Mecanismos de transmisión de la leishmaniasis

Transmission mechanisms of Leishmaniasis

Vásquez, L.¹; Sierra, D.² y Rojas, E.³
1. Médico. Departamento de Farmacología y Toxicología, Facultad de Medicina, Universidad de Los Andes, Venezuela.
2. Bióloga, Laboratorio de Leishmaniosis. Universidad de Antioquia, Colombia.
3.Bióloga. Profesora de la Maestría en Protozoología. Laboratorio de Control de Enfermedades Metaxénicas y Parasitarias. Núcleo Universitario "Rafael Rangel", Universidad de Los Andes, Venezuela.

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Resumen
     Se revisan conocimientos sobre mecanismos de transmisión de la leishmaniasis, haciendo énfasis en la interacción vector-parásito y parásito-célula hospedadora, y se discuten algunos aspectos etiopatogénicos e inmunológicos inherentes a la infección en humanos.

Abstract
     Knowledge's are revised about transmission mechanisms of Leishmaniasis, making emphasis in the interaction vector-parasite and parasite-host cell and some etiopathogenic and inmunologic aspects are discussed inherent to the infection in humans in the last 20 years.

Palabras-clave: Transmisión, leishmaniasis, relación parásito-hospedador, relación parásito-vector, revisión.

Introducción

    El ecosistema del trópico constituye un ambiente propicio para la aparición de enfermedades causadas por parásitos, donde los insectos juegan un papel importante como medio de transmisión; estas enfermedades están influenciadas por aspectos biomédicos y condiciones sociales y económicas en las que se desenvuelven las poblaciones (Bonilla, 1993).

     El predominio de selvas en América y la multiplicación de sus especies vegetales en Amazonia, con rápida diferenciación hacia refugios periféricos, crea nuevos y variados biotopos donde reservorios, vectores y parásitos del género Leishmania encuentran posibilidades de evolución y aislamiento con la aparición de múltiples biocenosis. Igual fenómeno parece estar ocurriendo con los Phlebotominae neotropicales, grupo que según Foratini (1973) se encuentra en pleno proceso de evolución radial hacia la formación de especies. Las alteraciones en la topografía del paisaje añaden una nueva posibilidad de especiación y de integración de biocenosis; así, factores como electrificación de viviendas, apertura de carreteras, procesos migratorios, deforestación, acceso del hombre a ecosistemas boscosos y el aumento de la marginalidad han favorecido el contacto hombre-vector, condicionando la dinámica de transmisión y colocando al vector como un elemento potencial para comprender el proceso eco-epidemiológico de la enfermedad y establecer programas de salud. La transición desde un ciclo de transmisión selvático a un ciclo de transmisión doméstico se ha visto agravada por la carencia de estrategias de control específico, diseñadas para otras enfermedades infecciosas como la malaria (Scorza, 1980; Márquez y Scorza, 1982; Scorza y Rojas, 1988; Min. Salud 1995; Reithin.Palabras-clave: Transmisión, leishmaniasis, relación parásito-hospedador, relación parásito-vector, revisión.ger y Davies, 1999).

     En Brasil, estudios comparativos de captura intra y extradomiciliaria han mostrado que, en la práctica, las viviendas con estructuras más cerradas reducen el riesgo de transmisión. Del mismo modo se han encontrado linajes de Lutzomyia de hábitat peridoméstico y a distancia considerable de los bosques primarios, relacionados con franca antropifilia, con lo que se debe reevaluar la capacidad vectora con respecto a los fenómenos post deforestación (Campbell-Lendrum et al., 1998).

     Es altamente probable, entonces, que en la medida en que fue evolucionando un aparato bucal picador y succionador en los artrópodos, los parásitos hayan aprovechado la relación hemotrófica para pasar desde un artrópodo infectado hasta otro sano. El parasitismo del vertebrado sería entonces un fenómeno de dispersión entre la población artrópoda en este proceso de adaptación. Rojas (1989) plantea tres tipos de estrategias de dispersión para kinetoplastidas: 1) contaminación activa; 2) inoculación; y 3) contaminación pasiva. En todos los casos, lo fundamental es una relación trófica entre el vector infectado y el hospedador sano por infectarse (Scorza, 1990).

     En la naturaleza, los flebotominos adquieren la infección con Leishmania sp. al alimentarse sobre un hospedador infectado. La transmisión ocurre varios días después, cuando, ocurrida la oviposición, Lutzomyia youngi, por ejemplo, toma la siguiente comida sanguícola. Durante ese intervalo, el vector se alimenta de azúcares y proteínas provenientes de plantas, que podrían facilitar o inhibir la transmisión de Leishmania. Así, el microambiente intestinal del vector, su contenido de proteasas (se han aislado con actividad semejante a tripsina que previenen la sobrevida de L. donovani en P. papatasi) y sus variaciones en función de los componentes de la dieta, junto con la naturaleza de las mezclas ingeridas parecen ejercer presión selectiva sobre el parásito (Warburg y Schlein, 1986; Borovsky y Schlein, 1987).

     El papel de una especie como vector no tiene que ser absoluto. En una localidad dada, una especie puede ser más importante que otra, por una variedad de razones, incluyendo el grado de antropofilia, la abundancia y la susceptibilidad fisiológica a los parásitos. Los términos "vector primario" y "vector secundario" se han utilizado para describir la importancia relativa de diferentes especies. Para reducir el riesgo de infección humana es necesario determinar la dinámica poblacional del vector. Además, los datos cuantitativos sobre la capacidad vectorial son esenciales para hacer comparaciones válidas basados en el estudio etiológico, diversidad y riqueza específica; cabe señalar la importancia de la determinación de la edad fisiológica y la paridad poblacional, donde el criterio más empleado es la apariencia de las glándulas accesorias, al brindar una idea del riesgo de transmisión. De hecho, el establecer distinción entre hembras nulíparas o paridas permite expresar las tasas de infección en términos de hembras paridas solamente, y este índice tiene más significación epidemiológica que la tasa cruda de infección en el total de la población examinada (Oviedo y Scorza, 1994; Añez et al., 1994; Añez y Tang, 1997; Williams y Vasconcellos, 1978).

      Aparte de la importancia biológica que tienen las diferentes especies de flebótomos como vectores, hay confusión o, mejor, poca claridad acerca del tipo de evidencia que se debe utilizar para definir su papel en la transmisión de un parásito. Los siguientes criterios han sido empleados para incriminar una especie de flebótomo como vector comprobado de Leishmania: la especie debe picar al hombre; debe estar presente en la localidad donde se transmite la enfermedad y durante todo el año; debe encontrarse infectada en la naturaleza con un parásito genéticamente idéntico al que infecta al humano; debe infectarse con facilidad en condiciones de laboratorio y ser capaz de transmitir el parásito a un mamífero susceptible; finalmente, el vector no tiene que ser la especie más abundante que pica en el foco (Killick-Kendrick, 1990 a).

Interacción Vector- Parásito

     Existe un tácito acuerdo de que estos protozoarios fueron originalmente parásitos de artrópodos adaptados secundariamente al parasitismo en los vertebrados: primero en los vertebrados inferiores y más recientemente en los mamíferos (Scorza, 1980).

     Hay muchos aspectos a considerar en la relación entre flebótomos y Leishmania. Algunos de éstos tienen que ver con la especificidad; es decir, cuál especie de parásito desarrolla en qué especie de flebótomo. La especificidad vector-parásito se determina por factores como la biología general del vector y el ambiente molecular del intestino de ese vector. Obviamente, hay que establecer que el parásito y el vector existen en la misma área geográfica. La frecuencia de alimentación sanguínea del flebótomo, el período del ciclo gonadotrófico o concordancia gonadotrófica en relación con el ciclo de desarrollo del parásito, dentro del mismo, también podría afectar la especificidad y el potencial de transmisión (Killick-Kendrick, 1990 b).

     La ingesta tiene que cubrir la vitelogénesis y maduración de los ovariolos; además, al desarrollo del parásito, si el insecto tiene desarmonía gonadotrófica la vitelogénesis es continua; si es sincrónico o armónico, hay inmediata producción de vitelo y maduración de huevos. El parásito incrementa su población de forma concurrente (Scorza com.pers).

     Cabe señalar que se ha observado en algunos vectores la capacidad de infectarse con otros parásitos además de Leishmania. Tal es el caso de Lu. youngi y Lu. lichyi, infectadas naturalmente con un parásito, Hepatozoon sp., el cual se desarrolla entre el píloro y la ampolla rectal del tracto digestivo de estos flebótomos, sugiriendo la existencia de relaciones tróficas con parásitos sanguícolas de los hospedadores vertebrados sobre los que se alimenta. Estos flebótomos parasitados, antropofílicos fueron capturados en la misma zona cafetera, sugiriendo así que su hospedador sea un mamífero con hábitos insectívoros (Scorza et al., 1995).

     El sitio donde se desarrolla el parásito varía entre los diferentes grupos de Leishmania, y está relacionada con la micromorfología y bioquímica del intestino del flebótomo. Esta relación ha permitido empelar la localización de los parásitos en el intestino (píloro) para clasificar Leishmania en los tres grupos siguientes: hipopilaria, en las que el desarrollo ocurre únicamente en el intestino posterior del vector y la transmisión a lagartos u otros vertebrados insectívoros ocurre por medio de la ingestión de un flebótomo infectado (actualmente se les incluye en el género sauroleishmania); y peripilaria, en que el desarrollo inicial del parásito ocurre en el intestino posterior, con subsiguiente migración hacia el anterior antes de la transmisión por la acción de picadura del vector. Se incluye en este grupo el subgénero Viannia: Leishmania (Viannia) brasiliensis, Leishmania (Viannia) panamensis, Leishmania (Viannia) guyanensis y Leishmania (Viannia) peruviana.

     Finalmente, suprapilaria, en el cual todo el desarrollo del parásito ocurre en el intestino medio antes migrar hacia las piezas bucales y su consiguiente transmisión por picadura; característico de los miembros del subgénero Leishmania sensustricto: grupos Leishmania (leishmania) donovani, Leishmania (leishmania) mexicana, Leishmania (leishmania) hertigy, Leishmania (leishmania) major (CIDEIM, 1994).

Desarrollo de los parásitos en el intestino del vector:

     Los amastigotes ingeridos al picar el vector se dividen varias veces mediante visión binaria antes de transformarse en "nectomona", o formas largas y delgadas que se fijan a las microvellosidades del lumen intestinal, uno de los cuales involucra la unión de dos proteínas y el otro entre glicoproteínas y lectinas por quimiotaxis, de este modo los cambios en los azúcares terminales de la molécula superficial del lipofosfoglicano celular del vector cambia la especificidad de las lectinas de la superficie del parásito y entonces promueve la separación. Del mismo modo, la conducta de Leishmania en el intestino del vector puede ser modificada por el tipo de azúcar ingerida después de la comida infectiva, por la temperatura a la cual se mantiene el vector o por otros factores, estos criterios deben considerarse para establecer la identificación y clasificación de las especies del género. Es probable que la colonización parasitaria modifique los mecanoreceptores para fluidos presentes en el cibario y la proboscis. (Molineux, 1986; Añez et al., 1989; Vívenes, 2000; Bastidas, 2001).

     Rojas y Scorza (1991, 1996) confirman el rol de los azúcares, al evidenciar que Lu. youngi alimentada con una dieta de sacarosa no refinada, mostró alta invasión hipofaríngea, sugiriendo que las impurezas del azúcar podrían contribuir a mayor migración hipofaríngea de los parásitos. Entre tanto, Jacobson, en 1995, investigó la importancia de los carbohidratos de la dieta y mostró que ciertas plantas alimenticias son beneficiosas o perjudiciales para el éxito de la infección en el vector. Así, la presencia de factores tipo lectinas en el intestino medio de los flebótomos actúan como hemaglutininas y son inhibidas por tres tipos de azúcares galactosamina, glucosamina y manosamina; éstas podrían modificar la unión de promastigotes metacíclicos al intestino medio. En relación con el destino de las ingestas de los flebotominos, dependen más de la naturaleza de los fluidos y su concentración de sales que del modo de alimentarse (Añez et al., 1997).

     El vector, al alimentarse sobre el reservorio, ingiere junto con la comida sanguícola las formas amastigotas. Transcurridas 15 horas, se presentan como dos tipos morfológicos diferentes: pequeñas, sin modificaciones aparentes, y alargadas, muy vacuoladas. Estas formas no progresan, y tal vez juega un papel importante en establecer condiciones fisiológicas importantes en el intestino del vector para el desarrollo del metacíclico. Las nectomonas se multiplican dentro de la membrana peritrófica y migran hacia el intestino medio, donde se fijan. Las haptomonas, formas más cortas y gordas, con flagelos modificados para formar placas densas a los electrones o hemidesmosomas, se fijan a la válvula estomodeal, esófago y faringe. Una tercera forma morfológica es el paramastigote, de cuerpo corto y ancho, que se fija a la cutícula de la faringe. La fase siguiente es el promastigote; a su desarrollo están asociadas dos moléculas de la superficie parasitaria. La primera es LPG (lipofosfoglicanos), relacionada con la transformación entre el estadío de crecimiento logarítmico no efectivo hasta el estadío metacíclico, con menor capacidad de unión lectínica, mayor resistencia a la lisis mediada por el complemento y mayor infectividad tanto in vivo como in vitro. Éste alcanza su desarrollo en el vector después del quinto día. La molécula de LPG compleja varía entre especies de Leishmania en los azúcares fosforilados internos, y juega un papel importante en la supervivencia del parásito en el mamífero, por su condición de afinidad con el macrófago. La modificación de su estructura y morfología condicionan la migración anterior de los parásitos. Se ha propuesto que el LPG excretado que se observa en los intestinos de los flebótomos está involucrado en la supervivencia y transmisión de Leishmania. (Williams y Coelho, 1978; Molyneux et al., 1986; Warburg et al., 1986; Lainson y Shaw, 1988; Killick - Kendrick, 1990; Sacks, et al., 1994, 1998; Saravia et al., 1995; Corte-Real et al., 1998). La segunda molécula importante de la superficie parasitaria es el gp63, una glucoproteína-proteasa que constituye aproximadamente el 1% de la proteína del parásito. Es una metaloproteasa que está aumentada en su expresión durante la metaciclogénesis. Mediante análisis inmunocitoquímico se ha demostrado una clara expresión de LPG y gp63 desde el segundo al séptimo día postingesta sanguínea. (Davies et al., 1990).

     Molineux (1986) evidenció la importancia de la membrana peritrófica en el desarrollo de Leishmania, demostrando que en vectores donde la membrana peritrófica permanece intacta, los parásitos no logran unirse al tubo digestivo y son excretados; por el contrario, la ruptura de la membrana peritrófica permite el libre desplazamiento del promastigote a la región del vector. Existen evidencias de que glicofosfolipoproteínas y lipofosfoglicano expuestas en la superficie de los parásitos están involucradas en esta interacción; sin embargo, no está claro si aquellas moléculas se unen a receptores específicos presentes en las células epiteliales o en las membranas peritrófica y perimicrovillar del intestino. Ciertos mecanismos de señales celulares operan también en el hospedador invertebrado; esta área ha sido poco estudiada, y se plantean como barreras del vector o respuestas al parásito (De Souza W., 1998).

Interacción Parásito Célula Hospedadora

     Aunque la transmisión en Leishmania ocurre por medio de la picadura de un flebótomo, se desconoce el mecanismo exacto por el cual los parásitos son ingeridos desde el vertebrado infectado y depositados en la piel de un nuevo hospedador. La infección con parásitos cambia el comportamiento del flebótomo. Un insecto muy infectado hace pruebas sobre la piel del hospedador con mucha más frecuencia que uno no infectado. Las leishmanias pueden transmitirse en cada una de esas pruebas, que posiblemente duran apenas unos segundos, sin necesidad de que se halle repleto de sangre el vector. Las primeras transmisiones experimentales de Leishmania major a vertebrados por picadura de P. duboscai demostraron que los procesos con el vector son tan eficientes como el acto experimental con agujas (Lawyer et al., 1990). Otros estudios han demostrado más alta probabilidad de transmisión del parásito al hospedador vertebrado en la tercera picadura, en relación con la segunda (Elnaiem et al., 1994). Esto probablemente explica las lesiones múltiples vistas en algunos pacientes infectados con Leishmania panamensis, particularmente aquéllos infectados con Leishmania major.

     Otro factor a considerar en el establecimiento de la infección es la temperatura en piel, considerablemente más baja que la temperatura corporal interna. Así, la temperatura en los miembros inferiores podría ser sólo de 29 ºC, cuando la corporal es normalmente de 37 ºC, y a esta temperatura la actividad del complemento está reducida, lo que podría explicar la frecuente ubicación de las lesiones a estos niveles (Howard et al., 1987).

     Es conocido que en el vector la infección leishmanica ocurre sólo en todo el intestino, y que la salida del parásito ocurre a través de la hipofaringe en el canal alimentario en la proboscis (Rojas y Scorza, 1991). El problema es cómo durante la picadura, mientras la sangre fluye, los parásitos son emitidos a través del mismo canal en dirección opuesta. Schlein et al. (1992) sugieren que la infección es causada por parásitos que regurgitan desde el estómago, y que son depositados en los tejidos del hospedador. No obstante, se ha investigado la posible influencia de la saliva del vector sobre el curso de la infección. Titus y Ribeiro (1988) describieron un incremento en la infectividad cuando cantidades mínimas de saliva eran agregadas a un inóculo de promastigotes de cultivo de Leishmania major. También se ha descrito que la saliva contiene poderosos anticoagulantes, que influirían en la transmisión exitosa de la enfermedad (Ribeiro, 1988). Rojas y Scorza (1991, 1999) demostraron que la adición de saliva o fracción soluble de glándula salival a un bajo inóculo de amastigotos de Leishmania (Viannia) brasiliensis incrementa la infectividad de éstos en un grupo de animales inoculados, aumentando la frecuencia, la masa de infiltrado y la densidad de los parásitos presentes en las lesiones. También realizaron infección experimental en Lu. youngi con Leishmania mexicana. Encontraron que a las 60 horas postinfección había excreción de promastigotes en pequeñas gotas de orina, y a las 120 horas se confirmó la ausencia de parásitos en el tubo digestivo medio y posterior. Además, detectaron una fase estacionaria en el parasitismo desde las 60 y 120 horas postingesta, con presencia abundante de parásitos en el tapón estomodeal, seguido esto de una fase metaciclogénica, con presencia de promastigotes libres y activos en el lumen hipofaríngeo y en las piezas de la probóscide; esta característica llevó a los autores a identificar estos parásitos como en los estadios infectantes, claves para la transmisión.

     Por el contrario, Killick-Kendrick (1994) no encontró evidencias para sugerir que la infectividad de las promastigotas cosechadas desde el intestino medio se modificara por la adición de saliva, lo cual justifica aduciendo lo siguiente: es probable que la suspensión de promastigotas a la cual no se le añadió saliva contuviese alguna cantidad liberada desde las glándulas salivales durante la disección del vector.

     Los eritemas causados por la picadura de los flebótomos se correlacionan con los niveles de péptido inductor de eritema, maxadilan, en su saliva. Posterior a evaluar las diferencias genéticas entre poblaciones de vectores, Warburg et al. (1994) observaron que la infección cutánea proliferaba más rápidamente cuando la saliva presentaba más bajo nivel de maxadilan. Los vectores de leishmaniasis visceral presentaron más maxadilan y menor grado de exacerbación de la infección cutánea. Lo anterior sugiere que las especies de Lu. longipalpis difieren en su capacidad para modular la efectividad de la transmisión de esta.

     En relación con la transmisión de la leishmaniasis visceral, se ha demostrado que la leishmaniasis canina es la principal fuente de la patología en humanos, por la ruta de transmisión perro-vector-hombre, al confirmarse la amplia diseminación de amastigotas en pieles caninas aparentemente normales y con leishmaniasis visceral. Se ha demostrado ampliamente la transmisión doméstica de la leishmaniasis cutánea, y se intenta evaluar el riesgo que representan posibles reservorios-hospedadores peridomésticos, como el perro, en la dinámica de transmisión para la infección cutánea y visceral (Vexenat et al., 1993; Vexenat et al., 1994; Reithinger y Davies, 1999; Costa et al., 1999).

     Al producirse la penetración del parásito en el mamífero, los promastigotas metacíclicos muestran resistencia a la citólisis por el complemento, derivada de las modificaciones en el LPG. Posteriormente, se produce la unión macrófago-parásito, en la que intervienen fundamentalmente el LPG y la glicoproteína mayoritaria de superficie gp63. Ambas favorecen la opsonización de los promastigotes con C3b y su unión a los receptores macrofágicos CR1 y CR3. Está claro que varias moléculas expuestas en la superficie juegan importantes roles en la interacción parásito-célula hospedadora, pudiendo estar involucradas en el reconocimiento inicial, señales celulares e invasión. Una vez adherido el promastigote se produce su fagocitosis, incluyéndose en un primer momento en el fagosoma y más tarde en el fagolisosoma, donde se transforma en amastigote.

     Para entrar en el macrófago, el promastigote puede utilizar: 1) receptores del complemento (CR1, CR3, p150/95) ubicados en la superficie del macrófago, los cuales estimulan su fagocitosis (gp63 se une a Cr3, LPg se une a CR3 y p150/95); 2) receptores manosa-fructuosa ó 3) ya opsonizados por el complemento con los fragmentos de C3 (C3b) puede unirse a CR1 en el macrófago y ser fagocitado. Al utilizar los receptores del complemento evade la respuesta inmune (Páez de Mourad et al, 1998).

     Para su supervivencia en el interior del macrófago la leishmania responde a un pH bajo, a las enzimas lisosomales y a los catabolitos microbiocidas del metabolismo oxidativo, para lo cual dispone de una serie de mecanismos efectivos: ATAasa transportadora de protones en la membrana del parásito, que mantiene el pH interno cercano a la normalidad, acción proteolítica de gp63 que le confiere protección frente a los factores microbicidas lisosomales y superóxido dismutasa, catalasa y glutatión-peroxidasa para hacer frente al metabolismo oxidativo del macrófago (Segovia et al., 1997). Posteriormente, la multiplicación de los amastigotes llevará a la lisis del macrófago, con la liberación de parásitos que infectarán nuevos macrófagos.

     Por otra parte la respuesta inmune del hospedador determinará la progresión eliminación de la infección. La respuesta inmune en la leishmaniasis es fundamentalmente de tipo celular y mediada por células T. Sin embrago, esta respuesta puede ser efectiva y conseguir la curación de la infección o, por el contrario, determinar la progresión de la misma. Aunque se desconoce la situación real en los humanos, en el modelo murino se conoce que en el caso de una respuesta eficaz se produce un incremento de células Th1 con el consiguiente aumento de interleukina 2 (IL-2), TNF y gamma-interferón. El alto nivel de estas citoquinas está asociado a la vez con cantidades relativamente bajas o ausentes de IL-4, IL10, TGF beta; en este caso se produce una respuesta de tipo humoral, ineficaz e el control de la infección, con diseminación visceral del parásito.

     Actualmente se desconocen las causas que determinan la selección de las subpoblaciones Th1 y Th2 (Mandell et al., 1995; Weyenbergh et al., 1998).

     Una característica de todas las especies Leishmania es su tendencia a establecer infecciones inaparentes o a persistir después de la resolución clínica de la enfermedad. Este fenómeno es particularmente común en las infecciones por Leishmania (Viannia) brasiliensis, aún en hospedadores inmunocompetentes, en esos casos una vía para el control de la transmisión de la enfermedad en áreas no endémicas, resultaría en la evaluación serológica de los donantes de órganos (Ramírez y Guevara, 1997).

Conclusión

     Dada la complejidad de los mecanismos de transmisión de la leishmaniasis, se plantea la posibilidad de diseñar un análisis estratégico que incluya el estudio de la interacción vector-parásito, la interacción parásito-célula hospedadora y las barreras de bloqueo para la transmisión, como la posibilidad más plausible para cerrar las puertas de entrada y su ciclo biológico.

     Existe una necesidad general de tener un conocimiento profundo sobre la biología de los vectores. Antes de iniciar un programa de control, es necesario priorizar el lugar que deben ocupar las comunidades expuestas al riesgo, como entes pilotos en el establecimiento de estas medidas. El Estado, a través de sus dependencias, estaría comprometido a brindar educación relacionada con prevención y también la identificación de los vectores, de los reservorios y otras acciones tendentes al control de esta enfermedad.

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