizada por un equipo internacional que incluye a científicos de Penn State, ayuda a explicar cómo el parásito Plasmodium falciparum sobrevive a la interrupción de su ciclo de vida, que requiere el desarrollo dentro del mosquito huésped para la transmisión entre personas. Un artículo que describe la investigación aparece el 26 de octubre en la revista Nature Medicine.

“Uno de los grandes misterios en el estudio de la malaria”, dijo Manuel Llinás, profesor de bioquímica y biología molecular y de química en Penn State y autor del artículo, “es comprender cómo los parásitos de la malaria sobreviven durante la estación seca que carece de mosquitos para la transmisión entre personas."

Los parásitos de la malaria, que afectan a cientos de millones de personas en todo el mundo y matan a casi 300.000 niños en África cada año, se propagan entre los humanos a través de las picaduras de mosquitos infectados. Sin embargo, en muchas áreas del mundo donde la malaria es endémica, una estación seca extrema elimina todos los criaderos de mosquitos, de modo que los mosquitos desaparecen y la transmisión de la malaria se interrumpe durante varios meses cada año. En estas áreas, se pueden encontrar personas asintomáticas infectadas con el parásito durante todo el año, pero los casos de paludismo sintomático aumentan drásticamente cuando los mosquitos están presentes antes de desaparecer nuevamente durante la estación seca. Los casos se reanudan en la siguiente temporada de lluvias cuando los mosquitos regresan y el ciclo comienza de nuevo.

El equipo de investigación fue dirigido por Silvia Portugal en el Hospital Universitario de Heidelberg. Los miembros de su laboratorio visitaron Malí, trabajando con el grupo de Boubacar Traoré en la Universidad de Ciencias, Técnicas y Tecnologías de Bamako en Malí para seguir a casi 600 malienses con edades comprendidas entre los tres meses y los 45 años durante varios ciclos de estaciones secas y húmedas anuales. . Al comparar muestras de sangre de personas portadoras de parásitos de la malaria con personas no infectadas, determinaron que los parásitos de la estación seca no estaban activando la inmunidad del huésped.

Según los investigadores, los parásitos de la malaria persisten dentro de los humanos durante los meses secos en niveles bajos que no ponen en riesgo la salud del huésped, garantizando su supervivencia hasta la próxima temporada de lluvias cuando se puede reanudar la transmisión del parásito. Una característica distintiva del parásito de la malaria es que aparentemente puede desaparecer de la circulación sanguínea al adherirse a la pared de los vasos sanguíneos a medida que el parásito crece dentro del glóbulo rojo. Esta adhesión a los vasos sanguíneos ayuda al parásito a evitar la eliminación cuando los glóbulos rojos pasan rutinariamente a través del bazo, que elimina los glóbulos rojos viejos, dañados o infectados.

Paludismo en estaciones secas y húmedas. Arriba: Histograma de la frecuencia de casos de malaria en el transcurso de un año que muestra la disminución del número de casos en humanos durante la estación seca. Medio: Vista de Bamako en la estación húmeda y seca, durante la estación seca los criaderos de mosquitos desaparecen y la transmisión del parásito de la malaria se interrumpe durante varios meses. Fondo: Plasmodium falciparum, el parásito de la malaria, teñido con Giemsa en frotis de sangre espesa de un caso de malaria en la estación húmeda (izquierda) y una infección asintomática al final de la estación seca (derecha) que muestra una carga parasitaria reducida en la muestra asintomática.

Aunque los parásitos de la malaria continúan replicándose dentro de los glóbulos rojos durante todo el año, durante la estación seca las células infectadas son menos adhesivas y circulan más por todo el cuerpo durante el ciclo de replicación del parásito. El tiempo de circulación más prolongado los hace más susceptibles a ser eliminados por el bazo humano, lo que mantiene baja la carga de parásitos en los individuos infectados.

Utilizando parásitos recolectados a lo largo del año, los investigadores buscaron responder varias preguntas: ¿Si los parásitos que persisten durante la estación seca eran genéticamente diferentes? ¿Cómo se transcribió el genoma del parásito? ¿Con qué rapidez y eficacia se produjo la replicación en el huésped humano? ¿Cómo se vieron afectados los metabolitos circulantes del huésped? ¿Qué tan bien los parásitos escaparon de un filtro similar al del bazo? Y, ¿qué moléculas adhesivas podrían estar promoviendo las diferencias?

“Con la ayuda de un vasto equipo de expertos en muchas de estas áreas”, dijo Portugal, “pudimos demostrar que los parásitos recolectados durante la estación seca parecen muy diferentes, pero la mayoría de esas diferencias fueron promovidas por una adhesión menos eficiente de las células infectadas. a la vasculatura, lo que lleva a parásitos más desarrollados presentes en la circulación durante la estación seca, y también a una eliminación más eficiente de las células infectadas por el bazo ".

El equipo de Penn State utilizó la metabolómica basada en espectrometría de masas para identificar diferencias en el suero sanguíneo humano de personas infectadas tanto en la estación seca como en la lluviosa.

“Nuestro equipo quería explorar si había diferencias metabólicas en las personas infectadas con el parásito de la malaria durante diferentes épocas del año cuando los mosquitos abundan o no existen”, dijo Llinás. "¿Qué cambios metabólicos, si los hay, pueden afectar a los parásitos para que pasen desapercibidos en el huésped humano hasta la próxima temporada de lluvias, cuando los mosquitos regresen y se reanude la transmisión".

Aunque el análisis identificó claramente una separación entre los metabolitos humanos recolectados en la estación seca y la estación lluviosa, el tamaño de la muestra fue demasiado pequeño para determinar metabolitos específicos que pueden extender el tiempo de circulación necesario para mantener baja la carga de parásitos.

“Nuestros resultados colectivos son muy emocionantes, porque sugieren que existen tanto adaptaciones derivadas de humanos como adaptaciones de parásitos durante la estación seca cuando los individuos no están expuestos a los mosquitos”, dijo Llinás. “Es tentador especular que durante la temporada de lluvias, la picadura de mosquitos altera el desarrollo del parásito en el huésped humano para favorecer un mejor desarrollo y transmisión a los mosquitos. Cómo podría ocurrir esto sigue siendo un misterio y aún no se ha determinado ".


Determinantes de la infecciosidad del mosquito vector

La asociación no lineal entre diferentes etapas del ciclo de vida del parásito [6] —desde parásitos asexuales en la sangre humana hasta esporozoítos en las glándulas salivales del mosquito— dificulta el uso de datos moleculares para determinar el reservorio infeccioso humano. Tras la liberación del compartimento extravascular de la médula ósea, los gametocitos maduros parecen permanecer en circulación durante unos seis días [38,82] y pueden necesitar varios días en circulación antes de volverse infecciosos para el mosquito (Fig 3) [36,83]. Mientras están en circulación, los gametocitos maduros deben atravesar la microvasculatura de la dermis para ser accesibles a los mosquitos que se alimentan [84], pero queda por ver si los gametocitos maduros se agregan o se localizan preferentemente en los tejidos subdérmicos para aumentar la probabilidad de transmisión [85]. . Una vez ingeridos en la sangre, los gametocitos masculinos y femeninos deben estar presentes para que se produzca la fertilización. Si bien la probabilidad de transmisión al vector mosquito generalmente aumenta con densidades de gametocitos más altas [7,86,87], la infección por mosquitos se ha observado a niveles submicroscópicos de gametocitos [2–4,88]. Estas observaciones sugieren que la transmisión es muy eficaz incluso con densidades de gametocitos muy bajas y que la cuantificación de gametocitos maduros capaces de infectar mosquitos sigue siendo un desafío a pesar de los avances recientes en la detección de gametocitos [89].

Infecciosidad de un PAG. falciparum–individuo infectado a un mosquito vector es difícil de cuantificar de forma fiable mediante mediciones moleculares debido al bajo número de gametocitos detectables en sangre periférica [6,34,88] y la relación no lineal entre las densidades de gametocitos maduros y la presencia de oocistos en el mosquito [7]. Actualmente se emplean varios tipos diferentes de ensayos de alimentación para medir la infecciosidad, pero solo la alimentación directa de la piel recapitula con precisión el ambiente durante una alimentación de sangre normal [5]. Por razones éticas, este método está restringido a niños mayores y adultos, excluyendo al grupo con mayor prevalencia de gametocitos [6,90,91] y limitando así el alcance de la alimentación directa como herramienta para cuantificar el reservorio infeccioso a nivel poblacional. . El ensayo de alimentación directa por membrana (DMFA), en el que los mosquitos se alimentan de sangre de un portador de gametocitos infectado naturalmente a través de una membrana, es el más utilizado, a pesar del método de transmisión no natural [5]. El ensayo estándar de alimentación por membrana (SMFA), en el que los mosquitos se alimentan con sangre cultivada rica en gametocitos a través de una membrana y se disecan para cuantificar la carga de oocistos después de un período de gestación, es el estándar para probar la actividad de bloqueo de la transmisión en el laboratorio [5, 88,92]. Sin embargo, SMFA es un método de transmisión antinatural y a menudo subestima la infectividad de los gametocitos [5]. Además, todos los métodos asumen que la presencia y el nivel de ooquistes en el intestino medio del mosquito es indicativo de la infectividad del mosquito. Recientemente se demostró que esta relación es consistente para las infecciones de baja densidad a pesar de que una parte de los ooquistes no libera esporozoítos viables [93,94]. Incluso en los casos en que los ooquistes revientan y los esporozoitos migran con éxito a las glándulas salivales, no todas las picaduras de un mosquito infectado son igualmente infecciosas. En general, la heterogeneidad en la maduración del parásito en el mosquito y la falta de protocolos estandarizados para los ensayos de alimentación hace que sea difícil predecir la eficiencia de transmisión a partir de los niveles de gametocitos [5, 7].

La cuantificación de la infectividad también se ve obstaculizada por las respuestas inmunitarias de los humanos y los mosquitos, así como por la competencia que el parásito encuentra dentro del vector del mosquito. El propio sistema inmunológico del mosquito debe desempeñar un papel en la eliminación del parásito de la malaria, aunque los determinantes moleculares de la protección contra los mosquitos no se conocen bien [95,96]. La inmunidad de bloqueo de la transmisión, en la que los anticuerpos específicos de los gametos presentes en la sangre circulante del huésped humano se absorben en la harina de sangre y alteran el desarrollo de parásitos dentro del mosquito, contribuye potencialmente a la falta de correlación entre los gametocitos y la transmisibilidad [5 , 97]. Las interacciones competitivas entre diferentes patógenos dentro del mosquito también podrían ser factores potenciales que afectan el desarrollo del parásito. Experimentos iniciales en los que Anofeles mosquitos infectados con la bacteria simbiótica heredada de la madre Wolbachia alimentados con cultivos de gametocitos han demostrado que Wolbachia inhibe significativamente el desarrollo del parásito, aunque por un mecanismo desconocido [98].

La parte del ciclo de vida del parásito en el mosquito y los cuellos de botella experimentados durante la transferencia de parásitos del huésped humano al mosquito vector y viceversa se han promocionado como los objetivos de intervención más efectivos durante más de un siglo. Además de los métodos convencionales como los insecticidas para matar mosquitos y los fármacos gametocitocidas o esporonticidas para eliminar los parásitos en los huéspedes humanos y vectores, se necesitan nuevas estrategias de intervención. Un hallazgo reciente de que tratar a los mosquitos con una hormona de mosquitos natural que les impide aparearse puede ser una forma alternativa de controlar las poblaciones de mosquitos a medida que se propaga la resistencia a los insecticidas [99]. Dentro de los mosquitos individuales, los compuestos, como los inhibidores de quinasas o los péptidos antimicrobianos que mejoran la capacidad del mosquito para combatir el parásito, podrían reducir la prevalencia de parásitos dentro de los mosquitos. La competencia dentro del mosquito también es una intervención prometedora, tras el reciente descubrimiento de Anofeles poblaciones naturalmente infectadas con Wolbachia [100] y la reducción en el desarrollo del parásito de la malaria observada en infectados experimentalmente Anofeles poblaciones [98].


Biología vectorial

Los parásitos de la malaria son transmitidos a huéspedes humanos por mosquitos hembra del género. Anofeles. Un grupo diverso de Anofeles (30 a 40 especies) sirven como vectores de enfermedades humanas. Varias características fisiológicas, de comportamiento y ecológicas determinan cuán efectivas son las diversas Anofeleslas especies son vectores de la malaria. El NIAID apoya la investigación sobre tales características para comprender mejor la relación parásito-vector y determinar por qué algunas especies de mosquitos transmiten los parásitos de la malaria mientras que otras no.


Plasmodium falciparum - Paludismo

Plasmodium falciparum es el Plasmodium especie responsable del 85% de los casos de malaria. Los tres menos comunes y menos peligrosos Plasmodium las especies son: P. ovale, P. malariae y P. vivax. La malaria infecta a más de 200 millones de personas anualmente, principalmente en países pobres tropicales y subtropicales de África. Es la enfermedad parasitaria más mortal que mata a más de un millón de personas cada año. El 90% de las muertes ocurren al sur del desierto del Sahara y la mayoría son niños menores de cinco años. Además de África, la malaria se presenta en el sur y sudeste de Asia, América Central y del Sur, el Caribe y Oriente Medio. Incluso dentro de las áreas tropicales y subtropicales, la malaria no suele ocurrir en altitudes elevadas (más de 1500 metros), durante las estaciones más frías, en países con programas exitosos de malaria o en desiertos.

Ciclo vital

La malaria es transmitida por Anofeles mosquitos. De los más de 400 Anofeles especies, solo 30 & ndash40 pueden transmitir la malaria. La infección comienza cuando un mosquito hembra inyecta (en su saliva) "esporozoitos" (una forma de P. falciparum) dentro humano piel mientras ingiere sangre. Un esporozoito viaja (en el torrente sanguíneo) al hígado donde invade una célula hepática. Madura en un "esquizonte" (célula madre) que produce 30000 y ndash40000 "merozoitos" (células hijas) en seis días. Los merozoitos estallan e invaden los glóbulos rojos. En dos días, un merozoíto se transforma en un trofozoíto, luego en un esquizonte y finalmente 8 & ndash24 nuevos merozoitos brotan del esquizonte y del glóbulo rojo a medida que se rompe. Luego, los merozoitos invaden nuevos glóbulos rojos. P. falciparum puede evitar que un glóbulo rojo infectado vaya al bazo (el órgano donde se destruyen los glóbulos rojos viejos y dañados) enviando proteínas adhesivas a la membrana celular del glóbulo rojo. Las proteínas hacen que los glóbulos rojos se adhieran a las paredes de los vasos sanguíneos pequeños. Esto representa una amenaza para el huésped humano, ya que los glóbulos rojos agrupados pueden crear un bloqueo en el sistema de circulación.

Un merozoito también puede convertirse en un "gametocito", que es la etapa que puede infectar a un mosquito. Hay dos tipos de gametocitos: machos (microgametos) y hembras (macrogametos). Son ingeridos por un mosquito cuando bebe sangre infectada. Dentro del intestino medio del mosquito, los gametocitos masculinos y femeninos se fusionan en "cigotos" que luego se convierten en "ookinetes". Los ookinetes móviles penetran la pared del intestino medio y se convierten en "ooquistes". Los quistes eventualmente liberan esporozoitos, que migran a las glándulas salivales donde se inyectan en humanos. El desarrollo dentro de un mosquito toma alrededor de dos semanas y solo después de ese tiempo el mosquito puede transmitir la enfermedad. P. falciparum no puede completar su ciclo de vida a temperaturas inferiores a 20 ° C.

Síntomas

Después de ser picado por un mosquito infectado, los síntomas generalmente comienzan dentro de los 10 y 30 días. La malaria puede ser sencilla o grave. Síntomas de malaria sin complicaciones Podría incluir:

  • escalofríos
  • Diarrea
  • fiebre
  • dolores de cabeza
  • dolor muscular
  • náusea
  • transpiración
  • vomitando
  • debilidad.

Algunas manifestaciones menos notorias:

  • agrandamiento del bazo o el hígado
  • aumento de la frecuencia respiratoria
  • anemia leve
  • ictericia leve (el blanco de los ojos y la piel amarillentos).

La enfermedad puede convertirse en malaria grave si hay fallas orgánicas graves o anomalías en el torrente sanguíneo o el metabolismo. Síntomas de malaria severa Podría incluir:

  • dificultad para respirar
  • coma
  • confusión
  • muerte
  • signos neurológicos focales
  • convulsiones
  • anemia severa.

Algunas manifestaciones menos notorias:

  • anomalías en la coagulación de la sangre
  • hemoglobina en la orina
  • alta acidez de la sangre
  • hipoglucemia (bajo nivel de glucosa en sangre)
  • presión arterial baja
  • insuficiencia renal.

Durante el embarazo, la malaria puede provocar un parto prematuro o un parto con bajo peso al nacer. El bebé puede contraer el parásito de la madre y desarrollar la enfermedad. La afectación del sistema nervioso central (malaria cerebral) puede causar (especialmente en niños pequeños) ceguera, sordera, dificultad para hablar, parálisis y problemas de movimiento.

Diagnóstico

La malaria generalmente se diagnostica al examinar una muestra de sangre con un microscopio. También hay kits de prueba que detectan antígenos de P. falciparum en la sangre del paciente. Estas pruebas inmunológicas se conocen como pruebas de diagnóstico rápido (PDR). Las PDR pueden detectar dos antígenos diferentes de la malaria, uno para P. falciparum y el otro se encuentra en las cuatro especies de malaria humana. Las PDR suelen mostrar resultados en unos 20 minutos. Es una buena alternativa a la microscopía, cuando no se puede realizar un diagnóstico microscópico confiable. Es posible que la RDT no detecte algunas infecciones si no hay suficientes parásitos de la malaria en la sangre del paciente y de los rsquos. Un resultado de RDT negativo puede seguirse mediante microscopía. Si un paciente con un resultado de RDT positivo no responde al tratamiento, se debe tomar otra muestra de sangre. Esta vez usando microscopía para determinar si el medicamento era apropiado para el Plasmodium especies.

El diagnóstico puede ser un desafío por muchas razones:

  • Algunos trabajadores de la salud de los países en desarrollo no están suficientemente capacitados ni supervisados.
  • Los microscopios y reactivos pueden ser de mala calidad y el suministro de electricidad puede ser poco confiable.
  • Algunos trabajadores de la salud guardan las muestras de sangre hasta que haya una persona calificada disponible para realizar la microscopía. Este retraso a veces resulta en un diagnóstico incorrecto.
  • Muchas comunidades endémicas de malaria no cuentan con las herramientas de diagnóstico adecuadas, como microscopios y PDR.

Tratamiento

La mayoría de las muertes por paludismo ocurren en áreas rurales. La rápida progresión de la enfermedad a la muerte se puede prevenir con medicación rápida y eficaz. Los pacientes que tienen paludismo sin complicaciones pueden visitar un hospital cercano para recibir tratamiento y luego irse a casa a descansar. En casos de emergencia, se puede administrar artesunato rectal como tratamiento de primera línea (si no se pueden tratar por vía oral). Los pacientes con paludismo grave pueden ser hospitalizados durante muchos días. Al tratar a un paciente con malaria, se debe tener en cuenta lo siguiente:

  • edad y tamaño de la persona (para administrar la cantidad correcta de medicamento)
  • alergias a medicamentos u otros medicamentos tomados por el paciente
  • estado de salud, al iniciar el tratamiento
  • dónde estaba infectada la persona (qué Plasmodium es probable que la especie sea responsable y qué fármaco se necesita).

P. falciparum y P. vivax se ha confirmado que son resistentes (en algunas áreas) a muchos medicamentos antipalúdicos. Por ejemplo, cepa resistente a la cloroquina de P. falciparum se ha extendido a la mayoría de las áreas endémicas.

A continuación se enumeran algunos medicamentos que generalmente recomiendan los programas nacionales de control de la malaria. Es posible que no sean efectivos en muchas partes del mundo debido a cepas resistentes a los medicamentos.

  • Tratamientos combinados que contienen artemesinina (por ejemplo, arteméter-lumefantrina, artesunato-amodiaquina)
  • atovacuona-proguanil
  • cloroquina
  • doxiciclina
  • mefloquina
  • quinina
  • sulfadoxina-pirimetamina.

Primaquina, se utiliza como coadyuvante contra ciertos Plasmodium especies. Es activo contra las formas hepáticas latentes (hipnozoítos que son raros / inexistentes con P. falciparum). La primaquina no se recomienda para personas con deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa o para mujeres embarazadas. El tratamiento simultáneo de todas las personas de una población puede prevenir grandes epidemias de paludismo. Desafortunadamente, también puede aumentar la resistencia a los medicamentos del parásito y las complicaciones en aquellos que tienen deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa.

Prevención

Tratado con insecticida redes de cama puede reducir las muertes de niños menores de 5 años hasta en un 20% (según ensayos en varias comunidades africanas). Anofeles los mosquitos generalmente se alimentan durante la noche, por lo que puede protegerse durmiendo debajo de un mosquitero. Si todos en una comunidad tienen un mosquitero, se puede reducir la incidencia de malaria. Los mosquiteros suelen estar hechos de poliéster, pero a veces se usa algodón, polietileno o polipropileno. Todos los mosquiteros para camas se tratan con insecticidas piretroides, que presentan un riesgo bajo para la salud de los seres humanos pero son tóxicos para los insectos incluso en dosis bajas. Los piretroides no desaparecen rápidamente, a menos que se expongan a la luz solar o se laven. Los "mosquiteros tratados con insecticida de larga duración" mantienen niveles efectivos de insecticida durante tres años o más. Las donaciones de mosquiteros se pueden realizar a través de organizaciones como Nothing But Nets y Malaria No More. The price of one bed net is only a few US dollars (which is often too expensive for people in developing countries).

Many malaria-carrying mosquitoes are endophilic, meaning that they typically rest inside the house after taking a blood meal. Indoor Residual Spraying of the walls and other surfaces can kill them reducing the chances that infected mosquitoes spread the disease from one household to another.

Humans living in areas where malaria is common can become partially immune. Travelers, young children, women having their first or second pregnancy and those who are weakened by other diseases (such as AIDS) have little to no immunity against malaria. Recommendations for pregnant women living in malaria endemic areas:

  • Eat iron and folate supplements to prevent anemia.
  • Get a curative dose of an antimalarial drug at least twice during pregnancy (starting from the second trimester).
  • Sleep under an insecticide-treated bed net.

los number of mosquitoes may be controlled by eliminating mosquito larvae before they reach adulthood. Rainfall forms water puddles where mosquitoes lay their eggs and aquatic larvae develop into adults in a few days. Draining or removal of small puddles can reduce the number of mosquitoes near populations. Chemical insecticides can also be applied but might harm the environment. Other methods applied to water:


Malaria parasites hide out in humans when it's not mosquito season

Credit: U.S. Centers for Disease Control

Malaria parasites survive the mosquito-free dry season by waiting silently in humans for the return of the rainy season that brings back with it mosquitoes. New research, by an international team including Penn State scientists, helps explain how the Plasmodium falciparum parasite survives the disruption to its lifecycle, which requires development within the mosquito host for transmission between people. A paper describing the research appears Oct. 26 in the journal Medicina de la naturaleza.

"One of the great mysteries in studying malaria," said Manuel Llinás, professor of biochemistry and molecular biology and of chemistry at Penn State and an author of the paper, "is understanding how malaria parasites survive throughout the dry season which lacks mosquitoes for transmission between people."

Malaria parasites, which affect hundreds of millions of people worldwide and kill nearly 300,000 children in Africa each year, spread among humans through the bites of infected mosquitoes. However, in many areas of the globe where malaria is endemic, an extreme dry season eliminates all of the mosquito breeding sites such that the mosquitoes disappear and malaria transmission is interrupted for several months every year. In these areas, asymptomatic people infected with the parasite can be found year-round, but symptomatic malaria cases rise sharply when mosquitoes are present before disappearing again during the dry season. Cases resume in the ensuing wet season when mosquitoes return and the cycle begins again.

The research team was led by Silvia Portugal at the Heidelberg University Hospital. Members of her lab visited Mali, working with Boubacar Traoré's group at the University of Sciences, Techniques and Technologies of Bamako in Mali to follow almost 600 Malians ranging in age from three months to 45 years of age over several cycles of annual dry and wet seasons. By comparing blood samples from people carrying malaria parasites to non-infected people they determined that dry season parasites were not triggering host immunity.

According to the researchers, malaria parasites persist inside humans during the dry months at low levels that do not risk the host's health, guaranteeing their survival until the next wet season when parasite transmission can resume. One hallmark characteristic of the malaria parasite is that it can seemingly disappear from blood circulation by adhering to the wall of the blood vessels as the parasite grows inside the red blood cell. This adhesion to the blood vessel helps the parasite avoid clearance when red blood cells are routinely passed through the spleen, which clears old, damaged, or infected red blood cells.

Although the malaria parasites continue to replicate inside of red blood cells year-round, during the dry season the infected cells are less adhesive and circulate longer throughout the body during the parasite's replication cycle. The longer circulation time makes them more susceptible to removal by the human spleen keeping the parasite burden low in infected individuals.

Malaria in wet and dry seasons. Top: Histogram of the frequency of malaria cases over the course of one year showing the drop in the number of cases in humans during the dry season. Middle: View of Bamako in the wet and dry season, during the dry season mosquito breeding sites disappear and transmission of the malaria parasite is interrupted for several months. Bottom: Plasmodium falciparum, the malaria parasite, stained with Giemsa on thick blood smears from a malaria case in the wet season (left) and an asymptomatic infection at the end of the dry season (right) showing reduced parasite load in the asymptomatic sample. Credit: Portugal Laboratory

Using parasites collected throughout the year, the researchers sought to answer several questions: Whether parasites persisting through the dry season were genetically different? How the parasite genome was transcribed? How fast and efficiently replication occurred in the human host? How circulating host metabolites were affected? How well the parasites escaped a spleen-like filter? And, what adhesive molecules could be promoting the differences?

"With the help of a vast team of experts in many of these areas," said Portugal, "we could show that parasites collected during the dry season appear very different, but most of those differences were promoted by a less efficient adhesion of infected cells to the vasculature, leading to more developed parasites present in circulation during the dry season, and also to more efficient clearance of infected cells by the spleen."

The Penn State team used mass spectrometry-based metabolomics to identify differences in human blood serum from infected people in both the dry and rainy season.

"Our team wanted to explore if there were any metabolic differences in individuals infected with the malaria parasite during different times of the year when mosquitoes are abundant or absent," said Llinás. "What, if any, metabolic changes may impact the parasites in order for them to fly under the radar in the human host until the next rainy season when mosquitoes return and transmission resumes."

Although the analysis clearly identified a separation between human metabolites collected in the dry season versus the rainy season, the sample size was too small to determine specific metabolites that may extend the circulation time necessary to keep the parasite burden low.

"Our collective results are very exciting, because they suggest that there are both human-derived adaptations as well as parasite adaptations during the dry season when individuals are not exposed to mosquitoes," said Llinás. "It is tempting to speculate that during the wet season, mosquito biting alters the development of the parasite in the human host to favor enhanced development and transmission to mosquitoes. How this might occur remains a mystery and is yet to be determined."


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