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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/18004
AVALIAÇÃO DE BIOMARCADORES DE GRAVIDADE EM CÃES NATURALMENTE INFECTADOS POR LEISHMANIA INFANTUM CLASSIFICADOS CLINICAMENTE E ESTRATIFICADOS QUANTO À CARGA PARASITÁRIA EM ESTUDOS DE CORTE TRANSVERSAL.
Solcà, Manuela da Silva | Date Issued:
2017
Author
Advisor
Co-advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil
Abstract in Portuguese
INTRODUÇÃO: A leishmaniose visceral (LV) é, principalmente, causada pelo
protozoário Leishmania infantum nas Américas, podendo acometer o Homem e
animais. Dentre estes, o cão é considerado o principal reservatório doméstico do
parasito. O curso da LV canina (LVC) varia entre os animais, podendo alguns se
mostrar resistentes à infecção, se mantendo subclínicos, e outros susceptíveis, que
irão desenvolver sinais da doença. O estado de resistência ou susceptibilidade à
LVC reflete na gravidade da infecção do animal, e não pode ser definido pelo quadro
clínico apresentado ou por qualquer parâmetro isolado de resposta imune.
OBJETIVO: Avaliar a carga parasitária como biomarcador parasitológico, as
proteínas LJM11/LJM17 como biomarcadores de exposição à saliva do vetor, e
identificar biomarcadores inflamatórios de gravidade da infecção por L. infantum em
cães. Primeiramente, foi realizada a padronização de uma ferramenta diagnóstica de
PCR quantitativa (qPCR), utilizando diferentes amostras biológicas (aspirado
esplênico, linfonodos, pele, sangue, medula óssea e swab conjuntival) de cães
sintomáticos provenientes da área endêmica de Jequié-BA. A avaliação da carga
parasitária de L. infantum teve seu desempenho comparado com outras técnicas
diagnósticas (cultura de aspirado esplênico, teste rápido e ELISA para LVC)
empregando a análise de classe latente (ACL). Para essa análise, foi construída
uma variável latente a ser empregada como padrão ouro para avaliação da acurácia
desses métodos. Na avaliação inicia dos cães sintomáticos, a qPCR detectou DNA
do parasita em 100% dos animais em pelo menos uma das amostras biológicas,
sendo que todos foram positivos empregando-se o aspirado esplênico e 70%
empregando-se o sangue. Utilizando a variável latente como padrão-ouro, a
sensibilidade para a qPCR de aspirado esplênico (95,8%) foi maior do que as
obtidas pela qPCR utilizando outras amostras biológicas e por outros testes
diagnósticos. Desta forma, em uma segunda etapa, a acurácia da qPCR
empregando-se aspirados esplênicos foi avaliada em uma amostra canina obtida de
forma randômica (n = 800), coletada durante um estudo de corte transversal na área
endêmica de Camaçari-BA. Utilizando a variável latente como padrão-ouro,
novamente a sensibilidade para a qPCR de aspirado esplênico foi elevada (95%).
Neste estudo de corte transversal foi possível também correlacionar a carga
parasitária com a gravidade da infecção, existindo associação positiva significativa
entre a intensidade da carga parasitária no baço e o número de sinais clínicos
presentes nos cães. Nessa primeira parte do estudo, foi possível demonstrar que i) a
utilização de aspirado esplênico na qPCR apresentou maior sensibilidade na
detecção de DNA de L. infantum do que outras amostras biológicas; ii) a ACL pode
ser usada para gerar um padrão ouro adequado para avaliação de técnicas
diagnósticas, uma vez que esta técnica oferece uma avaliação mais completa dos
resultados obtidos por diferentes métodos diagnósticos para LVC e iii) a carga
parasitária se mostrou um bom biomarcador de gravidade clínica nos animais
infectados por L. infantum. Posteriormente, após a reação de qPCR ter sido
padronizada e validada empregando-se aspirados esplênicos, esta foi aprimorada
para utilização em estudos epidemiológicos, sendo padronizada em formato duplex
tanto na forma líquida como no formato em gel (ready-to-use), adicionando-se à
reação primers específicos para a detecção simultânea de um gene constitutivo
canino. Esse protocolo permitiu a detecção de até 0,1 parasitas por amostra.
Adicionalmente, a detecção de DNA do hospedeiro na mesma reação
simultaneamente fortaleceu o diagnóstico da LVC, agindo como controle interno da
reação, reduzindo tempo de execução e diminuindo custos da reação. Após a
padronização da qPCR duplex, foi realizado um estudo exploratório de uma amostra
de cães coletada durante outro estudo de corte transversal, em Camaçari-BA, no
qual se objetivou avaliar biomarcadores de exposição à saliva do vetor (proteínas
LJM11/LJM17) e identificar biomarcadores inflamatórios, correlacionando-os à
gravidade da LVC e à carga parasitária. A análise identificou uma bioassinatura
distinta em cães com diferentes manifestações clínicas, caracterizada por uma
diminuição dos níveis de LTB4 e de PGE2 e um aumento de CXCL1 e CCL2, de
acordo com o agravamento da doença. Além disso, utilizando uma combinação de 3
parâmetros distintos (LTB4, PGE2 e CXCL1) como um marcador, este permitiu a
discriminação entre escores clínicos diferentes utilizando uma curva ROC. Foi
detectado também, que cães com escores clínicos elevados apresentaram-se, mais
frequentemente, positividade para anticorpos anti-saliva e elevadas cargas
parasitárias. Este estudo permitiu a avaliação e identificação de vários
biomarcadores em cães, que podem ser importantes para auxiliar na avaliação do
curso da doença e prognóstico por médicos veterinários, além de futuramente poder
ajudar na distinção entre cães resistentes ou susceptíveis direcionando estratégias
de controle da LVC em áreas endêmicas. CONCLUSÃO: Existem biomarcadores
parasitológicos como a carga parasitária, biomarcadores imunológicos e
inflamatórios como CXCL1, CCL2, LTB-4, PGE-2, além da produção de anticorpos
específicos contra as proteínas LJM 11 e LJM 17 da saliva do vetor, que são
capazes de diferenciar animais infectados por L. infantum de acordo com seus
diferentes quadros clínicos.
Abstract
INTRODUCTION: In the Americas, visceral leishmaniasis (VL) is caused by the
protozoan Leishmania infantum, which can affect humans and animals. Among
these, dog is considered the main domestic reservoir of this parasite. Canine VL
(CVL) clinical outcome varies among animals, some of which may be resistant to
infection remaining subclinical, and others may be susceptible showing signs of the
disease. The state of resistance or susceptibility to CVL reflects on the severity of
infection in the animal and cannot be defined solely by the clinical condition
presented or by any isolated parameter of the immune response. OBJECTIVE:
Assess parasite load as parasitological biomarkers, LJM11/LJM17 proteins as
sandfly saliva exposure biomarkers, and identify inflammatory biomarkers that
indicates L. infantum infection severity in dogs. Firstly, we performed the
standardization of a quantitative PCR diagnostic tool (qPCR) using different
biological samples (splenic aspirate, lymph nodes, skin, blood, bone marrow and
conjunctival swab) of symptomatic dogs from the endemic area of Jequié-BA. The
evaluation of the parasitic load of L. infantum had its performance compared to other
diagnostic techniques (splenic aspirate culture, rapid test and CVL ELISA) using
latent class analysis (LCA). In this analysis, a latent variable was constructed to be
used as a gold standard to evaluate the accuracy of these methods. In the initial
evaluation of the symptomatic dogs, qPCR detected DNA from the parasite in 100%
of the animals in at least one of the biological samples, all of which were positive
using the splenic aspirate and 70% using the blood. Employing the latent variable as
a gold standard, splenic aspirate qPCR sensitivity (95.8%) was greater than that
obtained by qPCR using other biological samples and other diagnostic tests. Thus, in
a second stage, the accuracy of qPCR using splenic aspirates was evaluated in a
randomly obtained canine sample (n = 800), collected during a cross-sectional study
in the endemic area of Camaçari-BA. Using the latent variable as a gold standard,
qPCR sensitivity of splenic aspirate was again high (95%). In this cross-sectional
study, it was also possible to correlate the parasite load with the severity of the
infection, and there was a significant positive association between the intensity of the
parasite load in the spleen and the number of clinical signs present in dogs. In this
first part of the study, it was possible to demonstrate that i) the use of splenic aspirate
in the qPCR presented greater sensitivity in the detection of L. infantum DNA than
other biological samples; Ii) LCA can be used to generate a suitable gold standard
diagnostic techniques assessment, since this technique offers a more complete
evaluation of the results obtained by different diagnostic methods for LVC and iii) the
parasite load proved to be a good biomarker of clinical severity in animals infected
with L. infantum. Next, after the qPCR reaction was standardized and validated using
splenic aspirates, the same was improved for use in epidemiological studies, being
standardized in both liquid and ready-to-use gel format, adding specific primers for
the simultaneous detection of a canine constitutive gene. This protocol allowed the
detection of up to 0.1 parasites per sample. In addition, the detection of host DNA in
the same reaction simultaneously strengthened the LVC diagnosis, acting as internal
reaction control, reducing execution time and reducing reaction costs. After the
standardization of the duplex qPCR, we performed an exploratory study of a sample
of dogs collected during another cross-sectional study carried out in Camaçari-BA.
We aimed to evaluate the biomarkers of vector saliva exposure (LJM11/ LJM17
proteins) and to identify inflammatory biomarkers, correlating them with CVL severity
and parasite load. Assessment of protein expression of profile biomarkers identified a
distinct biosignature that could cluster separately animal groups with different clinical
scores. Increasing severity scores were associated with a gradual decrease of LTB-4
and PGE-2, and a gradual increase in CXCL1 and CCL2. Discriminant ROC
analyses revealed that combined assessment of LTB-4, PGE-2 and CXCL1 was able
to distinguish dogs with different clinical scores. Dogs with the highest clinical score
values also exhibited high parasite loads and positivity for anti-saliva antibodies. This
study allowed the evaluation and identification of several biomarkers in dogs, which
may be important to assist in the evaluation of the disease course and prognosis by
veterinarians, and in the future to be able to help distinguish between resistant or
susceptible dogs directing CVL control strategies in endemic areas. CONCLUSION:
There are parasitological biomarkers such as parasite load, immunological and
inflammatory biomarkers such as CXCL1, CCL2, LTB-4, PGE-2, and the production
of specific antibodies against LJM 11 and LJM 17 sandfly salivary proteins, which are
able to differentiate animals infected by L. infantum according to their different clinical
condition
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