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Figura 6.1. Trypanomastigote metacíclico de la mosca tse tse. 20 µm. Cortesía I. Cunningham Tripanosomiasis africana Trypanosoma brucei gambiense (Dutton 1902) Trypanosoma brucei rhodesiense (Stephens y Fantham 1910) Introducción La enfermedad africana del sueño o la tripanosomiasis africana humana (TAH) son dos enfermedades similares pero distintas por ser causadas por los dos diferentes pro- tozoarios flagelados por vectores, Trypano- soma brucei gambiense (Trypanosomiasis de África Occidental) y T. b. Rhodesiense (tripanosomiasis del África Oriental) que son capaces de vivir en la sangre de los mamífe- ros. Ambos tipos de tripanosomiasis africana humana se propagan por la picadura de la mosca tse tse. La enfermedad del sueño del oeste y este africanos se restringe al África. Alrededor de 60 millones de personas corren el riesgo de sufrir tripanosomiasis africana humana basándose en el rango de los vectores de la mosca tse tse.1,2 Se han producido varios brotes importantes debido principalmente a la migración forzada causada por disturbios civiles que condujeron al derrumbe de las medidas de control contra el vector, pero el número total de casos cada año parece estar disminuyendo con la implementación de pro- gramas de control de vectores efectivos.3 La T. brucei y especies relacionadas forman parte de un grupo más grande de organismos carac- terizados por la presencia de un kinetoplasto (una mitocondria primitiva), y son miembros de los kinetoplastidae (por ejemplo, Leishma- nia spp., Trypanosoma. Cruzi). Las moscas tse tse del género Glossina transmiten tripanosomas a lo largo de una amplia región de África ecuatorial, ecológi- camente restringida a los límites del desierto del Sahara al norte y las regiones templadas secas al sur del ecuador. La T. b. Gambiense se encuentra principalmente en los países de África occidental y central, Camerún, Benin, Gabón, Ghana, Guinea, Costa de Marfil, Liberia, Nigeria, Senegal, Gambia, Uganda y la República Democrática del Congo. La T. b. Rhodesiense se produce principalmente en Burundi, Botsuana, Congo, Etiopía, Kenia, Mozambique, Ruanda, Sudán, Tanzania, Uganda, Zambia y Zimbabue. En general, la T. b. Gambiense y la T. b. Rhodesiense se encuentran en diferentes áreas geográfi- cas excepto en Uganda donde ambas formas están presentes. En África Occidental, el cerdo doméstico es considerado el huésped reservorio más importante para la T. b. Gambiense.4 Por el contrario, muchas especies de animales sal- vajes y ganado doméstico de África oriental son reservorios para la T. b. Rhodesiense. Se han producido casos de enfermedad del sueño de África oriental en viajeros que entraron en parques de caza en estas áreas para ver ani- males salvajes grandes.5,6 La tripanosomiasis es también un serio problema en animales domésticos importados al África procedentes de Europa. Además, muchas especies de los tripanosomas relacionados con las personas infectadas causan enfermedades graves en el ganado.7,8 El genoma de Trypanosoma brucei Parasitic Diseases 6th Ed. Parasites Without Borders wwww.parasiteswithoutborders.com Figura 6.3. Trypanomastigote del torrente sanguíneo. 15 µm. ha sido determinado.9,10 Información histórica La enfermedad del sueño se conocía en Europa desde los años 1700, cuando John Atkins publicó sus observaciones sobre la enfermedad.11 En 1895, David Bruce describió la enfermedad y su agente causal mostrando que la nagana, una enfermedad del ganado, fue causada por tripanosomas y que las moscas tse tse eran los vectores.12 En 1902, Robert Forde, que trabajaba en África Occidental, describió una condición clínica en humanos similar a la del ganado bovino causada por la T. b. Gambiense.13 En 1910, John Stephens y Harold Fantham aislaron y describieron la T. b. Rhodesiense de los casos humanos en África oriental.14 Los dos organismos son morfológicamente idénti- cos. Allan Kinghorn y Warrington Yorke, en 1912, demostraron que la T. b. Rhodesiense podría transmitirse de los seres humanos a los animales por las moscas tse tse.15 También concluyeron que los animales de caza, como el antílope de agua, el kongoni, el impala y el facocero, podrían servir como huéspedes para el tripanosoma de África oriental. Ciclo de vida Las características biológicas de las dos subespecies son muy similares. Los tripano- somas africanos viven extracelularmente, tanto en el huésped mamífero como en el insecto.16 La forma del torrente sanguíneo mide de 15 a 40 μm de longitud (Fig. 6.1). El huésped humano adquiere el organismo cuando la etapa metacíclica es inyectada intradérmicamente por la picadura de una mosca tse tse infectada (figura 6.2). Los organismos se transforman inmediatamente en forma de tripomastigotes de la corriente sanguínea (formas largas y esbeltas) (Fig. 6.3), y se dividen por fisión binaria en los espacios intersticiales en el sitio de la pica- dura. Como resultado de los ciclos de repro- ducción repetidos, se produce acumulación de desechos metabólicos y de desechos celu- lares, lo que lleva a una necrosis extensa y a la formación de un chancro suave e indoloro en el sitio de la picadura de la mosca tse tse que depende de una respuesta de células T huésped.17 La reproducción continúa en la sangre, resultando en millones de nuevos tri- pomastigotes. Durante este tiempo, se com- portan como anaerobios, procesando glucosa. Los tripanosomas tienen varias inclusiones intracelulares; el kinetoplastmitochondrion18, el glucosoma19-21 y un agregado multiproteí- nas llamado editosoma22. Uno de sus rasgos inusuales es que todo el ADN de la mitocon- dria, que puede llegar a representar hasta el 25% del ADN celular total, está localizado en el kinetoplast, adyacente al bolsillo flage- lar. El ADN de kinetoplast o kDNA existe en dos formas; mini círculos y maxi círculos. El ADN del mini círculo codifica los ARN de Figura 6.2. Mosca tse tse alimentándose de sangre. guía que dirigen la edición extensiva de tran- scripciones de ARN después de la transcrip- ción.23-25 El ADN del círculo máximo contiene secuencias que, cuando se corrigen, dirigen la traslación de proteínas mitocondriales.26, 27 En el huésped vertebrado, los tripanoso- mas dependen enteramente de la glucosa para obtener energía y son muy aeróbicos, a pesar del hecho que el mitochondrion cinetoplasto carece completamente de citocromos. En cambio, el consumo de oxígeno mitocondrial se basa en una oxidasa alternativa que no pro- duce ATP. El parásito desarrolla una cadena citocromática convencional y un ciclo TCA en el vector.28 La superficie del tripanosoma tiene numerosas proteínas de transporte asocia- das a la membrana para obtener bases de ácido nucleico, glucosa y otros nutrientes de pequeño peso molecular.29,30,31 Estas proteínas esenciales están protegidas por la interferen- cia alostérica proporcionada por las proteínas de la capa de la glicoproteína de superficie variante (GSV).32 El tripomastigote entra en el torrente san- guíneo a través de los vasos linfáticos y se divide aún más, produciendo una parasitemia patente. El número de parásitos en la sangre varía con el estadio de la enfermedad y si la infección es con T. b. gambiense (Trypano- somiasis de África Occidental) o T. b. Rhod- esiense (Tripanosomiasis de África Oriental). Temprano en la infección con T. b. Rhode- siense puede haber suficientes parásitos en la sangre que pueden ser detectados en frotis de sangre gruesa. Los frotis de sangre suelen ser negativos en todas las etapas de la infección con T. b. Gambiense debido a un menor nivel de parásitos en la sangre. En algún momento, los tripanosomas ingresan al sistema nervioso central, pero permanecen extracelulares, con graves consecuencias patológicas para los seres humanos. Algunos parásitos se trans- forman en la forma corta y gruesa que no se divide, que tienen una bioquímica similar a la de la forma larga y esbelta y la forma quese encuentran en el vector de insectos. Tanto las moscas tse tse masculinas como las femeninas se infectan con ingestas de sangre de un huésped infectado.34 Estas formas cortas y gruesas están pre adaptadas al vector, teniendo una mitocondria bien desar- rollada con un ciclo parcial de TCA (ciclo del ácido tricarboxílico). La meiosis se produce en los parásitos inmediatamente después de ser ingeridos por el vector.35 Los tripanosomas se convierten en tripomastigotes procíclicos en el intestino medio de la mosca y continúan dividiéndose durante aproximadamente 10 días. Aquí obtienen un sistema de citocromo completamente funcional y un ciclo de TCA. Cuando los ciclos de división se completan, los organismos migran a las glándulas sal- ivales, y se transforman en epimastigotes. Esta forma, a su vez, se divide y se transforma aún más en la etapa metacíclica del tripano- soma, y es infecciosa para los seres humanos y los huéspedes del reservorio. El ciclo del insecto tarda entre 25 y 50 días, dependiendo de las especies de mosca tse tse, de la cepa del tripanosoma y de la temperatura ambiente.34 Si la mosca tse tse ingiere más de una cepa de tripanosoma, existe la posibilidad de inter- cambio genético entre dos cepas, generando un aumento en la diversidad genética.36 El vector permanece infectado de por vida (2-3 meses para las hembras). Las moscas tse tse inyectan más de 40.000 tripanosomas metacíclicos cada vez que se alimentan. La Figura 6.4. Impala, uno de los muchos receptores para Trypanosoma brucei rhodesiense. dosis infecciosa mínima para la mayoría de los huéspedes es de 300-500 organismos, aunque animales experimentales han sido infectados con un sólo organismo. La infección también puede ser adquirida al comer carne cruda de un animal infectado.37 En África oriental, este modo de transmisión puede ser importante para mantener el ciclo en algunos huéspedes del reservorio, como leones, guepardos, leopardos, hienas y perros salvajes. Patogenia Celular y Molecular Los tripanosomas africanos han coexis- tido en forma equilibrada con los huéspedes no humanos, ya que ninguno de los animales silvestres nativos de África oriental parecen estar seriamente afectados por este parásito (Figura 6.4) .En contraste, los seres huma- nos y los numerosos mamíferos introducidos al África, procedentes de Europa, como las razas de ganado no africanas, sufren todas las consecuencias patológicas de la infección de este grupo de hemoflagelados. Los tripanoso- mas africanos han desarrollado varias estrate- gias moleculares que les permiten evitar la eliminación del huésped mamífero; variando la antigenicidad de su capa proteica super- ficial, la destrucción del complemento y la capacidad de sobrevivir en niveles elevados de IFN-γ.38,39 Todos los mamíferos infectados producen anticuerpos contra un antígeno aso- ciado a la membrana del tripanosoma denom- inado glicoproteína de superficie variante (VSG).40 Los anticuerpos IgG específicos destruyen todos los organismos clonales que comparten la misma proteína superficial (por ejemplo, VSG-1) por aglutinación y lisis. Sin embargo, unos pocos tripanosomas pueden producir una segunda variedad de proteína de superficie (por ejemplo, VSG-2), con una firma antigénica completamente diferente, además de la original. Si algunos de estos organismos vierten VSG-1 antes de encontrar anticuerpos contra él y continúan sintetizando exclusivamente VSG-2, escapan a la lisis y reemplazan a los que fueron destruidos.41,42 Se presenta un segundo anticuerpo IgG con especificidad para VSG-2, matando a todos los parásitos VSG-2 pero seleccionando para los organismos VSG-3, y así sucesivamente. Esta batalla antígeno-anticuerpo entre el parásito y el huésped continúa, hasta que el individuo infectado es superado por agota- miento debido al agotamiento de la glucosa y la acumulación de desechos metabólicos del parásito (Figura 6.5). La variación antigénica depende del empate de ARNm codificados por genes que han sido reordenados, duplicados y expre- sados en un sitio único en el genoma.43,44 En modelos animales experimentales, el reperto- rio de variantes antigénicas de los tripomas- tigotes sanguíneos es grande, en estimados cientos. En la enfermedad humana, el número máximo de VSG que se pueden producir permanece desconocido, aunque el genoma codifica alrededor de 1.000. La variación antigénica es una de las razones por las que el desarrollo de la vacuna contra este patógeno no ha progresado.45 Además de la variación antigénica, ciertos genotipos de tripanosomas tienen la capaci- dad de sobrevivir en presencia de altos niveles de IFN-γ mientras que otros genotipos tienen la capacidad de evitar la destrucción mediada por el complemento.38 En algunos casos, los pacientes están infectados con múltiples Figura 6.5. Parasitemia en un paciente infectado con T.b. Rhodesiense. Cada pico de parasitemia representa una nueva variante antigénica. Las flechas indican los intentos de quimioterapia. En última instancia, el paciente murió de infección masiva. genotipos que muestran múltiples mecanis- mos de evasión inmune.46 Neuropatología Los tripanosomas permanecen en el tor- rente sanguíneo y en los ganglios linfáticos durante el período de infección, que puede durar de semanas a años, dependiendo de la subespecie del parásito y de las niveles inmu- nológicas del individuo infectado. Todos los ganglios se agrandan, donde la ampliación de los ganglios cervicales posteriores es la más notable.47 Esta ampliación del ganglio lin- fático cervical se conoce como “signo de Win- terbottom”. La invasión del sistema nervioso central induce una condición letárgica que conduce al coma y a la muerte.48 Los organ- ismos entran en el sistema nervioso central mucho antes en la infección con T. b. Rhode- siense que con T. b. Gambiense. La reproduc- ción del parásito en el LCR provoca lepto- meningitis, edema cerebral y encefalopatía.49 La inflamación irregulada es el principal cor- relacionado patológico, con un puño perivas- cular que consiste en infiltrados de células gliales, linfocitos y células plasmáticas (Fig. 6.6). Los astrocitos son inducidos a liberar la prostaglandina D2 (PGD2), una molécula reguladora del sueño.50 Las interleucinas anti- inflamatorias (IL-10 y TGF-β) se producen tempranamente en la infección, pero pierden su eficacia durante la fase crónica y tardía.51 Enfermedad Clínica La enfermedad causada por las dos especies de tripanosomas, aunque ambas denominadas enfermedad del sueño africana, son muy dife- rentes en muchos aspectos. La infección pro- gresa rápidamente hacia la enfermedad con T. b. Rhodesiense, con un período de incubación de sólo 2-3 semanas, y un desarrollo de varias semanas. La afectación del sistema nervioso central ocurre unas 3-4 semanas después de la infección. En contraste, T. b. Gambiense tiene un período de incubación de varias semanas a meses, y puede no comprometer el cerebro durante meses o incluso años. Los europeos expuestos a T. b. Gambiense tienden a pre- sentarse con un desarrollo progresivo más rápido que indica algún grado de tolerancia en las poblaciones africanas.52 Ambas formas de la enfermedad del sueño se caracterizan por dos etapas definidas. La etapa temprana, se conoce como etapa hemolinfática y una etapa tardía, se conoce como etapa del SNC. Durante la etapa inicial hay fiebre intermi- tente, malestar y dolor en las articulaciones que probablemente se correlaciona con olas de parasitemia. Es durante este tiempo que se produce un agrandamiento generalizado de los ganglios linfáticos y puede ocurrir hepa- toesplenomegalia.53 Esta etapa temprana dura en promedio 3 años con T. b. Gambiense y Figura 6.6. Puño perivascular alrededor de la vena en el cerebro del paciente que murió de enfermedad del sueño. Figura 6.7. Chancro debido a infección temprana con T. b. Gambiense Cortesía de la OMS. durante meses con T. b. Rhodesiense.54Un chancro grande, indoloro (Fig. 6.7), que contiene los organismos que se dividen, suele desarrollarse en el sitio de la picadura dentro de 2-5 días y posteriormente se cura.17 El chancro se describe más a menudo en T. b. Gambiense que en T. Rhodesiense, pero puede haber sesgo de recuerdo basado en el tiempo pasado hasta el diagnóstico o una dife- rencia en la reacción en el sitio de la mosca tse tse debido a las diferencias en la respuesta del huésped provocado por los dos tripano- somas. La fiebre intermitente coincide con los organismos que entran en el torrente san- guíneo. Algunos pacientes desarrollan erup- ción, prurito generalizado, pérdida de peso e hinchazón facial.55 El signo de Winterbottom es característico pero no siempre presente.47 El Dr. Thomas Masterman Winterbottom fue un médico y abolicionista inglés que viajó a la colonia de la Sierra Leone Company y pasó 4 años en África. Al regresar a Inglat- erra para hacerse cargo de la práctica médica de su padre, el Dr. Winterbottom publicó una descripción de las enfermedades que había visto, incluyendo la tripanosomiasis de África Occidental y observó que los comerciantes de esclavos evitaban tomar esclavos con este hallazgo físico. Cuando los tripanosomas invaden el sistema nervioso central, los pacientes exper- imentan dolor de cabeza severo, rigidez del cuello, períodos de insomnio y depresión. Las convulsiones focales, los temblores y las parálisis también son comunes. Eventu- almente caen en coma, y el paciente muere, usualmente de causas asociadas como neu- monía, o sepsis. Diagnóstico El diagnóstico definitivo depende de la búsqueda de los organismos en los frotis de sangre de Wright o Giemsastained, los aspi- rados de los ganglios linfáticos, el líquido cefalorraquídeo (LCR) o los aspirados toma- dos en el borde de los chancros (Figura 6.3). Los cultivos son más sensibles que los frotis, ya que los frotis gruesos no detectan un gran porcentaje de infecciones.57 Un número de programas de detección en áreas endémicas se basan en una prueba serológica inicial real- izada mediante una tabla de prueba de aglu- tinación para tripanosomiasis (CATT).58,59 Las pruebas de detección de antígenos no se emplean habitualmente debido a preocu- paciones acerca de la especificidad con las pruebas actualmente disponibles.60 Las prue- bas moleculares son otro enfoque que se ha desarrollado, pero este enfoque todavía no se utiliza ampliamente en las áreas endémi- cas.61,62 Dado que los parásitos a menudo están presentes sólo en bajas concentracio- nes, incluso en un paciente que se muere de la enfermedad, se han empleado técnicas para mejorar la sensibilidad del diagnóstico como el examen de la capa leucocitaria y el sedi- mento por centrifugación del LCR.63 El examen del LCR es obligatorio en la evaluación diagnóstica de la tripanosomiasis y un CBC> 5 células/uL se considera indica- tivo de la afectación del SNC.64,65 Las células plasmáticas grandes que contienen inclusio- nes eosinofílicas, células Mott, son poco fre- cuentes pero características y probablemente Figura 6.8. Fotografía de Landsat del continente africano, coloreado para demostrar la vegetación (en marrón). Foto, NASA. representan células con grandes cantidades de IgM que no pueden secregar.66,67 La deter- minación de la afectación del SNC es impor- tante, ya que esto guiará la elección del trata- miento apropiado. La historia del viaje al área endémica, recordando una picadura dolorosa de la mosca, y la presencia de un chancro pueden llevar al clínico al diagnóstico. El diagnóstico diferencial incluye la sífilis, la leishmani- asis y la malaria. La detección de parásitos de la malaria en la sangre de un paciente con tripanosomiasis puede darse dada la super- posición geográfica de los dos parásitos, sin embargo esto no debe inducir a error al clínico, desviando su atención del diagnóstico de la tripanosomiasis. Tratamiento El tratamiento de la enfermedad del sueño depende del tipo de tripanosoma y de la etapa de la enfermedad.68 La determinación de la fase clínica de la enfermedad es crítica para la selección del tratamiento apropiado para la tripanosomiasis de África Oriental y África Occidental; estadio temprano o hemolin- fático, estadio tardío o encefalítico, y de la especie de tripanosoma.69 Para el tratamiento de la enfermedad del sueño de África Occidental, la infección por T. brucei gambiense, la terapia actualmente recomendada para la infección en estadio temprano es con IV o IM pentamidina.70 La Suramina es también un tratamiento de prim- era línea para la enfermedad del sueño de África Oriental Una terapia alternativa para la fase hemolinfática temprana con la infec- ción con T. brucei gambiense es la suramina, que de igual eficacia a la pentamidina.70 La suramina se ha asociado con una reacción de hipersensibilidad, por lo que debe admin- istrarse una dosis de prueba antes de iniciar el tratamiento con este agente.71 En la fase hemolinfática temprana, la suramina es el agente terapéutico preferido.72,73 La suramina sólo puede utilizarse en las primeras etapas de la infección, ya que no atraviesa la barrera hematoencefálica. Existe una diferencia significativamente mayor en las recomendaciones para el trata- miento de la infección tardía o encefalítica en estadios para estos dos protozoarios. Para la tripanosomiasis de África occidental, se recomienda la infección por T. brucei gam- biense, la terapia combinada con eflornitina y nifurtimox o la monoterapia con eflornitina.74 Para la tripanosomiasis africana oriental, la infección por T. brucei rhodesiense, el melar- soprol es el tratamiento de elección. Lamen- tablemente, el melarsoprol es el único fár- maco eficaz para el tratamiento de T. brucei rhodesiense con afectación del SNC, y este fármaco tóxico se asocia con encefalopatía en aproximadamente el 3% de los casos.75 La eflornitina, aunque una terapia eficaz para la fase tardía con infección por T. brucei gam- biense, no es una terapia eficaz para la infec- ción con T. brucei rhodesiense.76 Prevención y control Anteriormente, los períodos de agitación política en diferentes partes de África resul- taron en aumentos dramáticos en los casos humanos de enfermedad del sueño.77 Un informe de la OMS de 2005 indicó al menos 450.000 nuevos casos en sólo ese año, mien- tras que antes de 1995 la estimación era menos de 70.000.2 La acción militar y los disturbios civiles en el Sudán, Etiopía, Sierra Leona, Congo y Liberia han sido respon- sables de la migración forzada de millones de personas, lo que los coloca en alto riesgo debido a una serie de infecciones parasitar- ias. Los programas de control de la mosca tse tse también se ven comprometidos en estas mismas regiones debido a la inestabi- lidad política y económica, exacerbando una situación ya insoluble. T. brucei gambiense puede no depender completamente de las picaduras de mosca tse tse y están emer- giendo en reservorios humanos latentes y reactivación bajo estas condiciones de estrés, que pueden jugar un papel en los brotes.78 Además de toda esta agitación, el VIH/SIDA ha complicado la imagen, añadiendo nuevas dimensiones al problema general del control de la enfermedad. Los limitados recursos de los países vecinos con zonas conflictivas no pueden mantenerse a la altura de la necesidad de control de vectores, debido a la gran aflu- encia de refugiados. Las moscas tse tse y los mosquitos no respetan fronteras políticas y prosperan en ciertos ambientes perturbados.79 El trabajo con vacunas basadas en antí- genos VSG no ha progresado, sin embargo, existen varias investigaciones activas para comprender mejor la respuesta inmune y lo que constituye protección contra la tripano- somiasis.80,82 Otros antígenos proteicos, en particular los transportadores en la membrana de la bolsa flagelar y la tubulina son promet- edores.83 Las pruebas diagnósticas, aparte de la microscopía, ayudarían enel diagnóstico temprano del paciente y los esfuerzos de control particularmente cuando hay números bajos del parásito y en infecciones latentes. Referencias 1. Simarro, P. P.; Cecchi, G.; Paone, M.; Franco, J. R.; Diarra, A.; Ruiz, J. A.; Fevre, E. M.; Courtin, F.; Mattioli, R. C.; Jannin, J. G., The Atlas of human African trypanosomiasis: a contribution to global mapping of neglected tropical diseases. Int J Health Geogr 2010, 9, 57. 2. 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