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Giardia lamblia (también conocida como G. duodenalis o G. intestinalis) (Stiles 1915) Introducción La Giardia lamblia (también conocida como G. duodenalis o G. intestinalis) es un protozoario flagelado que carece de una mito- condria 1. Es aerotolerante, pero respira como un anaerobio y vive en el intestino delgado. Otros protozoos que comparten esta estrate- gia metabólica incluyen el Entamoeba histo- lytica, y el Trichomonas vaginalis. La especie de Giardia se divide en ocho grupos genéti- cos, de los cuales los grupos A y B infectan a los seres humanos.2 Giardia lamblia produce un etapa de quiste que es resistente al medio ambiente.3 La infección se adquiere a través de la vía fecal-oral, generalmente por medio de aguas, para beber, contaminadas. 4 La G. lamblia tiene una distribución mundial y es endémica en muchas regiones.5 La giardiasis ocurre con frecuencia en niños, (especial- mente en los que asisten a guarderías), via- jeros, inmunocomprometidos (incluidos los infectados por el VIH) y pacientes con trastor- nos genéticos como Fibrosis quística.6-11 G. Lamblia es también una infección común en humanos y animales domésticos en los Estados Unidos12. Es probable que muchas personas infectadas sigan sin diagnosticarse y muchas más puedan albergar la Giardia en forma asimtomática.13 Los castores son los principales huéspedes del reservorio que a menudo son responsables de contaminar el suministro público de agua potable, y la infección con Giardia lamblia es conocida en muchas partes del país por el nombre común de “fiebre del castor” .14, 15 La Giardia es objeto de una investigación muy intensiva, incluyendo un análisis completo de la secuen- cia de su genoma.16 Un estudio de su genoma ha revelado la presencia de genes para la mei- osis, aunque una etapa sexual para este pro- tozoario aún no ha sido descrito.17 En el año 2001, Adam publicó una excelente revisión de la biología de la Giardia lamblia, aunque se ha agregado mucho trabajo a este campo, desde que se publicó esta revisión exhaustiva.18 Información histórica Antony Van Leeuwenhoek, el famoso microscopista holandés, en una carta escrita a Robert Hooke en 1681, describió en detalle la etapa de trofozoitos vivos de Giardia, que observó en una muestra de su propio taburete: “. . . Animálculos moviéndose muy ágilmente. Sus cuerpos eran algo más largos que anchos, y su vientre, que era plano, provisto de peque- ñas garras. . . Sin embargo, a pesar de todo lo que investigaron, el progreso fue lento. “19 En 1859, Vilem Lambl describió las prin- cipales características morfológicas de la etapa trofozoítica que obtuvo de las heces de varios pacientes pediátricos en Praga.20 Sus elegantes dibujos científicos siguen siendo impresionantes, incluso en el mundo actual de la sofisticada y tecnológicamente avanzada microscopía óptica. En 1921, C.E. Simon completó la descripción de su morfología.21 Ciclo vital La Giardia lamblia existe en dos formas: el trofozoíto (Fig. 1.1) y el quiste (Fig. 1.2). El trofozoíto es en forma de pera y móvil, midi- endo 10-20 μm de largo y 7-10 μm. en diá- metro. Posee ocho flagelos y es bi-nucleado. Figura 1.1. Trofozoito de Giardia lamblia. 15 µm Parasitic Diseases 6th Ed. Parasites Without Borders wwww.parasiteswithoutborders.com Ambos núcleos tienen actividad transcrip- cional.22 Además, contiene dos estructuras rígidas, llamadas cuerpos medianos, que ahora se sabe forman parte del complejo y único citoesqueleto.23 La G. lamblia no tiene mitocondrias, peroxisomas, hidrogenosomas ni organelos subcelulares relacionados que podrían estar asociados con el metabolismo energético, pero parece utilizar un homólogo de la glicerol-3-fosfato deshidrogenasa mito- condrial (GPDH) que participa en la glicoli- sis.24 Algunas cepas del parásito transportan virus de ARN de cadena doble, conocidos como Giardiavirus, cuyo impacto sobre la virulencia se sigue explorando25,26. Estos virus han facilitado la expresión de genes extraños en Giardia, sirviendo como vectores lanzadera.27 La región ventral anterior de la Giardia lamblia tiene un organelo, tipo disco, que utiliza para su fijación a la superficie de las células epiteliales. La integridad del disco es mantenida por la tubulina y las giardinas.28 Estos últimos son miembros de las anexi- nas de clase III de baja afinidad vinculantes al calcio.29 Su estructura ha sido investi- gada usando microscopía cryoelectrónica30. La infección comienza con la ingestión del quiste cuadrinuclear, que debe desen- quistarse en respuesta a una secuencia com- pleja de señales ambientales recibidas por el parásito.31 Ingiriendo en la etapa de trofo- zoíto no se produce infección. A medida que el quiste pasa a través del estómago y hacia el intestino delgado, se expone secuencial- mente al HCl y luego a las enzimas pancreáti- cas.32,33 La desenquistación puede ser inhi- bida por los jabones desinfectantes para las manos que contienen etanol e isopropanol.34 Cada quiste produce dos trofozoitos bi- nucleados que luego se unen a las células epiteliales por sus discos ventrales (Fig. 1.3). La G. lamblia se une a las células huésped utili- zando este organelo de unión especializado, el disco ventral, que parece utilizar un homólogo de epsinR (Glepsina) para unir tanto fosfati- dilinositol (3,4,5) -trifosfato fosfolípidos sin dominios canónicos para la interacción con el recubrimiento de clatrina Una vez unidos a las células epiteliales, los trofozoítos bi-nuclea- dos crecen y se dividen por fisión binaria. Los quistes son incapaces de reproducirse. La G. lamblia se puede cultivar in vitro (Fig. 1.4). Las necesidades nutricionales totales del trofozoíto aún no se han determi- nado completamente, pero se conocen algu- nas de sus vías de energía bioquímica.36, 37 La glucosa y la arginina parecen ser sus princi- pales fuentes de energía y pueden acceder a una parte de su necesidad de ellas a través de la descomposición del moco.38,39 La Giardia es incapaz de sintetizar las bases de ácido nucleico de novo y, en consecuencia, emplea vías de recuperación.40 Los lípidos son absor- bidos directamente, probablemente facil- itado por la bilis y las sales biliares, y quizás por la endocitosis de las lipoproteínas.41, 42 Figura 1.3. Exploración EM de un trofozoito de G. muris en el epitelio del intestino delgado de ratón. Cortesía R. Owen.. Figura 1.2. Quiste de G. lamblia. Se pueden ver dos núcleos. 13 µm. también se requiere una novedosa transglu- taminasa para la enquistación.48 Los parási- tos enquistados pueden permanecer durante largos lapsos fuera del huésped si permane- cen húmedos y la temperatura no es elevada.49 Tanto los quistes como los trofozoítos pasan por el intestino en la masa fecal, pero sólo el en etapa de quiste sobreviven. Los quistes pueden resistir la exposición a tratamien- tos químicos suaves, como el agua clorada durante lapsos cortos a bajas temperaturas.50 La congelación, la ebullición, la exposición a los rayos UV o el secado pueden destruir los quistes.51 La producción de quistes ocurre durante toda la infección, pero el número produ- cido cada día varía mucho, dependiendo de una amplia variedad de condiciones, incluyendo el desarrollo de la inmuni- dad protectora adquirida.52 La inmu- nidad protectora aparece dirigida tanto contra los antígenos de superficie53 como contra los antígenos que son secretados.54 Patogénesis Celular y Molecular La esteatorrea y la malabsorción con aplanamiento de las vellosidades (Fig. 1.5), a menudo acompañadas de importante pér- dida de peso, son las consecuencias patológi- cas dominantes de la infección crónica.55, 56 A pesar de que existen numerosas espe- cies relacionadas de Giardia y que pueden ser manipulados in vivo e in vitro, se sabe sorprendentemente poco sobre su efecto biológico en la fisiología y la bioquímica del intestino delgado.18 Parece que parte de la diarrea generada por la G. lambliase debe al aumento de peristaltismo y alteración de las uniones estrechas de la célula huésped.57, 58 La infección por G. lamblia induce numer- osas respuestas celulares y humorales, algunas de las cuales son de naturaleza protectora.59-61 Particularmente importante es la IgA secre- tora. Se ha demostrado para los no secretores que la infección es fácilmente contagiada y no La G. lamblia no se considera un parásito invasivo o de tejido, pero su capacidad de adherirse estrechamente a las células colum- nares a nivel de las microvellocidades y su inclinación por la secreción de proteínas en el sitio, da lugar a la producción de anticu- erpos y, eventualmente, a la inmunidad pro- tectora. 43 Para salir del huésped y sobrevivir, los trofozoítos deben enquistarse, y pasar al intestino grueso. Las sales biliares parecen estar implicadas en el desencadenamiento de este proceso.3, 44, 45 La enquistación in vitro es inducible por la exposición en la etapa de trofozoíto a la bilis y a un pH elevado, posiblemente capturando colesterol.46 Los trofozoítos absorben y liberan sales biliares conjugadas.45, 47 Estas condiciones pueden ser necesarias para su supervivencia en su nicho esencial (Figura 1.3). Aparentemente, Figura 1.5. Vellosidades del intestino delgado aplanadas y fusionadas de un paciente que sufre de síndrome de malabsorción debido a G. lamblia. Figura 1.4. Trofozoitos de G. lamblia en cultivo. Cortesía D. Lindmark. Figura 1.6a. G. lamblia trofozoíto en muestras de heces. Figura 1.6b. quiste de G lamblia en muestra de heces. se controla con facilidad.62 Los cambios fisi- ológicos experimentados durante la infección sintomática podrían relacionarse con estas respuestas basadas en el huésped e incluso podrían ser inducidos por mecanismos rela- cionados con las alergias,60 como los observa- dos en individuos sensibles al gluten de trigo.61 La variación antigénica de los componen- tes superficiales del trofozoíto es típica en la fase temprana de la infección 53, 63 y muy probablemente ayude al parásito a evitar la eliminación por respuestas humorales (por ejemplo, anticuerpos IgA) 62 dirigidos a las proteínas superficiales de los trofozoítos.64 El cambio de cisteína- ricas en proteínas de superficie variante (VSPs) también se pro- duce cuando el parásito está a punto de desen- quistar, permitiendo que el parásito evada la eliminación inmunológica.65 Los ratones de inmunodeficiencia combinada (SCID) no inducen la conmutación de VSP, una indi- cación de que el proceso global está bajo el control de las respuestas del huésped medi- adas por células B. Sin embargo, el cambio también ocurre espontáneamente o en respu- esta a la selección fisiológica, pero a un ritmo mucho más lento que en huéspedes inmuno- competentes. Se han desarrollado sistemas virales de transferencia para la transfección de G. lamblia.66 Por lo tanto, la manipulación genética es ahora posible, lo que puede con- ducir a una comprensión más completa de los eventos moleculares que rigen la patogénesis. La leche materna humana es protectora porque contiene anticuerpos de la clase IgA.67 Las defensas no específicas, como la lactofer- rina o los productos de la hidrólisis lipídica de la leche en el tracto digestivo normal, también pueden desempeñar un papel ya que cada uno es tóxico para la Giardia.68-70 El óxido nítrico, liberado luminalmente por las células epiteliales intestinales en respuesta a la infección, inhibe el crecimiento y la dife- renciación del parásito, aunque la Giardia podría desarmar este potencial mecanismo de defensa al consumir competitivamente la arginina que necesitan las células huéspedes para la síntesis de óxido nítrico. En sínte- sis, la duración y la gravedad de la infec- ción dependen tanto de las defensas inmunes como no inmunes del huésped, así como de la capacidad del parásito para evadirlas. Enfermedad Clínica Se estima que una gran parte quienes entran en contacto con G. lamblia y se infectan no progresan a un estado de mala salud.72, 73 Los individuos infectados pueden permanecer asintomáticos durante largos lapsos, aunque todavía estén infectados y podrían conver- tirse en portadores crónicos llamados porta- dores de quistes. Los síntomas de la diarrea aguda de la giardiasis se describen clási- camente por su mal olor con flatulencia, náuseas, pérdida de peso y calambres abdom- inales con hinchazón75. Una minoría de los pacientes puede describir síntomas sistémi- cos tales como fiebre. Sin tratamiento, este tipo de diarrea puede durar semanas o meses, aunque varía generalmente en intensidad, los niños afectados a menudo no prosperan.76 Las infecciones crónicas se caracterizan por la esteatorrea acompañada de síndrome de mal- absorción, pérdida de peso sustancial, debili- dad general y consiguiente fatiga.39 Además, algunas personas pueden quejarse de mal- estar epigástrico, anorexia e incluso dolor. Ciertos grupos de pacientes corren mayor riesgo de adquirir giardiasis y de desarrol- lar una infección crónica. Los pacientes que sufren de condiciones inmunocomprometidas (por ejemplo, hipogamma globulinemia, qui- mioterapias contra el VIH / SIDA o el cáncer), fibrosis quística y niños con desnutrición subyacente pueden tener una enfermedad prolongada con síntomas más severos.11, 77-79 Diagnóstico El diagnóstico de giardiasis ha cam- biado dramáticamente con la introducción de nuevas modalidades diagnósticas. El diagnóstico definitivo todavía depende de la observación directa y microscópica de los trofozoítos (Figura 1.6a) o de los quistes (Figura 1.6b) en las deposiciones concentra- das de heces.80 Debido a los desafíos inher- entes a la obtención de tales especímenes y al número limitado de personal de laboratorio estos ensayos de detección de antígenos de heces, en particular la prueba directa de anti- cuerpos fluorescentes (DFA), tienen mayor sensibilidad que la microscopía de heces, tiempo de manipulación más rápido y sólo requieren una sola muestra de heces.82, 83 La prueba de la cadena (entero test) que impli- caba tragar una cápsula de gelatina unida al extremo de una larga cuerda, está ahora relegada a un lugar en la historia ya que nuevas técnicas de diagnóstico mejor tolera- das están disponibles. Ya están disponibles pruebas de amplificación de ácidos nucleicos (NAAT) que están revolucionando el diag- nóstico de diarrea infecciosa. El BioFire, el FilmArray y el panel de patógenos gastroin- testinales xTAG de Luminex están entre las pruebas NAAT comercialmente disponibles que pueden detectar con alta sensibilidad y especificidad un amplio número de patóge- nos virales, bacterianos y protozoarios.85-87 Tratamiento Se recomienda que todos los pacientes sin- tomáticos infectados con Giardia sean tratados con terapia antimicrobiana, ya que se ha dem- ostrado que alivia los síntomas con mínimos efectos secundarios.88 Los nitroimidazoles, el metronidazol y el tinidazol son los fármacos primarios utilizados para el tratamiento.88, 89 El Metronidazol, es una opción barata, se admin- istra generalmente a una dosis de 250 mg. por vía oral tres veces al día durante 5-7 días para adultos, mientras que el tinidazol puede administrarse como una dosis oral única de 2 gramos con una alta eficacia. Otra opción de fármaco preferida es la nitazoxanida 500 mg. por vía oral dos veces al día durante tres días. Los antimicrobianos alternativos incluyen paromomicina (durante el embarazo), furazolidona, quinacrina y albendazol.88 La recurrencia o persistencia de los sín- tomas debe evaluarse cuidadosamente, ya que la persistencia de la malabsorción y la intolerancia a la lactosa pueden durar, de semanas a meses, después de la infección90. Antes del nuevo tratamiento se recomienda nuevamente valorar al paciente y confirmar la presencia de infección.91 Cepas resistentes de las giardias son cada vez más frecuentes y muchos se eliminarán, pero con una clase diferente de terapiaantimicrobiana o un curso más prolongado del agente original.92-95 En algunos casos resistentes, la terapia antimi- crobiana combinada puede ser necesaria.96 Prevención y control La Giardia lamblia es principalmente una infección transmitida por el agua, aunque los manipuladores de alimentos y los niños infectados en guarderías, sin duda, juegan un papel importante en la transmission.4,97 Las estrategias de prevención incluyen la elimi- nación adecuada de los desechos humanos, la filtración del suministro de agua potable, el mantenimiento de las zonas de amortiguación alrededor de las cuencas hidrográficas cuando la filtración no se practica (por ejemplo, en la ciudad de Nueva York), y mantener los más altos estándares de higiene en guarderías e instituciones mentales, aunque esta última recomendación es sin duda la más difícil de lograr. Existe un modelo con ratones de labo- ratorios para una vacuna contra la giardia, sin embargo los esfuerzos para desarrollar vacu- nas candidatas clínicas, incluyendo trabajo en vacunas caninas, se ven obstaculizados por la falta de una necesidad médica bien articulada para conseguir nuevos recursos en el estab- lecimiento de muchas opciones terapéuticas efectivas. 98 Referencias 1. Roger, A. J.; Svärd, S. G.; Tovar, J.; Clark, C. G.; Smith, M. W.; Gillin, F. D.; Sogin, M. L., A mitochondrial- like chaperonin 60 gene in Giardia lamblia: evidence that diplomonads once harbored an endosymbiont related to the progenitor of mitochondria. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 1998, 95 (1), 229-34. 2. Vanni, I.; Caccio, S. M.; van Lith, L.; Lebbad, M.; Svard, S. G.; Pozio, E.; Tosini, F., Detection of Giardia duodenalis assemblages A and B in human feces by simple, assemblage-specific PCR assays. PLoS Negl Trop Dis 2012, 6 (8), e1776. 3. 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Sugirió que la filaria linfática podría ser transmitida por los mosquitos, una idea que más tarde fue defendida por Patrick Manson, a quien se le da crédito por describir esa parte del ciclo de vida del gusano.
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