Plasmodium falciparum

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UNIVERSIDAD DE SONORA 
DIVISIÓN DE CIENCIAS BIOLÓGICAS Y DE LA SALUD 
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICO-BIOLÓGICAS 
Lic. QUÍMICO BIÓLOGO CLÍNICO 
 
 
 
 
 
Inmunoparasitología 
 
Profesor: José María Gastelum Cano 
 
 
Ensayo 
 
 
“Plasmodium falciparum” 
 
 
Equipo 
 
Hernández Acosta Azucena 
Ortega López Thelma Patricia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Hermosillo, Sonora. A 21 de septiembre, 2022 
 
 
 
 
La malaria es una de las principales causas de morbilidad y mortalidad, con casi la mitad de 
la población mundial en riesgo de infección y 435 000 muertes al año. La mayor carga de la 
enfermedad se produce en el África subsahariana, con importantes consecuencias 
socioeconómicas negativas en el continente, donde Plasmodium falciparum representa más 
del 99 % de los casos estimados. (1) La infección con parásitos P. falciparum causa la forma 
más grave de paludismo y es responsable de la mayoría de las muertes relacionadas con él. La 
habilidad de P. falciparum infecta eritrocitos (IEs) para adherirse de manera eficiente a los 
receptores vasculares del huésped diferencia a este parásito de los otros parásitos de la 
malaria que infectan a los humanos. (2) 
P. falciparum tiene un ciclo de vida complejo que involucra a dos huéspedes (humanos y 
mosquitos Anopheles spp.) y varias etapas de desarrollo en cada huésped. (2) Este reservorio 
parasitario clínicamente silencioso, que persiste durante meses o años y contribuye a la 
transmisión continua de malaria, plantea un desafío para los esfuerzos de eliminación. (3) Y 
es un gran obstáculo para la eliminación de la malaria la gran capacidad del parásito y vector 
para evolucionar en respuesta a intervenciones de control de la malaria. (4) 
La parte humana del ciclo de multiplicación, que es asexual, se inicia cuando un el mosquito 
hembra infectado inyecta parásitos en etapa de esporozoíto en la piel mientras se alimenta de 
sangre. Los esporozoítos extracelulares transitan rápidamente por la circulación periférica 
desde la piel hasta el hígado, donde infectan los hepatocitos. El estadio hepático es 
asintomático y dura 1 semana, tiempo durante el cual el parásito intrahepático se multiplica, 
dando como resultado un esquizonte que consta de al menos 30,000 parásitos hijos. Estos, 
ahora llamados merozoitos abandonan el hepatocito infectado y entran en la circulación 
sanguínea. Los merozoítos infectan rápidamente los eritrocitos, evento que marca el 
comienzo del ciclo de multiplicación intraeritrocítica. Esta parte del ciclo de vida continúa 
hasta que la infección se controla mediante inmunidad o quimioterapia, o hasta que el 
huésped muere. Cada ronda del ciclo intraeritrocitario dura aproximadamente 48 horas. (2) 
La evasión inmune es una estrategia para evitar que la respuesta inmune ataque; de esta 
manera se puede deducir que los parásitos de P. falciparum evaden la respuesta inmune del 
mosquito para así transmitir a un nuevo huésped. El gen principal de P. falciparum para la 
evasión de la respuesta inmune del mosquito Anopheles es el Pfs47. Inhibe la apoptosis 
mediada por las proteínas JNK al prevenir la activación de varias caspasas. La deficiencia de 
caspasa-S2 previene la nitración de proteínas en las células del intestino medio del mosquito. 
También, el gen Pfs47 inhibe la Hemo Peroxidasa (HPX2) y NADHP oxidasa 5 (NOX5). (5) 
Se procede a hablar de la evasión inmune en el humano, por lo que se tienen que mencionar 
las estrategias de evasión inmune de los parásitos de la malaria P. falciparum en estadio 
hepático, donde, los esporozoítos libres y los parásitos intrahepáticos deben superar el 
obstáculo de la respuesta inmunitaria del huésped para entrar en la etapa eritrocitaria. Se 
demostró por medio de investigación que los esporozoitos pasan a través de las células de 
Kupffer (KC) y las células endoteliales (EC), algunos esporozoitos pueden pasar por medio 
de las KC mientras que estas mismas matan a a otros microorganismos. Para pasar esta 
barrera, la proteína del circunsporozoito (CSP) se une a una de las proteínas de la superficie 
de las KC y esta interacción produce altos niveles de Adenosín Monofosfato Cíclico 
(AMPc/EPAC) intracelular que previene la formación de especies reactivas de oxígeno 
(ROS). Este contacto de los esporozoitos con las KC también contribuye a la baja de las 
citocinas Th1 inflamatorias y aumenta las citocinas Th2 antinflamatorias. En algunos casos, 
la unión de los esporozoitos también indujo la apoptosis de KC y redujo la expresión del 
complejo mayor de histocompatibilidad (MHC)-I. Entonces se da como resultado la 
inducción de la tolerancia a las células T. Una vez dentro del hepatocito, la vacuola 
parasitófora evita la degradación lisosomal y la hemo oxigenasa-1 (HO-1) del huésped 
también aumenta el desarrollo de parásitos intrahepáticos al modular la respuesta 
inflamatoria del huésped. (5) 
En la evasión inmune intraeritrocítica, el éxito depende de los merozoitos y de las proteínas 
de la superficie de los glóbulos rojos infectados (iRBC). La falta de expresión de la molécula 
MHC-I en la superficie de los glóbulos rojos también ayuda al parásito a anular el 
reconocimiento por parte de las células T CD8+. También crean rosetas que les ayudan a 
unirse a los epítopos de glóbulos rojos y evitar el reconocimiento inmunológico. La expresión 
de proteínas de superficie antigénicas variables en iRBC les ayuda a evadir la respuesta 
inmune del huésped. La diversidad antigénica se desarrolla principalmente a partir de 
familias de genes multicopia y alelos polimórficos. PfEMP1 es una de las proteínas altamente 
polimórficas, codificada por aproximadamente 60 copias de genes var. Tiene diferentes 
dominios variables que establecen su unión a varios ligandos en las células endoteliales. Un 
gen var particular, conocido como var2csa, media la cito adherencia de iRBC a los 
sincitiotrofoblastos de la placenta. Las proteínas variantes, como RIFIN en la etapa de 
trofozoíto temprano y STEVORS en la etapa de trofozoíto maduro, son posiblemente 
importantes en la evasión inmune. (5) 
En general, el polimorfismo antigénico es el obstáculo más difícil para el desarrollo de 
vacunas efectivas contra la malaria por P. falciparum. El segundo mecanismo de evasión 
inmune en esta etapa es el secuestro, mediado por PfEMP-1, RIFIN y STEVOR. Estos 
permiten la adherencia de iRBC al endotelio vascular que protege de la eliminación de los 
parásitos por parte del bazo. La formación de rosetas y la adherencia son importantes para la 
evasión inmunitaria a través del secuestro y son responsables de la aparición de paludismo 
cerebral. La IgM, que no es específica para estos parásitos, también se une a las moléculas 
PfEMP-1 a través de su porción Fragmento Cristalizable (Fc) y promueve la formación de 
rosetas que pueden facilitar el secuestro al evitar la eliminación esplénica. Las funciones 
fagocíticas de los macrófagos también se ven obstaculizadas por la hemozoína de P. 
falciparum. Los macrófagos que tienen hemozoína no pueden fagocitar más iRBC y reducen 
la producción de radicales intermedios de oxígeno. La infección por P. falciparum también 
activa moléculas inhibidoras de puntos de control. La mayoría de los parásitos P. falciparum 
utilizan una vía independiente del ácido siálico (SA-) para evadir la respuesta inmunitaria de 
los anticuerpos. También desvían la respuesta de anticuerpos de un antígeno a otro antígeno. 
Las repeticiones polimórficas en tándem en los antígenos también enmascaran los epítopos 
críticos. (5) 
Los mecanismos utilizados para la evasión de merozoitos incluyen proteínas antigénicas. 
Principalmente, las proteínas de superficie de merozoíto (MSP), PfAMA1, PfEBA y PfRH 
están involucradas en la evasión de merozoíto. Entre ellos, los MSP son altamente 
polimórficos y juegan un papel clave para evadir el ataque inmunológico. Las proteínas demerozoíto muestran una fuerte homología con la proteína huésped que dificulta su 
reconocimiento por parte de los anticuerpos. Las proteínas del complemento pueden permitir 
la entrada del parásito. Los anticuerpos también están mejorando la transmisión al mosquito. 
También se indica recientemente la expresión de las proteínas Var, Rif y Stevor que 
proporcionan una evasión inmune. (5) 
La proteína polimórfica VAR2CSA es capaz de mediar en la interacción de los eritrocitos 
infectados con una variedad de células huésped, incluidos los sincitiotrofoblastos y leucocitos 
placentarios, pero con componentes del sistema inmunitario, como la IgM no especifica. (6) 
En personas que nunca han padecido paludismo, las infecciones por P. falciparum provocan 
una parasitemia elevada y una fuerte respuesta proinflamatoria de citoquinas y quimioquinas, 
conocida como "tormenta de citoquinas", que provoca fiebre y otros síntomas de paludismo. 
Aunque la inmunidad estéril no parece lograrse de manera confiable, la inmunidad protectora 
contra la malaria se puede adquirir a través de la infección natural por P. falciparum, pero 
solo después de años de exposiciones repetidas. Una vez adquirida, esta inmunidad parece 
disminuir rápidamente en ausencia de una exposición continua. Una parte crucial de este 
proceso son las células dendríticas. Las células dendríticas no solo son importantes para las 
respuestas tempranas de citoquinas, sino que también son esenciales para unir y regular las 
respuestas inmunitarias innatas y adaptativas a las infecciones y vacunas patógenas. Las 
células dendríticas residen en todo el cuerpo y toman muestras de su entorno en busca de 
patógenos. Una vez que fagocitan o encuentran material patógeno, experimentan un rápido 
proceso de maduración y migran a los órganos linfoides secundarios para presentar el 
antígeno a través de moléculas MHC a las células T vírgenes y así iniciar la inmunidad 
adaptativa. (7) 
Son necesarios métodos rápidos, sencillos, asequibles y trasladables a la clínica diaria para 
detectar posibles resistencias en el paciente. Se ha demostrado que el genotipado por 
Kompetitive Allele Specifc PCR (KASP), es un método simple, rápido y económico que 
permite una caracterización bialélica de alta precisión de SNPs (Polimorfismo de nucleótido 
único), así como inserciones y deleciones en loci específicos, de ahí su posible utilidad en el 
estudio de resistencia en P. falciparum. El método KASP introduce la transferencia de 
energía por resonancia de fluorescencia (FRET) para la generación de señales, donde se 
utilizan dos casetes fluorescentes para la identificación de la amplificación específica del 
alelo para un único SNP bialélico. (8) 
Plasmodium falciparum trasmite malaria con uno de los índices más altos de mortalidad, es 
el causante de la mayoría de todas las infecciones y el 90% de las muertes que hay por esta 
enfermedad. Aunque su prevalencia predomina más en África subsahariana más que otro 
lugar del mundo. Al igual que muchos otros antimicrobianos, los grandes éxitos con los 
antipalúdicos a menudo han sido su ruina: su uso extensivo y en ocasiones subóptimo ha 
favorecido la evolución y diseminación de parásitos Plasmodium falciparum resistentes a 
los medicamentos. Una vez más, la resistencia a múltiples fármacos (MDR) amenaza el 
control y la eliminación de la malaria. (9) 
También se ha descubierto que los mosquitos alimentados directamente sobre la piel se 
infectan más fácilmente que mediante un ensayo de alimentación directa por membrana. 
Estos hallazgos han llevado a la hipótesis de la biología y el comportamiento de los 
gametocitos que mejoran su transmisión, pero aún no se han descrito. Un comportamiento 
previo a la fertilización, por el cual los gametocitos de la malaria se asocian en la sangre 
circulante y/o se adhieren a los capilares subdérmicos, podría aumentar su probabilidad de 
ser ingeridos en cantidades suficientes. Curiosamente, dos estudios iniciales revelaron que 
los gametocitos estaban, en promedio, tres veces más concentrados en las biopsias de piel 
que en la circulación venosa, aunque estos experimentos carecían de los controles adecuados. 
(10) 
 
 
Referencias 
 
1. Dieng MM, Diawara A, Manikandan V, Tamim El Jarkass H, Sermé SS, Sombié S, et al. 
Integrative genomic analysis reveals mechanisms of immune evasion in P. falciparum 
malaria. Nat Commun. 2020 Dec 1;11(1). 
2. Jensen AR, Adams Y, Hviid L. Cerebral Plasmodium falciparum malaria: The role of PfEMP1 
in its pathogenesis and immunity, and PfEMP1-based vaccines to prevent it. Vol. 293, 
Immunological Reviews. 2020. 
3. Portugal S, Tran TM, Ongoiba A, Bathily A, Li S, Doumbo S, et al. Treatment of Chronic 
Asymptomatic Plasmodium falciparum Infection Does Not Increase the Risk of Clinical 
Malaria Upon Reinfection. Clinical Infectious Diseases [Internet]. 2017 Mar 1 [cited 2022 
Sep 19];64(5):645–53. Available from: 
https://academic.oup.com/cid/article/64/5/645/2739519 
4. Gen M, Ahouidi A, Ali M, Almagro-Garcia J, Amambua-Ngwa A, Amaratunga C, et al. An 
open dataset of Plasmodium falciparum genome variation in 7,000 worldwide samples. 
Wellcome Open Research 2021 6:42 [Internet]. 2021 Jul 13 [cited 2022 Sep 20];6:42. 
Available from: https://wellcomeopenresearch.org/articles/6-42 
5. Belachew EB. Immune Response and Evasion Mechanisms of Plasmodium falciparum 
Parasites. J Immunol Res [Internet]. 2018 [cited 2022 Sep 20];2018. Available from: 
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29765991/ 
6. Tomlinson A, Semblat JP, Gamain B, Chêne A. VAR2CSA-Mediated Host Defense Evasion of 
Plasmodium falciparum Infected Erythrocytes in Placental Malaria. Vol. 11, Frontiers in 
Immunology. 2021. 
7. Turner TC, Arama C, Ongoiba A, Doumbo S, Doumtabé D, Kayentao K, et al. Dendritic cell 
responses to Plasmodium falciparum in a malaria-endemic setting. Malar J [Internet]. 2021 
Dec 1 [cited 2022 Sep 19];20(1):1–13. Available from: 
https://malariajournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12936-020-03533-w 
8. Alvarez-Fernandez A, Bernal MJ, Fradejas I, Martin Ramírez A, Md Yusuf NA, Lanza M, et al. 
KASP: a genotyping method to rapid identification of resistance in Plasmodium falciparum. 
Malar J. 2021;20(1). 
9. Duffey M, Blasco B, Burrows JN, Wells TNC, Fidock DA, Leroy D. Assessing risks of 
Plasmodium falciparum resistance to select next-generation antimalarials. Vol. 37, Trends 
in Parasitology. 2021. 
10. Talman AM, Ouologuem DTD, Love K, Howick VM, Mulamba C, Haidara A, et al. Uptake of 
Plasmodium falciparum Gametocytes During Mosquito Bloodmeal by Direct and Membrane 
Feeding. Front Microbiol. 2020 Mar 3;11:246.