1 Introducción a la Parasitología

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1. INTRODUCCIÓN A LA PARASITOLOGÍA
Fecha: 24 de enero 2018
En primer lugar, hay unos principios generales en biología, uno de esos principios es lo que se denomina unidad general de selección. Una unidad de selección es sobre la cual opera la selección natural y es importante en el sentido de las estrategias evolutivas y lo que evolutivamente significa el parasitismo. 
Hay unas características fundamentales en una unidad de selección: 
Distintos individuos de una población tienen distintas morfologías/fenotipos y esa variación fenotípica es una característica genética, la cual está dada por mutaciones o cambios epigenéticos. Lo que nos dice esto es que en una población dada vamos a tener distintos individuos con un grado de variabilidad determinado por las mutaciones que ocurren en el ADN.
Los distintos fenotipos tienes distintas tasas de supervivencia y distintas tasas de reproducción. Aquí es donde ya entra en juego la selección natural, si todos fueran iguales ninguno tendría diferencias en la tasa de supervivencia o reproducción. Entra un concepto llamado adaptabilidad o fitness y es donde operara la selección natural y se podría definir como qué tan bien adaptado está un organismo.
Hay una correlación entre padres e hijos en la contribución de cada uno de estos a las generaciones subsiguientes. El fitness es entonces una característica genética heredable. También vale destacar que tenemos unas características individuales, que solo las posee un individuo, y otras poblacionales, las cuales adquieren los individuos solo como población. La selección natural va a operar sobre una población de individuos que tienen una variabilidad genética y que por lo tanto va a tener un fitness diferencial (no todos los individuos tienen el mismo fitness).
Todo esto constituye la unidad de selección que es básicamente la vida. Sobre esta unidad de selección, que es autorreplicativa, es que opera la selección natural. Es importante señalar que cualquier unidad autorreplicativa está sujeta a selección. 
Entonces esto son distintas unidades de selección que tienen diferentes tipos de parasitismo, de más simple a más complejo:
Moléculas autorreplicativas (moléculas in vitro de RNA auto-catalíticas).
Transposones (45% del genoma humano).
Retrotransposones.
Virus (hepatitis).
Microparásitos (protozoos, plasmodium).
Macroparásitos (metazoos, helmintos).
En el caso de las moléculas autorreplicativas tenemos el ejemplo de distintos tipos de RNA in vitro creados en laboratorio, donde adquieren la capacidad de autorreplicarse gastando energía, con el tiempo observamos que se van a desarrollar RNA’s parásitos que van a autorreplicarse usando la energía de otros RNA’s.
Los transposones y retrotransposones se duplican independientemente y mueven constantemente por el genoma sin aportar en la mayoría de casos algo significativo al organismo. Así los genomas entre especies tienen tamaños distintos y esa diferencia está dada fundamentalmente por la cantidad de transposones que tienen, un ejemplo de esto es una ameba que tiene más contenido de DNA que el genoma humano.
Otros casos que vemos son los parásitos de parásitos, un virus es un parásito que se replica a expensas del genoma del organismo hospedero, y a su vez hay virus de virus, un ejemplo de esto es la hepatitis delta que es un elemento subviral del virus de la hepatitis B que no tiene algunas de las funciones necesarias para infectar por lo cual recae en el virus de la hepatitis B que su vez se replica a expensas del aparato reproductor del genoma humano.
Ya hablando a lo que nos interesa del curso, vamos a ver parásitos unicelulares (microparásitos, esencialmente protozoos eucariontes) y multicelulares (macroparásitos, organismos metazoos con diferenciación celular que parasitan al humano). 
El parasitismo es una relación no mutualista entre especies donde el parasito se beneficia a expensas del hospedero. En términos genéticos el parásito lo que hace es disminuir el fitness del organismo que está infectando, entonces vamos a ver que los organismos con parásitos tienen disminuida su capacidad de supervivencia/reproducción.
En general muchos de los parásitos:
No matan al hospedero. 
Disminuyen el fitness del hospedero.
Son más pequeños que el hospedero.
Tienen un tiempo de generación menor al del hospedero (ciclo de vida más rápido).
Hay varias estrategias evolutivas del parasitismo:
Parasitoidismo: Un organismo que parasita un hospedero hasta matarlo, un ejemplo son las avispas que ponen los huevos en un determinando organismo como una araña y poco a poco las larvas se van comiendo el organismo hasta matarlo.
Castración Parasitaria: El parásito infecta el tejido reproductivo, no mata al hospedero, pero los deja estéril.
Parásitos de transmisión directa: Los parásitos pasan entre hospederos sin ningún intermediario, un ejemplo son las garrapatas.
Parásitos de transmisión trófica: Requieren de varios hospederos de una misma cadena alimenticia, ocurre por ejemplo en toxoplasma.
Parásitos de transmisión por vectores: Se utiliza un organismo temporal para moverse entre hospederos, un ejemplo es el dengue o el Zika.
Micropredadores: Tienen una interacción temporal con el hospedero, como pulgas, moscas. 
¿Cuál es la naturaleza de esas interacciones?
Esta naturaleza está definida por varios conceptos:
Ecosistema: Está compuesto por un hábitat, que es el lugar donde habitan los organismos, definición de naturaleza espacial.
Nicho: A diferencia del hábitat es un concepto dinámico, es la manera en que un organismo o población responde a la distribución de recursos que hay en un sitio particular y como responde también a sus competidores.
Población: Individuos de una misma especie que habitan un área determinada.
Comunidad-Biocenosis: Son diferentes poblaciones de una o más especies que habitan un espacio particular y establecen relaciones entre sí.
Muchos parásitos pueden influenciar el hábitat o el nicho mediante productos de metabolismo o replicación.
Simbiosis
La relación del parasitismo es particular, corresponde a un tipo de interacción que se conoce como simbiosis.
Hablamos de simbiosis cuando hay una relación estrecha y de larga duración entre distintos organismos. 
Hablamos de endosimbiosis cuando tenemos un organismo que vive dentro de otro organismo, las endosimbiosis son particularmente importantes en biología como ejemplo tenemos la aparición de mitocondrias en organismos eucariotas. 
La simbiosis puede ser de varios tipos dependiendo de la manera como se opera el fitness de los organismos que pertenecen a la simbiosis:
Comensalismo: Es cuando un miembro (normalmente el organismo más pequeño) se beneficia de otro miembro sin afectar su fitness (normalmente el organismo más grande). Resumiendo, un organismo mejora su fitness relacionándose con otro organismo que no ve su fitness afectado ni mejorado por la relación. Un ejemplo de esto son los líquenes.
Mutualismo: Ambos miembros de la relación simbiótica se benefician. Los dos organismos aumentan su fitness debido a su relación. Ej.: bacterias que colonizan el estómago de los bovinos.
Parasitismo: Un miembro (parásito) se beneficia a expensas de causarle daño al otro (hospedero) produciéndole una patología. El parásito aumenta su fitness mientras que el hospedero ve el suyo disminuido.
Estas relaciones de cooperación/resistencia entre el hospedero y el simbionte son de naturaleza dinámica, que dependen de las características de la adaptabilidad en la relación tanto del simbionte como del hospedero y han sido descritas por una disciplina conocida como teoría de juegos a través de un dilema denominado “el dilema del prisionero” donde básicamente lo que se analiza lo que ocurre cuando se tienen dos organismos (simbionte y hospedero) que actúan como prisionero y carcelero. 
Tenemos varias opciones de relación entre el prisionero y el carcelero:
*En el cuadro: S (simbionte), H (hospedero), C (cooperar), D (defeccionar), números en las esquinas superiores derechas corresponden al fitness delsimbionte, números en las esquinas inferiores izquierdas corresponden al fitness del hospedero.
Cada cuadrado determina un caso habiendo 4 posibles:
Que H y S cooperen ambos.
Que H coopere y S defeccione.
Que H defeccione y S coopere.
Que ni H ni S cooperen.
En cada caso podemos ver como varia el fitness de H y S de acuerdo al caso.
Si ambos organismos cooperan los dos organismos van a tener un fitness de 2. Pero si el hospedero coopera y el simbionte defecciona tendrán un fitness de 0 y 3 respectivamente. Si el hospedero defecciona y el simbionte coopera ahora se tendrán fitness de 3 y 0 respectivamente. Y finalmente si ambos intentan defeccionar tendrán los dos un valor de fitness de 1. 
Lo que queremos ver con este cuadro es entender los caminos que puede tomar una interacción hospedero-simbionte.
 En estos cuadros tenemos las opciones cooperación y defección tanto del hospedero como del simbionte. El hospedero puede elegir entre cultivar o matar al simbionte y el simbionte puede elegir entre cooperar con el hospedero o parasitarlo.
En el primer caso lo que observamos es que hay un valor alto (20 y 20) si los dos cooperan en cuyo caso hablaríamos de un mutualismo. Pero observamos que hay un valor mucho más alto (30) en el caso en que el parasito parasite y el hospedero sufra el parasitismo con una disminución del fitness de una determinada proporción. Y en el cuadro inferior derecho vemos que vamos a tener un valor de 10 en caso en el que el hospedero intente matar el parasito y este decida continuar la estrategia de parasitar. 
Con estos valores vamos a ver una tendencia hacia la derecha ósea el parasitismo.
Mientras que vamos a tener una relación distinta si esos valores cambian, si por ejemplo en el cuadro superior derecho cambiamos el 30 por 10 vamos a ver que se va a parecer al caso del cuadro que corresponde al mutualismo, o puede ser la tendencia también del cuadro inferior derecho en el caso de que los valores del hospedero intentando matar al parasito aumenten y disminuya un poco el del parasitismo.
Estos valores están definidos por características históricas, siendo estas características biológicas evolutivamente definidas. Por ejemplo, se puede tener una mitocondria donde tenemos una simbiosis entre una bacteria y una célula nucleada, y acá ambos organismos generan un beneficio mutuo porque la bacteria en si misma que estaría infectando al organismo inicial no está haciendo daño por el contrario está genera productos que el organismo nucleado puede usar para su beneficio, y a su vez la bacteria tiene el beneficio de la reproducción del organismo nucleado. Ahora la infección por plasmodium es un caso aparte, el plasmodium infecta eritrocitos y la infección de los eritrocitos no puede ser benéfico por ningún lado, la infección es una característica biológica inherente del parasito para poder reproducirse. Entonces lo que vemos es que cada organismo tiene unas características propias que hace que la relación vaya en un sentido u otro (mutualismo vs. Parasitismo).
Vale aclarar que los valores de fitness de los cuadros no son fijos, estos valores pueden ser dinámicos viéndose reflejado en que haya cepas más virulentas que otras. Ambos pueden ser parásitos pero los valores de fitness pueden cambiar haciendo que un organismo produzca más daño en el hospedero que otro.
En la parte derecha de la imagen vemos la relación entre un hospedero y distintos fenotipos de un parásito. La competencia entre estos fenotipos de parásitos va a hacer que el rasgo que se vaya a seleccionar en cuanto al ciclo de vida del parasito tienda a ser el rasgo donde hay un hospedero intermediario que permita la eliminación de un fenotipo vs. el otro cuando están compitiendo. 
Esto es muy contrario a lo que sucede en el mutualismo, como acá el aporte al fitness es importante tanto del hospedero como del simbionte, hay una ventaja muy grande en la transmisión vertical (de generación en generación), como en el caso de la mitocondria que NO se transmite mediante hospederos intermediaros debido a que no hay competencia de fenotipos.
Algunos casos son importantes con respecto a esas endosimbiosis, uno de ellos es el de los eucariotas. 
En eucariotas hay otros eventos endosimbioticos importantes aparte del mitocondrial. En la parte de arriba tenemos un organismo nucleado que ha hecho endosimbiosis con otro organismo y que dio lugar a esos tipos de algas que son glaucofitos. Los glaucofitos dieron lugar a algas rojas y algas verdes. Eso significa que ahí tenemos el núcleo del organismo original y tenemos también material genético que corresponde al primer endosimbionte, generalmente en presencia de plastidos que hacen fotosíntesis. En el caso de las algas rojas y las algas verdes son organismos fotosintéticos con plastidos que hacen fotosíntesis. Se puede tener simbiosis secundaria, entonces un organismo X va a hacer endosimbiosis con un alga roja o verde (recordar que las algas rojas y verdes ya habían participado en una endosimbiosis anterior) teniendo así una endosimbiosis secundaria que va a dar lugar a linajes importantes en la historia evolutiva, uno de ellos son los euglenidos que son organismos flagelados. Lo que más nos importa en este caso en la endosimbiosis de un organismo que desconocemos con un alga roja que dio lugar a todo un linaje que se llaman los cromo-alveolados. Los cromo-alveolados son un grupo del cual hacen parte ciliados, apicomplejos y dinoflagelados, dentro de estos grupos hay parásitos importantes para los seres humanos como los son los apicomplejos al cual pertenece el plasmodium y toxoplasma. Todos esos organismos tienen un linaje fotosintético, en el caso de los apicomplejos se ha perdido, pero mantienen vías metabólicas propias de las plantas. Entonces si miramos al plasmodium vamos a ver que va a tener varios genomas dentro de sí, va a tener genoma nuclear, genoma mitocondrial, genoma del apicoplasto. Debido a su metabolismo particular adquiere gran interés para el desarrollo de drogas terapéuticas que lo puedan inhibir.
Clasificación de Parásitos
Los parásitos se pueden dividir morfológicamente en:
Microparásitos 
Macroparásitos 
Según su localización en:
Ectoparásitos (en superficie)
Endoparásitos (dentro del cuerpo)
Según el ciclo en:
Parásitos obligatorios (requieren de un hospedero particular para su reproducción)
Parásitos facultativos (se pueden reproducir con o sin hospedero)
Parásitos provisorios (únicamente las fases jóvenes requieren hospedero, adultos de vida libre)
Según la especificidad en:
Parásitos estenoxenos (parasitan una sola especie o especies muy afines)
Parásitos eurixenos (parasitan diferentes especies)
Parásitos monoxenos (tienen un solo hospedero)
Parásitos heteroxenos (tienen varios hospederos)
Zoonosis
Hablamos de zoonosis cuando hay enfermedades de animales vertebrados que pueden ser transmitidas al hombre o viceversa. Un ejemplo es la Tenia que tiene un ciclo en cerdo, pero eventualmente puede pasar al ser humano.
Conceptos Básicos.
Hospedero: Organismo en el cual se aloja el parásito.
Hospedero intermediario: En el cual se encuentras los estadios asexuales del parásito.
Hospedero Definitivo: En el cual se encuentras los estadios sexuales del parásito.
Reservorio: Hábitat en el cual el organismo infecciono normalmente vive y se reproduce Un concepto poblacional a juicio del profesor derivado de la manera en que los humanos vemos el problema. Por ejemplo, en el caso del Trypanosoma decimos que el hospedero del Trypanosoma es el humano, y el parásito tiene muchos resevorios como el armadillo. También podemos hablar de reservorio de una infección cuando tenemos casos asintomáticos como en malaria. Hay casos de individuos asintomáticos que funcionan como reservorio del virus en una población susceptible de ser infectada.
Transmisión directa: Por contacto directo con el reservorio, como contacto directo animal, alimentos, subproductos o larvas que atraviesan la piel.
Transmisión vectorial: Requieren un organismo vectorpara infectar.
Vectores inanimados: Un ejemplo pueden ser solidos inanimados con el cual varios organismos tengan contacto
Vectores animados: Invertebrados capaces de transmitir patógenos.
 *Se habla de vector si se logra incriminar un determinado tipo de vector en la transmisión de la enfermedad, para eso se necesita que haya asociación (contacto eficaz entre vector-hospedero), interacción especifica espacio-tiempo, criterio de consistencia (condiciones naturales de la infección), probar la transmisión experimental (reproducir la transmisión) y tiene que haber un gradiente biológico (concordancia entre la densidad del vector y el parasito).
Transmisión vertical: Se transmite de padres a hijos
Transmisión horizontal: Utilizando un intermediario.
Desde el punto de vista epidemiológico a nosotros nos interesa es la manera en la que esos parásitos se están reproduciendo, y de manera cuantitativa nosotros podemos determinarlo a través de la ecuación del número reproductivo básico. Este número corresponde al número promedio de infecciones secundarias a partir de un caso en una población de susceptibles.
 Tasa de transmisión
 Tasa de mortalidad debido a la infección (virulencia)
b Tasas de mortalidad per cápita en ausencia de la infección
v Tasa de recuperación del hospedero infectado
N Población de hospederos
El número reproductivo básico va permitir observar la manera en la que va a progresar una epidemia, por ejemplo. 
La tasa de transmisión () en algunos casos va a ser una característica propia del parásito y determina la eficacia con el que este es transmitido como en el caso del plasmodium. Pero tenemos también el caso del ébola en el contacto con cadáveres aumenta la tasa de trasmisión lo que es una característica ajena al parasito en sí.
La densidad de población de los hospederos (N) también influye en el número reproductivo básico, ya que sitios con altas densidades poblacionales van a tener mayor probabilidad de aumentar la tasa de transmisión y terminar aumentando el número reproductivo básico ().
La tasa de transmisión () y la densidad poblacional (N) son características directamente proporcionales al número reproductivo básico (). Esta ecuación se puede hacer más compleja cuando hay transmisión vectorial pues debemos tener en cuenta tanto la población de hospederos como la de vectores.
La mortalidad debido a la infección () es inversamente proporcional al número reproductivo básico (). En términos genéticos esto se ve reflejado en el impacto que tiene la infección el fitness del hospedero. Esto también se conoce como virulencia ().
También inversamente proporcional a la tasa de mortalidad per cápita (b) en ausencia de la infección, es decir las personas que se mueren naturalmente.
La tasa de recuperación del hospedero (v) también es inversamente proporcional y determina la inmunidad que está desarrollando el hospedero en el control de la infección y por su puesto va a depender si esta inmunidad es o no una inmunidad esterilizante (inmunidad contra la enfermedad).
Hay una cosa importante que quiero resaltar, y es que la virulencia () es inversamente proporcional al número reproductivo básico (). A mayor virulencia el numero reproductivo básico () se hace menor, por lo tanto, la virulencia de un organismo es dinámica y va a depender de los distintos parámetros.
Esto ha llevado a que sea posible desarrollar modelos conocido como modelos compartimentalizados que permiten evaluar de una manera cuantitativa cada uno de esos aspectos de la transmisión que está determinada por cada uno de los componentes del número reproductivo básico.
Conceptos epidemiológicos.
Los modelos compartimentalizados basicamente nos permite clasificar en compartimentos a los hospederos en susceptibles, infectados y recuperados. En cada compartimento podemos calcular tasas y tratar de modelar la manera como va a progresar la infección. 
Hay hospederos que son naturalmente resistentes que son aquellos organismos que por cuestiones genéticas no pueden infectarse ya que son refractarios a la infección. Hablamos también de hospederos susceptibles que pueden ser infectados pero aun no lo han sido y por ultimo hablamos de hospederos infectados en los cuales se puede demostrar la presencia del agente infeccioso lo que no implica necesariamente una sintomatología. 
Individuos infecciosos: van a estar en un estado optimo para transmitir el parásito ya sea directamente por contagio o indirectamente mediante un vector. 
Hay entonces picos de infecciosidad, es decir una persona puede estar infectada pero el pico de infecciosidad solo ocurre en un momento particular del transcurso de la infección y desde el punto de vista epidemiológico es muy importante conocer la historia natural de una infección para saber en que momento se está en el pico de infecciosidad.
Individuos contagiosos: que son individuos infectados que pueden transmitir el agente infeccioso por contacto directo o aerosol a individuos susceptibles, todos los individuos contagiosos son infecciosos pero no todos los infecciosos son contagiosos.
En el caso de malaria una persona puede ser infecciosa pero no se transmite por contagio, mientras que en el caso de un virus de transmisión directa esa persona puede estar infectada y ser contagiosa.
Individuo Enfermo: Implica la presencia de signos clínicos de la patología, no es lo mismo que infectado. El individuo enfermo puede estar enfermo después de haber controlado la infección.
Individuo Inmune: Posee protección celular o humoral contra una infección.
Contacto: Individuo que ha sido expuesto a una fuente de infección y que de esa manera podría haber sido infectado. Al hacer un seguimiento de una epidemia nos interesa saber el numero de contactos que ha tenido una persona infectada para tratar de determinar el primer caso.
Caso: Un individuo infectado, en algunos contextos restringido a individuos que muestren signos clínicos de infección. También se puede hablar de caso 0 o caso indice y es del cual se origina la epidemia y poder así hacer seguimiento.
Periodo de incubación: Intervalo de tiempo ente la fecha de infección y la fecha de aparición de los síntomas. el conocimiento de la distribución de los frecuencias de los periodos de incubación es esencial para seguir a los contactos y para usar la medida de cuarentena sanitaria en individuos expuestos a la infección. 
Infección Latente: Implica la presencia de agentes infecciosos pero ausencia de enfermedad clínica. Un ejemplo es la malaria asintomática. Se da cuando la inmunidad ha logrado controlar la patología pero no la infección.
Periodo de latencia: Describe el tiempo desde la infección inicial al comienzo de la infecciosidad. Para muchas infecciones el periodo de latencia es un poco mas corto que el periodo de incubación. Este concepto es muy importante para el rastreo de contactos.
Intervalos seriados: Espacio de tiempo entre la aparición de los síntomas en los casos primarios y secundarios. 
Tiempo de generación del organismo: Intervalo entre el momento de la infección entre los casos primarios y secundarios.
Infección patente: Implica la presencia de suficientes agentes infecciosos (sangre, tejidos, materia fecal, etc.) para ser demostrados microscópicamente o por cultivo.
Recurrencia o recaída: Reaparición de los signos clínicos después de un periodo de infección silenciosa.
Recrudescencia: Falla terapéutica y aumento de signos clinicos otra vez.