Sesión de caracteristicas microbiológicas, factores de virulencia y estudio diagnóstico de la Esquistosomiasis

1. SESIÓN MICROBIOLÓGICA:
ESQUISTOSOMIASIS
Juan José Fonseca Mata
Residente Infectología
14 de Junio de 2017

2. GUÍA
Taxonomía
Ciclo Vital
Morfología
Factores de Virulencia
Respuesta Inmune
Diagnóstico

3. TAXONOMÍA
• AnimaliaReino:
• PlatyhelmintosFilo:
• TrematodaClase:
• DigeneaSubclase:
• StrigeididaOrden:
• SchistosomatidaeFamilia:
• SchistosomaGénero:
• S. mansoni, S. japonicum, S. haematobiumEspecies:

4. CICLO VITAL
Allen G.P; N Engl J Med, Vol. 346, No. 16,

5. MORFOLOGÍA
Cercaria
 De vida libre
 Nadador activo
 Parido de vida corto (24 – 48 hrs)
 Único propósito es infectar un
huésped definitivo adecuado
 Tiene dos segmentos
 Cuerpo; progenitor del gusano adulto
 Cola; sirve como propulsor en el agua, es
una estructura muscular
 Entre las especies de esquistosomas
hay características morfológicas y
de comportamiento únicas*
Digenetic Trematodes; Advances in Experimental Medicine and Biology;
 Muchos de los órganos del parasito
adulto ya se encuentran en la cercaria
 Una gran parte del volumen corporal
es formado por las glándulas
acetabulares,
 Secreciones involucrados en la penetración de
la piel
 Desde la emergencia del caracol la
cercaría debe encontrar un huésped
adecuado en minutos*

6. MORFOLOGÍA
Digenetic Trematodes; Advances in Experimental Medicine and Biology;

7. MORFOLOGÍAAl pasar del
ambiente liquido
al tejido sufre
cambios
morfológicos y
fisiológicos
•Formación de una
doble membrana,
hepatalamina
•Perdida del glucocalix
rico en carbohidratos
•Se convierte en
hidrofóbico
Puede vivir en la
piel desde 1
hasta varios días
antes de entrar a
la vasculatura
dermica
Una proporción
entrara a la
circulación
linfática luego a
la circulación vía
conducto torácico
Migran a los
capilares
pulmonares de
manera pasiva
Se alarga para
discurrir entre los
capilares
pulmonares, de
menor diámetro
40% alcanzaran la
etapa adulta
Digenetic Trematodes; Advances in Experimental Medicine and Biology;
Esquistosomulos

8. Digenetic Trematodes; Advances in Experimental Medicine and Biology;
ESQUISTOSOMULOS

9. MORFOLOGÍA
Gusanos adultos
 Hasta llegar al hígado inicia la
alimentación y el crecimiento hasta la
forma adulta
 Se hace evidente la diferenciación
sexual
 El macho se puede desarrollar en
ausencia de la hembra, pero la hembra
no alcanza su madurez sexual en
ausencia del macho
 En una infección bisexual, macho
hembra se colocan en copula, con la
hembra yaciendo en el canal
ginecoforal del macho
 Se hipotetiza que los gusanos se
parean en el hígado, antes de la
migración a su destino final, en las
venas mesentéricas (S. mansoni, S.
japonicum) o urogenitales (S.
heamatobium),
 Los adultos pueden vivir en los
humanos por años
 En promedio 5 años,
 Reportes de gusanos vivos de hasta 30
años
Digenetic Trematodes; Advances in Experimental Medicine and Biology;

11. MORFOLOGÍA
Huevecill
os
Se producen continuamente 300/día (S. mansoni)
La morfología es diferente para cada
especie
Cada huevo contiene un embrión, el
miracidio
Para salir del cuerpo y alcanzar agua
dulce, tiene que alcanzar el lumen
intestinal o el tracto urogenital
La hembra deposita los huevos en la
pared de las vénulas
Gracias a la respuesta inflamatoria
del huésped colabora a la migración
Digenetic Trematodes; Advances in Experimental Medicine and Biology;

12. MORFOLOGÍA
Miracidia
• Una vez que el huevecillo se elimina por las heces o la orina y alcanza agua
dulce,
• la envoltura del hueveo se rompe y un miracidio, móvil, multiciliado emerge
• El miracidio es la otra forma libre del parásito
• El éxito de su desarrollo depende de encontrar un huésped intermediario
adecuado antes que se deplete de glucógeno,
• aproximadamente 12 horas*
• Al entrar al caracol, pierde los cilios y poco después se detiene la migración en
el tejido
Digenetic Trematodes; Advances in Experimental Medicine and Biology; Volume 766 2014

13. Digenetic Trematodes; Advances in Experimental Medicine and Biology;
MORFOLOGÍA
Miracidia

14. Esporoquiste
•Miracidia sufre cambios morfológico y fisiológicos
• Se transforma en lo denominado esporoquiste primario (madre)
•En esta etapa la reproducción es asexual
•2 semanas después de la infección,
•Migra al hepatopancreas y a las gónadas
•2 semanas posteriores,
•El esporoquiste secundario puede generar cientos de cercarías
•Una vez que las cercarías maduran, emergen del esporoquiste secundario y
migran al frente del caracol y emergen de el por los márgenes del tejido
MORFOLOGÍA
Digenetic Trematodes; Advances in Experimental Medicine and Biology;

15. MORFOLOGÍA
Digenetic Trematodes; Advances in Experimental Medicine and Biology;

16. FACTORES DE VIRULENCIA
Esquistosomas y su huésped
S. mansoni codifica 11, 809 genes
188 codifican proteínas inmunigénicas en los
huevecillos
Antigeno mayor Sm-p40 es
la más abundante, una
proteína de 40 kD, 354
aminoácidos, con homología
con a-cristalina y una
proteína de choque térmico
Desencadena la respuesta
proinflamatoria Th1/Th17
Viven,
aparentemente sin
protección, en el
torrente sanguíneo
por años
Deben de desplegar
sofisticados medios
de evasión inmune
La transición de agua
dulce al cuerpo
humano implica
cambios
morfológicos*.
Coincidente el parasito
reemplaza su membrana
superficial, convirtiéndose
en una invulnerable a la
muerte mediada por
anticuerpos
Posee 5 pares de
glándulas
acetabulares para
asistir en la
penetración cutánea
Una pequeña
glandula cefálica
que facilita la
entrada del parásito
a la circulación
Microbes and Infection 14 (2012)
Semin Immunopathol (2012)
34:873–888

17. FACTORES DE VIRULENCIA
Glandulas post-acetabulares producen
mucinas
• Facilitan una adhesión firme al estrato corneo de la
piel
S. mansoni: Proteasa de serina soluble,
• Favorece la formación de un “túnel” para la
penetración de la dermis del huésped
S. japonicum: Peptidasa de cisteína;
favorece la penetración de la epidermis*
Función adicional de las proteasas
• Aglutinación de inmunoglobulinas e interfiere
con la lisis mediada por complemento.
• Sm16, originalmente descrita con actividad
antiinflamatoria, con función apoptotica
dependiente de caspasa
Glucanos, presentes tanto en la
secreción de la cercaría, como en las
secesiones de los huevos,
• Altamente inmunogénicos, la respuesta que
provocan sea protectora
• Formán parte del sistema de evasión inmune,
sirviendo como “patalla de humo”
Microbes and Infection 14 (2012)
Invasión del huésped

18. FACTORES DE VIRULENCIA
Migración intravascular
Utiliza la glándula cefálica
para entrar a la circulación
En la etapa cutánea y
pulmonar se libera una
proteína de 20kDa, una
mezcla de 2 proteínas MEG
3.1, y MEG 3.2
La familia de proteínas
MEG 3 son secretadas
desde la superficie del
tegumento así como de la
glándula cefálica
Microbes and Infection 14 (2012)

19. FACTORES DE VIRULENCIA
Microbes and Infection 14 (2012)

20. FACTORES DE VIRULENCIA
Otro producto de desecho son polisacáridos anódicos y catódicos
que comprometen el revestimiento de glucocalix intestinal
La hematina y la hemozoina, residuos de la digestión de la hemoglobina
se vierte a la circulación portal y es depurada por los macrófagos tisulares
hepáticos.
Las hembras de la especie consumen hasta 8 veces mas sangre.
La hemoglobina es la principal fuente de proteína, junto con la albumina
El sistema digestivo del esquistosoma funciona con un sistema de marea
donde el alimento entra por la boca y los desechos salen por la boca
Proteínas secretadas del intestino parasitario al
torrente sanguíneo se dividen en tres
categorías
•Enzimas hidrolíticas, proteínas transportadoreas,
inhibidoras de proteasa.
•Enzimas hidrolíticas:
•catepsina B1 (isoformas C y K/S)
•Pro-X carboxipeptidasa
•1, 4 betaglucosidasa
•Transportadoras:
•Ferritina
•Saposia
•NPC similar a proteína fijadora de colesterol,
•Calumenina
•Inhibidores de proteasa:
•Sepoina
•Homologo de alfa-2-macroglobulina s de esquistosoma
Microbes and Infection 14 (2012)
Parásito adulto en el torrente sanguíneo

21. FACTORES DE VIRULENCIA
Interface de
contacto con la
circulación.
Una capa de citoplasma
sincitial conectada con
los cuerpos celulares
La capa superficial
carece de
macromoléculas
Actuando de barrear al
prevenir la adhesión de
anticuerpos a las
proteínas de
membrana
Haciendo al tegumento
la principal localización
donde ocurre la
evasión inmune
Un pequeño numero de enzimas que
se exponen en la capa mas externa
se han implicado como factores de
virulencia potenciales.
ATP-difosfohidrolasa
Regula la
concentración de
nucleótidos de
purina alrededor del
paracito,
Evadiendo la
hemostasia al
prevenir la actividad
plaquetaria mediada
por ADP
Ciclasa GPI
– anclada –
ADP-
ribosil,
inhabilita la
generación de ADPc
y puede catabolizar
NAD(+) para evitar
su uso por enzimas
que facilitan la
respuesta inmune.
Microbes and Infection 14 (2012)
El tegumento y la evasión del sistema inmune

22. FACTORES DE VIRULENCIA
Una proporción de los
huevecillos depositados
en el intestino se
convierten en el centro
de la respuesta
granulomatosa
La liberación de
secreciones es el
desencadenante para
iniciar la migración de
los huevos a través de
los tejidos hasta la luz
intestinal o la vejiga
para ser excretados
En el desarrollo 3 – 4
células se separan de la
masa embriónica y se
mueven e manera
periférica donde se
fusionan para formar la
envoltura sincicitial
Es una estructura
compuesta de alrededor
de 30 células vitelinas y
un ovum fertilizado*
Microbes and Infection 14 (2012)
Escape del huevo de los tejidos

23. RESPUESTA INMUNE
Journal of Advanced Research (2013)
Treg 

24. RESPUESTA INMUNE
La respuesta
inmune esta
involucrada en el
desarrollo de
muchos de los
cambios
patológocos
Individuos
infectados
pueden ser
resistentes a la
superinfección
Esquistosomas
sobreviven por
años en el
huésped a pesar
de la respuesta
inmune montada
Nat Rev Immunol. 2002
Tres hallazgos tempranos de interés en la
inmupatogénesis de la esquistosomiasis

25. RESPUESTA INMUNE
Divididos en
dos grupos por
su función
•Clásicamente o
alternativamente
activados
Clásicamente activados
•Se inducen por citocinas Th1 (IFNγ, TNFα, IL – 12)
•Favorecen la hidrolisis de L – arginina a NO y citrulina por la iNOS
Alternativamente activados
•Se activan por la influencia de citocinas Th2, (IL – 4, IL -13)
•Favorecen la conversión de L – arginina a prolina, esencial en la
síntesis de colágeno
Constituyen cerca del 30% de la población celular
de los gránulos de S. mansoni
Más limitada en los de S. japonicum
Trends in Parasitology xxx xxxx, Vol.
Macrófagos

26. RESPUESTA INMUNE
Th1
Th2
Macrófagos
Nat Rev Immunol. 2002
Semin Immunopathol (2012)
34:873–888

27. RESPUESTA INMUNE
S. japonicum induce mas quimiotaxis
sobre neutrófilos que sobre eosinofilos
Se asocia con la elevada expresión de
quimiocinas CXCL1 y CXCL2
Neutrófilos en los granulomas de S.
japonicum realizan NETosis
Trends in Parasitology xxx xxxx, Vol.
Neutrófilos

28. RESPUESTA INMUNE
La eosinofilia es común en la esquistosomiaisis aguda
Contribuye alrededor del 70% del total de la celularidad de los granulomas de S. mansoni
La migración de eosinofilos es inducida principalmente por la quimiocina CCL11
Otro grupo de pequeñas quimiocinas son las encargadas de regular la migración de
eosinofilos al sitio inflamatorio
Trends in Parasitology xxx xxxx, Vol.
Eosinofilos

29. RESPUESTA INMUNE
Es una
enferemda
d febril
se
presenta
previo a la
aparición
de los
huevecillos
en las
heces
Pico de las
6 a 8
semanas
después
de la
infección
Aumento
de los
niveles
séricos de
TNFα y de
células
mononucle
ares que
producen
grandes
cantidades
de TNFα,
IL-1 e IL –
6
Predomina
la
respuesta
Th1
• con la
progresión
de la
enfermeda
d, y la
producció
n de
antígenos
por los
huevecillo
s que
induce la
respuesta
Th2 y
regula a la
La
enfermedad
febril aguda
es rara en
habitantes
de zonas
endémicas,
probableme
nte asociada
a la
sensibilizaci
ón in-utero
Nat Rev Immunol. 2002
Esquistosomiasis aguda, respuesta Th1
Trends in Parasitology xxx xxxx, Vol.
xxx, No. x

30. RESPUESTA INMUNE
Nat Rev Immunol. 2002
Esquistosomiasis aguda, respuesta Th1
Semin Immunopathol (2012)
34:873–888

31. RESPUESTA INMUNE
La respuesta Th2 es esencial en el control de la enfermedad inicial
Respuesta prolongada contribuye al desarrollo de fibrosis
IL-13 es la principal responsable
Los pacientes con enfermedad más grave, tienden a tener una respuesta
similar a Th1, con niveles elevados del receptor de TNFα
IFNγ también participa de manera importante en la fibrosis durante la
esquistosomiasis
Nat Rev Immunol. 2002
Esquistosimasis crónica
Se clasifica según la gravedad; la mas grave es la forma hepatoesplénica
Semin Immunopathol (2012)
34:873–888

32. RESPUESTA INMUNE
IFNγ, TNFα, IL-1 e IL – 6
IL-13 e IL – 5, IL – 10
D
C
Semin Immunopathol (2012)
34:873–888

33. Nat Rev Immunol. 2002
RESPUESTA
INMUNE
Respuesta Th2
Semin Immunopathol (2012)
34:873–888

34. RESPUESTA INMUNE
IL- 17 es un
colectivo de
citosinas desde IL –
17ª hasta IL – 17 F
Dotadas de una
poderosa función
pro-inflamatoria
Producida por
linfocitos T CD4+,
diferentes a los
relacionados de la
respuesta Th1 y
Th2, designados
como linfocitos
Th17
Semin Immunopathol (2012) 34:873–888
Respuesta Th17

35. RESPUESTA INMUNE
En particular los MAA dependientes de IL – 4 son indispensables para el desarrollo y el mantenimiento de la respuesta Th2
Comparten mecanismos comunes para contener la inflamación en la etapa crónica de la infección (inmunomodulación)
Junto con las células del Th2, Treg y los MAA representan partes esenciales en la regulación de la patología inducida por
esquistosoma
Treg y los MAA pueden ejercer una función reguladora poderosa
Semin Immunopathol (2012) 34:873–888
Respuesta Treg y MAA
MAA macrófagos de activación alter

36. RESPUESTA INMUNE
Heterogeneidad
en la respuesta
inmune, hacia
esquistosoma,
involucrando a
diferentes CPA,
Linfocitos T y
citocinas,
resultado en
diferentes
niveles de
inmunopatologí
a.
Semin Immunopathol (2012) 34:873–888

37. RESPUESTA INMUNE
Treg 

38. RESPUESTA INMUNE
Células CD4 específicas para los antígenos del
huevecillo, portan cadenas αβ clonales que
son esenciales en la inducción de la formación
de la respuesta granulomatosa
La ausencia de huevecillos en las heces de los
pacientes VIH+ es una prueba del papel de los
CD4 en la inflamación granulomatosa que
facilita la transmigración de los huevecillos a
la luz intestinal
En la etapa crónica la producción de IL – 13
por parte de Th2 contribuye a la fibrosis
hepática
Semin Immunopathol (2012)
Reacción granulomatosa

39. RESPUESTA INMUNE
Los sitios principales de formación son
alrededor de los huevecillos que se
encuentran en los capilares
presinusoidales hepáticos
Otros sitios son la mucosa intestinal
donde se caracterizan por
pseudopoliposis, microlceraciones y
hemorragia superficial
S. haematobium, la formación de
granulomas ocurre en la vejiga,
resultando en su calcificación , pudiendo
provocar enfermedad renal post-renal y
aumentando el riesgo de cáncer
Trends in Parasitology xxx xxxx, Vol. xxx,
Reacción granulomatosa

40. Trends in Parasitology xxx xxxx, Vol. xxx,
RESPUESTA INMUNE
Reacción granulomatosa
Th2
Treg
MAA
IL – 13
IL - 4

41. INMUNOPATOGENESIS HEPÁTICA
Secundario a la
estimulación
antigénica
continua
Reclutamiento
celular
Formación de
granulomas
periovulares y
posterior
fibrosis en los
pacientes
Predominan IL
– 4 e IL - 13
Trends in Parasitology xxx xxxx, Vol. xxx, No. x

42. INMUNOPATOGÉNESIS HEPÁTICA
Principal fuente de colágeno
Papel relevante en la fibrogenesis inducida por
esquistosoma
Quiecentes, son reservorio de vitamina A.
Al responder al daño hepático se transdiferencian a
miofibroblastos caracterizados por la producción de
matriz extracelular
Se encuentran en la periferia de los
granulomas
Quimiocinas asociadas con el
reclutamiento de células estelares son
•CXCL1, CCL7, CCL12, CCL21
La transdiferenciación a
miofibroblastos se induce por IL – 13
Trends in Parasitology xxx xxxx, Vol.
Células estelares hepáticas

43. Trends in Parasitology December 2012, Vol. 28,
INMUNOPATOGÉNESIS HEPÁTICA
Células estelares hepáticas

44. Trends in Parasitology December 2012, Vol. 28, No. 12 574

45. DIAGNÓSTICO
• La producción de huevos inicia
al final de la maduración y la
migración a los plexos
mesentéricos o vesicales
• En la etapa aguda la búsqueda
de huevos en heces u orina es
usualmente negativa
Heces y orina
• El diagnóstico en la enfermedad aguda recae en
el serodiagnóstico
• Hay que tomar en cuenta 3 cosas
• Los hallazgos serológicos son negativos al
inicio del cuadro clínico, repetir para
evidenciar la seroconversión aproximadamente
a las 3 semanas del inicio del cuadro
• La sensibilidad y especificidad varia
dependiendo de los antígenos utilizados.
Usualmente se utiliza antígenos del huevo
• Sensibilidad no es mayor de 50%
• Inmuno Blot se realiza cuando ELISA es
positivo con especificidad de 100%
• Cuando se utiliza antígenos del gusano en
pruebas de aglutinación la sensibilidad varia
de 70 – 90%
• Combinación de ELISA y aglutinación alcanzan
sensibilidad e 90% y especificidad de 92.2%
Serodiagnóstico
Clinical Microbiology and Infection, Volume 16 Number 3,
Enfermedad aguda

46. Pacientes
 Pacientes con historia reciente de viaje
a zonas endémicas de
Esquistosomiasis
 Estar en contacto con agua dulce
 Al menos un episodio de fiebre
 Eosinofilia > 700/ul o 10%
Se comparo la PCR con los
resultados de serología y
microscopia
Resultados
 38 pacientes en total
 35 pacientes positivos para detección
de DNA de Esquistosoma
 Sensibilidad de 92%
ELISA:
 Sensibiidad de 70%
Inmunofluorecencia:
 Sensibilidad de 40%
Wichmann et al. BMC Infectious Diseases 2013, 13:55

47. DIAGNÓSTICO
Generalidades del diagnóstico
Diagnosis and management of schistosomiasis: BMJ

48. DIAGNÓSTICO
El diagnóstico definitivo depende de la detección de los huevos
•en las heces (S. mansoni y S. japonicum) o en orina (S. haematobium)
Técnica de Kato – Katz
Otra es la detección de antígenos anódicos y catiónicos liberados por los gusanos adultos en sangre u orina
Anticuerpos monoclonales se han desarrollado
Detección de anticuerpos por medio de FAST – ELISA (S. mansoni)
Digenetic Trematodes; Advances in Experimental Medicine and Biology; Volume 766 2014
Enfermedad crónica

49. DIAGNÓSTICO
Lancet 2006;368:1106–18

50. Se evaluó la aplicabilidad de tiras reactivas para detección de
antígeno catódico circulante de S. haematobium en orina
Se evaluó en 265 personas de 2 a 19 años en un área rural de
Zinbawe
Fue comparada con la detección de huevos antes y después de 6
semanas de tratamiento con praziquantel
Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene (2009) 103, 45—51

51. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene

52. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene (2009) 103, 45—51

53. Detección y cuantificación de DNA de S. mansoni y S. haematobium
en muestras fecales
150 muestras de pacientes conocidos con infección y de controles
Especificidad del 100%
Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene (2008)

54. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene (2008) 102, 179—185

55. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene (2008) 102, 179—185