Download ESTADIOS DEL CICLO BIOLOGICO DE HELMINTOS

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
FACULTAD DE MEDICINA
DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGÍA, PARASITOLOGÍA
E INMUNOLOGÍA
SEMINARIO 6
GENERALIDADES DE HELMINTOS Y
HELMINTOS INTESTINALES
OBJETIVOS
- Conocer la biología de los helmintos para poder identificarlos y
comprender sus mecanismos de patogenicidad
- Relacionar la biología de los helmintos intestinales con los
mecanismos de invasión, establecimiento y daño
- Identificar para cada especie vías de ingreso y vehículos
CONTENIDOS
- Conceptos de biología de helmintos: ciclo biológico y de transmisión
- Respuesta inmune en helmintos y en particular de helmintos
intestinales, mecanismos de persistencia
- Acción patógena de helmintos intestinales
GENERALIDADES DE HELMINTOS
●
Organismos multicelulares invertebrados.
●
Simetría bilateral-envoltura musculocutánea.
●
En general los estadios adultos son macroscópicos.
●
Localización extracelular, excepto Trichinella spp.
●
Poseen sistemas muscular, nervioso, excretor y reproductor.
●
Carecen de sistemas respiratorio y circulatorio, y de
apéndices articulados.
●
●
Reproducción sexual de elevado potencial biótico.
Helmintos parásitos: Biología adaptada al hospedero
(sistemas nervioso y digestivos rudimentarios).
●
Metabolismo anaeróbico facultativo.
ESTADIOS DEL CICLO BIOLOGICO DE HELMINTOS
O2
CO2
Tº
ADULTO
HUEVO
LARVA
PLATELMINTOS
Aplanados
Acelomados
Hermafroditas*
Cestodes
Aplanados segmentados
Sin aparato digestivo
Trematodes
Aplanados ovales-foliáceos*
Tubo digestivo sin ano
*excepto Schistosoma spp
NEMATODES
Cilíndricos
Con pseudoceloma
Dioicos
Aparato digestivo completo
Estadíos del ciclo biológico de helmintos
O2
CO2
Tº
ADULTO
HUEVO
LARVA
PLATELMINTOS
Cestodes
Trematodes
Huevo con embrión
hexacanto u oncosfera
Operculados*
*excepto Schistosoma spp
NEMATODES
Blastomerados con
distintos estadíos de
maduración
Estadíos del ciclo biológico de helmintos
O2
CO2
Tº
ADULTO
HUEVO
LARVA
PLATELMINTOS
Cestodes
CISTICERCOIDE
NEMATODES
Trematodes
MIRACIDIO
Interior sólido
CISTICERCO
Interior líquido
HIDÁTIDE
Cisticerco
con gemación
múltiple
LARVAS I a IV
Realizan 5 mudas
CERCARIA
METACERCARIA
CARACTERISTICAS DEL CICLO BIOLOGICO DE HELMINTOS
HUESPED
DEFINITIVO
(HD)
ADULTO
HUEVO
LARVA
PLATELMINTOS
Tipo de ciclo: INDIRECTO
Cestodes
HUESPED
INTERMEDIARIO
(HI)
NEMATODES
DIRECTO*
Trematodes
HUESPED INTERMEDIARIO
Ganado
(vaca, cerdo,oveja)
Artrópodos
Caracoles
Peces
HUÉSPED DEFINITIVO
Hombre, perro
HUESPED DEFINITIVO
*excepto filarias
CARACTERISTICAS DE LOS HELMINTOS QUE INFLUYEN EN
PATOGENICIDAD
TAMAÑO
Fenómenos de obstrucción-compresión
CARGA
PARASITARIA
Severidad del daño
CAPACIDAD de FIJARSE o de
ATRAVESAR EPITELIOS (acción
mecánica y/o enzimas líticas)
Trauma
Infecciones bacterianas
secundarias
Daño tisular
ESTRUCTURAS ESPECIALIZADAS Trauma
Acción
expoliatriz
ANTÍGENOS REPETITIVOS Y
PROTEASAS
Inducción de respuesta inmune Th2
ACCION PATOGENA EN PARASITOSIS
DIRECTA
MECANICA: obstrucción-compresión
TRAUMATICA: destrucción tisular por fijación, migración o invasión
EXPOLIATRIZ: sustracción y competencia por nutrientes
TOXICA: mediada por metabolitos del parásito
CITOPATOGENA: Lisis celular por sustancias líticas o por liberación de
parásitos intracelulares
INDUCCION DE INFECCIONES BACTERIANAS SECUNDARIAS
INDIRECTA
Daño inducido por el desarrollo de RESPUESTA INMUNE en el hospedero
INMUNIDAD INNATA: INDUCCION PERFIL TH2 POR HELMINTOS
Helmintos
Ligandos
Receptores
putativos
Quitina
Proteasas
Receptores
desconocidos
Lípidos
Glicanos
Ag E-S
TLRs y
Receptores
lectina tipo C
TLRs y RcFcε
Cél. dendriticas y
macrofagos
Granulocitos
Linajes
Celulares
Epitelio
intestinal
IL-25, IL-33,
TSLP
Respuesta
innata
Adaptado de Perrigoue y col., 2008
Notch-L
Arginasa
pERK
Ym-1
CD40
RELM
RELM
OX40-L
Alarminas, IL-4, IL13, TSLP
CONTROL DE NEMATODES INTESTINALES POR RESPUESTA TH2
EN MUCOSA INTESTINAL
Recambio rápido de células epiteliales
Expulsión
verme adulto
Pérdida de
fluídos
Mastocito
MUCUS
Ruptura uniones
intercelulares
estrechas
NK
Células
caliciformes
Aumento
peristaltismo
MMCPI: proteasas de mastocitos de mucosas
Neutrófilo
SCF: stem cell factor
Adaptado de Artis y col. 2008
INMUNIDAD INDUCIDA POR INFECCIONES CRONICAS POR
HELMINTOS: TH2/Treg
INFLAMATORIA
TH17
Autoinmunidad
Alergias
Infecciones
bacterianas
agudas
Fibrosis
TIPO 1
TH1
TIPO 2
TH2
Infecciones crónicas
por protozoarios y
micobacterias
HELMINTOS
Perfil TH2
modificado
REGULATORIA
Treg
Adaptado de Díaz y Allen, 2007
ACCION PATOGENA INDIRECTA EN HELMINTOSIS INTESTINALES
EXPULSION
Respuesta innata
Respuesta adquirida
Perfil TH2
ENTERITIS
Controlada
por Treg
Hiperplasia de células caliciformes
Aumento de la secreción de moco
Aumento del recambio celular
Hipercontractilidad de músculo liso
CESTODES INTESTINALES
Taenia saginata
Taenia solium
Hymenolepis nana
CESTODES INTESTINALES
Estadíos Adultos
Escólex
Estróbilo
(Proglótides)
Hymenolepis nana
Tamaño aprox. 2-4 cm
Taenia spp. Longitud de hasta 5-10 metros
T. saginata mayor tamaño y número de
proglótides que T. solium
ESTRUCTURAS DE CESTODES INTESTINALES
ADULTOS
HUEVOS
Escólex
(órgano de fijación con 4 ventosas)
Taenia saginata
Taenia.solium
Embrión hexacanto en su
interior
Taenia sp
Inerme
Hymenolepis nana
Rostelo-Doble corona ganchos
Eliminación post-tratamiento
Proglótides grávidos
Corona radiada
Doble membrana
Filamentos polares
Envoltura
Eliminación en heces
Más de 12 ramas uterinas
Menos de 12
ramificaciones
Eliminación espontánea
Eliminación en heces
CICLO BIOLOGICO Y DE TRANSMISION DE
Taenia saginata y T.solium
HI
CISTICERCOSIS T. solium
FECALISMO-AUTOINFECCION
ESTADIO INFECTANTE HUEVO
HI
T. solium
HD
HI
T. saginata
TENIOSIS T saginata y T solium
CARNIVORISMO
ESTADIO INFECTANTE CISTICERCO
ACCION PATOGENA DE ADULTOS de Taenia spp.
Directa
TRAUMATICA: leve irritación de la mucosa intestinal
por fijación de escólex
EXPOLIATRIZ: sustracción de nutrientes del quimo
intestinal
Indirecta
INFLAMACION: Leve, secundaria a la irritación de la mucosa intestinal
MECANISMOS TOXIALERGICOS: Prurito anal por salida proglótides,
Fenómenos alérgicos por productos del catabolismo parasitario
Las infecciones suelen ser ÚNICAS (1 adulto). GENERALMENTE SON
ASINTOMÁTICAS o con sintomatología inespecífica leve. Pueden
presentarse alteraciones del apetito, dolor abdominal, prurito e
irritabilidad.
CICLO BIOLOGICO Y DE TRANSMISION
DE Hymenolepis nana
FECALISMO-AUTOINFECCION
ESTADIO INFECTANTE HUEVO
9
Pulgas
Gorgojos
ACCION PATOGENA DE H. nana
Directa
TRAUMATICA: penetración de la ONCOSFERA en el epitelio intestinal;
desarrollo de las LARVAS CISTICERCOIDES en las vellosidades e irritación
mucosa intestinal por fijación del escólex del ADULTO
CITOPATOGENA: destrucción, deformidad y aplanamiento de vellosidades
por la ONCOSFERA al liberar vesículas con sustancias líticas
Indirecta
INFLAMACION: secundaria a la acción traumática
MECANISMOS TOXIALERGICOS: Fenómenos alérgicos
por productos del catabolismo parasitario
Infecciones múltiples que afectan principalmente a los niños. La magnitud
del daño depende de la carga parasitaria. MANIFESTACIONES CLÍNICAS
EN INFECCIONES MASIVAS: dolor epigástrico, meteorismo, diarrea
malabsortiva y bajo peso
NEMATODES INTESTINALES
Ascaris lumbricoides
Uncinarias (Necator americanus y Ancylostoma
duodenale)
Strongyloides stercolaris
Trichuris trichiura
Enterobius vermicularis
NEMATODES INTESTINALES ADULTOS
Trichuris trichiura
Ascaris lumbricoides
15-30 cm largo
3-5 cm largo
Extremo posterior incurvado
Eliminación espontánea
Ancylostoma duodenale
Tercio posterior grueso
Enclavados en mucosa rectal
Necator americanus
5-11 mm largo
7-15 mm largo
Cuerpo en forma de C
Cuerpo en forma de S
Eliminación post-tratamiento
Enterobius vermicularis
0.5-1 cm largo
Extremo postertior
incurvadfo (macho)
Eliminación espontánea
Strongyloides stercolaris
2 mm largo
Hembra parásita
Mucosa duodenal
GEOHELMINTOS: NEMATODES INTESTINALES
TRANSMITIDOS POR EL SUELO
Hospedero
ADULTO
LARVA
proteasas
Infección por vía oral o
transcutanea
Suelo contaminado con heces
Uncinarias
Ciclo de Loos
(Síndrome de Löeffler)
Intestino delgado
VIA TRANSCUTANEA
Strongyloides stercoralis
Ascaris lumbricoides
Colon
Trichuris trichiura
VIA ORAL
ACCION PATOGENA DE LARVAS DE HELMINTOS QUE REALIZAN
CICLO DE LOOS
Ciclo de Loos
oral
percutánea
Pasaje de larvas por pulmón
con daño traumático y
liberación de Antígenos
-Ag de E-S (proteasas)
-Ag liberados durante la
muda de larvas
Sindrome de Löeffler
-Eosinofilia periférica
-Infiltrados pulmonares
-Eos migrantes
-Tos
-Edema
-Inflamación
-Broncoconstricción
-Proteínas gránulos eosinófilo
-Histamina
-Leucotrienos
Mediadores
-PGD2
vasoactivos
- PAF
Las larvas ascienden hacia la
garganta y son deglutidas
Las larvas
maduran en
los pulmones
CICLO
BIOLOGICO Y
DE
TRANSMISION
DE Ascaris
lumbricoides
Huevo con L2
maduro infectante
en suelo
Adultos en lumen del intestino delgado
Heces
Las larvas eclosionan, invaden
mucosa intestinal y viajan vía
porta hacia los pulmones
Huevos
embrionan
en suelos
cálidos
y húmedos
Suelos
contaminados
FECALISMO
Suelo
ACCION PATOGENA DE LARVAS
de Ascaris lumbricoides
Directa
TRAUMATICA: Ruptura capilares y alvéolos
pulmonares-microhemorragias
Indirecta
MECANISMOS TOXIALERGICOS E
INFLAMACION: Secundaria a acción traumática
Granulomas tisulares eosinófilos por
migración de larvas
La sintomatología pulmonar suele observarse en primoinfecciones y se
hiper IgE en individuos de zonas no endémicas.
En zonas de transmisión intensa y contínua, la asociación de IgE con
citoquinas regulatorias moderaría la sintomatología pulmonar
ACCION PATOGENA DE ADULTOS
de Ascaris lumbricoides
Directa
MECANICA: Compresión u obstrucción del intestino
delgado; por migración errática a colédoco, apéndice,
conducto de Wirsung
TRAUMATICA: Infecciones masivas: Lesión mucosa
intestinal asociada a compresión
EXPOLIATRIZ: Competencia en consumo de nutrientes
TOXICA: Ascarasa: péptido proteolítico con actividad
antitripsina y antipepsina
INFECCIONES BACTERIANAS SECUNDARIAS: apendicitis,
peritonitis
Indirecta
MECANISMOS TOXIALERGICOS: Reacción sistémica por productos de
metabolismo
INFLAMACION: Granulomas tisulares por migración errática (huevos)
El daño depende del tamaño del adulto, del nª de parásitos y de las migraciones
erráticas HABITUALMENTE SON INFECCIONES ASINTOMATICAS
CICLO BIOLOGICO Y DE TRANSMISION DE UNCINARIAS
Ancylostoma duodenale
Suelos
contaminados
L3
Diferenciación a
larva filariforme
Vía de ingreso
cutánea
Necator americanus
Tigmotropismo
Termotropismo
Geotropismo negativo
L2
2
La larva rabditoide
eclosiona
L1
FECALISMO
1
ACCION PATOGENA DE Uncinarias
Directa
TRAUMATICA: Causada por placas cortantes y dientes de
organismos adultos
EXPOLIATRIZ: Consumo por adultos de proteínas
plasmáticas, hemoglobina, hierro (anemia microcítica)
TOXICA: Inhibición de factores de coagulación : Xa y VIIa,
de adhesión de plaquetas por adultos
Adulto en mucosa intestinal
Indirecta
INFLAMACION: Granulomas por migración de larvas
(sitio de entrada, lesiones pulmonares)
Larva rabditoide
Las manifestaciones clínicas dependen de la carga y persistencia
parasitaria, observándose en infecciones masivas ya que
HABITUALMENTE son infecciones ASINTOMATICAS
MOLÉCULAS DE INTERÉS INMUNOLÓGICO EN UNCINARIAS
POTENCIALES ANTIGENOS VACUNALES
Desde el año 2000: Iniciativa para la vacuna de la Uncinariosis Humana
http://www.sabin.org/programs/vaccine-development/human-hookworm-vaccine
ANTIGENO
ESTADIO
FUNCION
EFECTO BUSCADO
ESTADO
Na-APR-1
Adulto
hemoglobinasa
Bloquear actividad en tubo digestivo
del parasito
Fase I
Na-GST-1
Adulto
GlutationStransferasa
Bloquear detoxificacion del hemo
del hospedero
Fase I
Na-APR-1: Necator americanus- Aspartic protease-hemoglobinase, Na-GST-1: Necator americanus- glutation-Stransferasa
Se pretende desarrollar una vacuna para prevenir la infección severa en
niños menores a 10 años, que viven en áreas endémicas con la finalidad es
reducir la anemia, el retraso en el crecimiento fisico y desarrollo cognitivo
causado por la infección con uncinarias
CICLO BIOLOGICO Y DE TRANSMISION DE Strongyloides stercoralis
Vía de ingreso
cutánea
FECALISMO
Suelos cálidos contaminados
INMUNIDAD EN LA INFECCION CON
Strongyloides stercoralis
PROTECCIÓN FRENTE A LA INFECCIÓN
(+)
Y
Eosinofilia
Y Eotaxina
IgE e IgG4
Y
IL-5
Y Y
Y
Perfil TH2
Y Y
Y
Y
(-)
HIPERINFECCIÓN-DISEMINACIÓN
-Corticoides (efecto inmunosupresor en el hospedero y estimulador
hormonal de la fertilidad del nematode)
-Co-infección con HTLV-1 (disminución respuesta TH2
con exacerbación TH1/Treg)
-Transplante órgano sólido (riñón)
-Transplante médula ósea
Ecdisona
ACCION PATOGENA de Strongyloides stercoralis
EN INDIVIDUOS INMUNOCOMPETENTES
Directa
TRAUMATICA: destrucción tisular por invasión de
adultos en mucosa intestinal
Microlesiones por migración de larvas en pulmón
Indirecta
Hembra S. stercoralis
en duodeno
INFLAMACION: secundaria a la acción traumática (adultosEnteritis catarral)
Granulomas inflamatorios en sitio de entrada y por
migración de larvas
HABITUALMENTE SON INFECCIONES ASINTOMATICAS
en
individuos
inmunocompetentes.
Sólo
hay
manifestaciones clínicas en infecciones masivas
Larva filariforme
en biopsia de pulmón
(Tinción Giemsa)
ACCION PATOGENA de Strongyloides stercoralis
EN INDIVIDUOS INMUNOCOMPROMETIDOS
Directa
TRAUMATICA: destrucción tisular por invasión y migración de LARVAS y
ADULTOS (tubo digestivo y pulmón) y durante la diseminación a otros
órganos (SNC-hígado-páncreas, etc.)
INDUCCION DE INFECCIONES BACTERIANAS SECUNDARIAS en infecciones
diseminadas
Larvas filariformes de S.stercoralis en esputo
Las manifestaciones clínicas en individuos inmunocomprometidos
son: SÍNDROME DE HIPERINFECCIÓN E INFECCIÓN DISEMINADA
Los huevos
larvados (L1)
son ingeridos
MADURO
INFECCIOSO
CICLO
BIOLOGICO Y DE
TRANSMISION DE
Trichuris trichiura
Los huevos embrionan
a temperatura y
humedad adecuada en
el suelo
La larva eclosiona en intestino
delgado, penetra en las glándulas
de Lieberkün donde desarrolla y
pasa al colon
FECALISMO
INMADURO
NO INFECCIOSO
Adultos en ciego y colon ascendente
ACCION PATOGENA DEL ADULTO de Trichuris trichiura
Directa
TRAUMATICA: por penetración del extremo
anterior en mucosa intestinal
Microhemorragias
Hiperestimulación de plexos mientéricos
(prolapso rectal en infecciones masivas)
EXPOLIATRIZ: Eritrofagia
Indirecta
INFLAMACION: Secundaria a la acción traumática
La MAGNITUD DEL DAÑO depende de la CARGA PARASITARIA
Clínica relevante en infecciones masivas (niños): disentería, anemia
ferropénica (hemorragia+consumo), hiperperistaltismo y desnutrición
Huevos larvados ingeridos
por el humano
CONTACTO
INTER-HUMANO
CICLO BIOLOGICO Y
DE TRANSMISION DE
Enterobius
vermicularis
Los huevos son depositados
inmaduros en la zona perianal.
Las larvas dentro de los
huevos maduran en 4 a 6h
La hembra migra a la
región perianal durante
la noche para ovipositar
ESTRUCTURAS DE ADULTOS DE E. vermicularis
Macho
Hembra
Ambos sexos
Extremo
posterior romo
con espícula
copulatriz
Expansiones cefálicas
Bulbo
esofágico
Bulbo
esofágico
Cavidad
celómica
Utero con
huevos
Extremo
posterior
aguzado
Intestino
Intestino
Ensanchamientos
laterales
Testículos
Ovarios
Cavidad
celómica
ACCION PATOGENA DE Enterobius vermicularis
Directa
MECANICA: Molestias y prurito ligadas a la migración del ADULTO
La hembra migra para la oviposición, alcanzando eventualmente localizaciones
ectópicas (peritoneo-apéndice, vulva y vagina)
INFECCIONES BACTERIANAS: secundarias al prurito; arrastre de bacterias
por parte de los ADULTOS a otras localizaciones; microtraumatismos inducidos
por el adulto (apendicitis)
Indirecta
MECANISMOS TOXIALERGICOS:
Fenómenos de hipersensibilidad tipo I (prurito anal y nasal) inducido por
antígenos de ADULTOS y HUEVOS
INFLAMACION: secundaria a acción mecánica agravada por lesiones de
rascado y sobreinfecciones bacterianas
La presencia y severidad de síntomas depende de la carga parasitaria y
de la migración parasitaria
HELMINTOS INTESTINALES …
¿Cómo se trasmiten?
¿Cuáles son las medidas profilácticas?
¿Cómo se detectan estas infecciones?
TRANSMISION DE HELMINTOS INTESTINALES
E. vermicularis
H. nana
T solium
Ano-mano-boca
Carnivorismo
T. solium
Vía oral
Materia
fecal
Suelo
T. saginata
A. lumbricoides Vía transcutánea
T. trichiura
Uncinarias
Suelo contaminado con heces S. stercoralis
- Geohelmintos
DETECCION DE HELMINTOS INTESTINALES
Larvas
Eliminación en
materia Fecal
Detección en
región perianal
Proglótides
Huevos
Huevos
S. stercoralis
T. solium
A. lumbricoides
T. trichiura
Uncinarias
Taenia spp.
H. nana
E. vermicularis
DIAGNÓSTICO
DIRECTO:
Coproparasitológico
seriado
DIAGNÓSTICO
DIRECTO:
Test de Graham
Proglótides
Eliminación espontánea
Adultos
T. saginata
A. lumbricoides
T. trichiura
E. vermicularis
DIAGNÓSTICO
DIRECTO:
Macroscópico
CONCLUSIONES
1. Los helmintos son organismos complejos clasificados en base a diferencias
morfológicas.
2. El desarrollo de respuesta con perfil TH2 colabora con la eliminación
intestinal de parásitos pero causa enteritis como efecto nocivo para el
huésped.
3. Los cestodes se eliminan infectivos por las heces mientras que la mayoría de
los nematodes necesita un período de maduración en suelo
4. La aparición y la severidad del daño se correlaciona con la carga parasitaria.
5. La mayoría de estas infecciones pueden ser detectadas por visualización de
estructuras parasitarias macro o microscópicas.