De PhD y otros demonios

Inmunidad celular

Los antígenos procedentes de los parásitos, como cualquier inmunógeno, son capturados por los macrófagos, allí son procesados y los epítopes son conjugados a proteínas de la clase II del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC, por su sigla en inglés de major histocompatibility complex) para ser presentados luego a las células T. Los macrófagos y las células dendríticas son las células presentadoras que, en la piel, están representadas por las células de Langerhans. Los receptores de células T, en conjunto con los receptores CD3 en la superficie de los linfocitos, reconocen los epítopes conjugados a las moléculas del MHC de clase I en las células ayudadoras (CD4) y de la clase I en las células citotóxicas (CD8).

La respuesta inmune contra los parásitos está dada por los linfocitos CD4, CD8 y por las células asesinas naturales (NK, por su sigla en inglés de natural killer); asimismo, participan los macrófagos mediante la producción de citocinas, que corresponden a proteínas de bajo peso molecular, que influyen sobre las funciones de otras células como los linfocitos T, los linfocitos B, los macrófagos, los endoteliocitos y los fibroblastos. Las citocinas más importantes son las interleuquinas (IL), los interferones, el factor de necrosis tumoral y el factor formador de colonias.21

En las infecciones por protozoos de localización intracelular como Leishmania está claro que el tipo de respuesta inmune es dependiente de la activación selectiva de líneas celulares de los linfocitos T-CD4, las cuales secretan ciertas citoquinas. De los linfocitos CD4 (Th0) se diferencian varias subpoblaciones de células ayudadoras, principalmente Th1 y Th2.22 Las células Th1 están involucradas en la inmunidad celular, que puede manifestarse como hipersensibilidad retardada; en este tipo de inmunidad hay producción de IL-2, interferón gamma (IFN-gamma) y factor de necrosis tumoral (TNF, por su sigla en inglés de tumor necrosis factor) y los macrófagos activados. Los fagocitos están dotados de gránulos lisosomales que contienen una gran variedad de enzimas y otras proteínas como las defensinas, que destruyen los parásitos dentro de los fagosomas mediante varios mecanismos. Uno de ellos es el oxidativo, con la formación del superóxido, que es tóxico para los parásitos. Igualmente, se puede producir óxido nítrico (NO, por su sigla en inglés de nitric oxide) a partir de L-arginina, el cual es tóxico para los parásitos. La susceptibilidad de las células parasitarias a los productos anteriores, depende de la habilidad para neutralizar los radicales. Por el contrario, las células Th2 producen IL-4, IL-5, IL-6 o IL-10, con una buena respuesta de la síntesis de anticuerpos, pero con incapacidad para destruir los parásitos intracelulares.23

En algunas infecciones por protozoos intracelulares, los macrófagos se aglomeran en colonias y células gigantes para formar granulomas en los tejidos como ocurre con las larvas o los huevos de helmintos localizados en los tejidos y con ciertos protozoos como Leishmania.

Inmunidad humoral

La presencia de anticuerpos circulantes contra determinados componentes antigénicos de los parásitos es una muestra de la respuesta humoral. La producción de estos anticuerpos depende de la historia natural de la infección y, especialmente, del grado de invasión a los tejidos; no obstante, es difícil relacionarlos con una verdadera función protectora.

La activación de los linfocitos B, y luego de los plasmocitos, ocasionan una respuesta inmune con producción de inmunoglobulinas dirigidas contra los epítopes de las estructuras parasitarias que pueden interactuar con el sistema del complemento para dañar, lisar o fagocitar las células del parásito. En la respuesta contra los helmintos hay participación de las células Th2 y producción de anticuerpos IgE.24

En el huésped humano parasitado se conocen diversos cambios en las concentraciones séricas de las cinco clases de inmunoglobulinas. En las infecciones recientes aparecen anticuerpos IgM que adquieren especial significado en los niños recién nacidos como el índice de transmisión congénita del parásito. En las mucosas y sus secreciones se encuentran anticuerpos, fundamentalmente IgA, como respuesta contra los parásitos localizados en estos tejidos (p.ej., los coproanticuerpos). Varios parásitos, esencialmente los helmintos, inducen la producción de anticuerpos citofílicos de la clase IgE, que se detectan en el suero y en los tejidos. Nippostrongylus braziliensis, parásito de la rata, sirve como modelo para estudiar el mecanismo de defensa del huésped contra los helmintos. Varios autores demostraron experimentalmente con este nemátodo lo que sucede con las infecciones repetidas. Cuando ocurre la infección primaria una proporción de las larvas infectantes se pierde, las sobrevivientes se establecen y maduran, pero casi todas son expulsadas y solo permanece en el tubo digestivo una población residual. En las infecciones posteriores se aumenta el número de gusanos expulsados. La variación de la permanencia o expulsión de los parásitos cambia de acuerdo al estado de inmunidad del hospedero y al genotipo. Existe un patrón similar para otros nemátodos (p.ej., Trichinella spiralis, Trichuris muris y Strongyloides ratti, en ratas y ratones.25

Experimentalmente, se puede demostrar que existe una asociación entre el desarrollo de inmunidad contra ciertos parásitos y la aparición de anticuerpos, principalmente del tipo IgE. Estos anticuerpos causan daños severos en el citoplasma de las células grandes del tubo digestivo del parásito y atacan algunas enzimas. Sin embargo, los anticuerpos por sí solos no constituyen el único mecanismo de rechazo de algunos gusanos, pero sí son importantes.26

El aumento de los eosinófilos es un hallazgo característico de las helmintiasis que invaden tejidos. Se desconoce bastante sobre el mecanismo de producción y la participación de los eosinófilos en el proceso inmune. Se asocia la eosinofilia con una reacción de tipo alérgico, desencadenada por la presencia de parásitos o sus antígenos. En aquellos tejidos en donde mueren larvas de parásitos y estas se desintegran, existe formación de granulomas eosinofílicos. Entre las explicaciones acerca de la presencia de eosinófilos en la circulación o en los tejidos se mencionan las siguientes hipótesis:

 La histamina produce atracción de los eosinófilos.

 Los eosinófilos actúan como antagonistas de la histamina.

 Los eosinófilos contienen histaminasa.

 Los complejos antígeno anticuerpo, o cada uno de ellos por separado, pueden atraer los eosinófilos; una linfocina puede estimular la producción de los eosinófilos.

En la infección por T. spiralis se encuentra una gran mastocitosis en la mucosa intestinal. La intensidad de esta respuesta está genéticamente determinada y ligada a los genes del MHC.27

Inmunopatología

La presencia de parásitos en un huésped induce una respuesta inmune con fines defensivos, lo cual no siempre se logra. En algunos casos, la patogenia de la enfermedad se debe a ciertas reacciones inmunológicas no deseadas que ocurren simultánea o consecutivamente con el proceso defensivo, especialmente en varios parásitos helmintos que tienen una larga vida y causan infecciones crónicas.28

Varias infecciones parasitarias se acompañan de hipersensibilidad de tipo inmediata o retardada. Por ejemplo, en cobayos parasitados o sensibilizados con ciertos helmintos se logra producir un choque anafiláctico mediante inyecciones intravenosas de antígenos homólogos. En el huésped humano, este choque se presenta por la ruptura de un quiste hidatídico. La invasión por larvas de helmintos produce un síndrome caracterizado por infiltración pulmonar, tos seca e intensa eosinofilia sanguínea; esta entidad clinicopatológica se conoce como eosinofilia tropical o pulmón eosinofílico. Igualmente, se observa un proceso inflamatorio transitorio por el paso de larvas a través de los pulmones, conocido como síndrome de Löeffler. En el síndrome de migración larvaria visceral se encuentran lesiones granulomatosas crónicas y eosinofilia periférica. La presencia de huevos de Schistosoma mansoni (también de otros helmintos) en hígado y pulmones desencadena una elevada respuesta mediada por células Th2 y se forman granulomas o pseudotubérculos con un intenso infiltrado eosinofílico. Los eosinófilos tienen una actividad lítica principalmente sobre las formas larvarias.

Los anticuerpos que aparecen en las parasitosis pueden reaccionar con productos del parásito y algunos de ellos dan reacciones cruzadas con antígenos del huésped. Pueden, asimismo, unirse con los antígenos solubles del parásito para formar complejos antígeno anticuerpo, llamados complejos inmunes, los cuales adquieren propiedades patogénicas al localizarse en ciertos tejidos donde activan el complemento para producir lesiones inflamatorias, degenerativas o necrosantes. Las nefropatías presentes en infecciones por Plasmodium malariae se relacionan con los complejos inmunes formados por los anticuerpos específicos y los antígenos solubles del parásito, los cuales se depositan en el riñón y, conjuntamente con el complemento, producen lesiones glomerulares.29

Otro tipo de enfermedad relacionada con el estado inmunológico del individuo es la agudización de ciertas infecciones latentes. Esto sucede por inmunodeficiencias congénitas, adquiridas o inducidas por medicamentos inmunosupresores. Entre las adquiridas, la de mayor importancia actual es el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (sida). El creciente uso de medicamentos inmunosupresores y antineoplásicos ha influido en los últimos años para que algunos parásitos oportunistas se presenten con mayor frecuencia y gravedad como ocurre en el tratamiento de enfermedades autoinmunes y en pacientes con trasplantes de órganos. Ejemplos de parásitos oportunistas son: Toxoplasma gondii, Cryptosporidium spp., microsporidios, Cystoisospora y Strongyloides stercoralis, especialmente en pacientes que reciben terapia corticosteroidea.30

Inmunodiagnóstico

El desarrollo de métodos inmunológicos es importante para mejorar el diagnóstico de ciertas enfermedades parasitarias y para su estudio epidemiológico. Inicialmente, las reacciones serológicas tuvieron un valor limitado por las dificultades para obtener buena especificidad, sensibilidad y reproducibilidad. Esto sucedió, principalmente, por la forma empírica de la preparación de los antígenos, que eran productos crudos, con los cuales se obtenían resultados de poca exactitud. Cuando los parásitos no son cultivables y se requiere obtenerlos de los tejidos del huésped, los materiales de dichos tejidos se incorporan a los antígenos parasitarios y dan reacciones cruzadas no deseadas. El desarrollo de nuevas maneras de separación y la purificación de fracciones antigénicas mejoraron en todos los aspectos los diferentes métodos, puesto que la calidad de los antígenos es esencial en la especificidad y la sensibilidad de las pruebas. Un ejemplo que ilustra este cambio en el concepto de las pruebas inmunológicas es lo sucedido con el antígeno de Entamoeba histolytica que, en épocas anteriores, se preparaba de cultivos asociados a otros microorganismos y los resultados eran inespecíficos. Cuando se logró obtener cultivos axénicos (libres de otros microorganismos) y preparar antígenos purificados, las reacciones mejoraron en su especificidad.31

Después de separar Entamoeba histolytica (patógena) de Entamoeba dispar (no patógena),32 ambas con morfología idéntica, se hizo necesario tener pruebas inmunológicas para diferenciarlas. Fue así como se obtuvieron anticuerpos específicos en conejos, con los cuales se realizan las pruebas de ensayo inmunoenzimático ligado a enzimas (ELISA, por su sigla en inglés de enzyme-linked immusorbent assay) en materia fecal, que permite identificar antígenos específicos para las dos amebas. Otro ejemplo de avance en inmunodiagnóstico puede apreciarse en el uso del inmunoblot en cisticercosis, procedimiento que supera el método de ELISA.33

Los antígenos parasitarios se han dividido en dos grupos: al primero pertenecen aquellos preparados con el cuerpo del parásito, la pared, los órganos o las organelas, y se conocen con el nombre de antígenos endógenos o somáticos. En el segundo grupo están los antígenos que se obtienen de los productos de secreción o excreción de los parásitos durante su desarrollo o metabolismo, y se denominan exoantígenos o antígenos exógenos. Existen antígenos comunes entre los distintos estados de desarrollo del parásito y aun entre varios parásitos de género diferente. Otros antígenos cambian de acuerdo a la etapa de desarrollo en que se encuentra el parásito. Los tripanosomas sirven como ejemplo para ilustrar los cambios antigénicos, puesto que muestran variaciones entre las clonas y se han aislado más de 20 variantes antigénicas de una cepa.34

Las técnicas inmunológicas empleadas en el diagnóstico de las enfermedades parasitarias son las mismas existentes para otras infecciones. Con estas pruebas se detectan varios tipos de anticuerpos que reciben el nombre, según la técnica empleada, como precipitinas, aglutininas, anticuerpos fijadores del complemento, opsoninas, lisinas, anticuerpos fluorescentes, etc., y su presencia es indicativa de infección. El uso de anticuerpos monoclonales aumenta la especificidad de las pruebas. En algunas parasitosis como en la toxoplasmosis existen anticuerpos capaces de destruir los parásitos.

Las pruebas utilizadas para detectar anticuerpos pueden presentar tres desventajas: volverse positivas lentamente y no ser útiles en las etapas iniciales de la infección; persistir por algún tiempo después de que la infección parasitaria termina, lo cual origina confusión en el diagnóstico de infección actual; o presentar reacciones cruzadas que impiden un diagnóstico preciso. Estas desventajas disminuyen cuando las pruebas detectan antígenos, lo cual asegura el diagnóstico de la enfermedad actual y tienen valor en pacientes inmunosuprimidos. Estos últimos métodos ya se utilizan en algunas parasitosis y tienen más valor.

Inmunizaciones

Las vacunas, tal como se practican para obtener protección contra ciertas enfermedades bacterianas o virales, no se han logrado satisfactoriamente para las enfermedades parasitarias en humanos, aunque se investiga en algunas de ellas como malaria y leishmaniasis. Varios grupos de investigadores en el mundo trabajan activamente en la obtención de una vacuna contra malaria por P. falciparum. En la Unión Soviética y en otros países orientales se ha aplicado inmunización en varias comunidades para la protección de reinfecciones con Leishmania tropica mediante la inducción de una infección primaria.

Para los helmintos se ha tenido menos éxito. Como ejemplo está la vacuna desarrollada para Ancyclostoma caninum en perros,35 que produce cierta resistencia a la infección después de inmunizarlos con larvas vivas irradiadas, aunque se presentan reacciones secundarias severas. Este ejemplo de vacuna en animales ha sido superado en eficiencia con la obtenida para la Taenia de ovejas (Taenia ovis) por medio de proteínas recombinantes y ácido desoxirribonucleico (ADN).36 En Medicina Veterinaria hay mayor interés comercial y menos requerimientos de seguridad que en medicina humana. Contra helmintos humanos, la vacuna en la que más se ha investigado es contra esquistosomas, que está en la fase de experimentación clínica en humanos.

Actualmente, se experimenta con las vacunas moleculares contra parásitos, con el uso como inmunógenos de algunas proteínas antigénicas,37 epítopes conformados por péptidos y, en algunos casos, vacunas polivalentes. El éxito de estas inmunizaciones es relativo, ya que con los parásitos se tienen problemas para conseguir una verdadera protección por la complejidad de sus estructuras, la variabilidad de las formas parasitarias que adopta durante su ciclo de vida, la cronicidad de la infección y la dificultad para demostrar la eficacia de la vacuna en poblaciones humanas.

BIOLOGÍA MOLECULAR

Los clínicos y los epidemiólogos han sentido la necesidad de desarrollar procedimientos rápidos y precisos para los estudios biológicos, el diagnóstico, la prevención y el tratamiento de las infecciones parasitarias. La tecnología se basa en el uso de los ácidos nucleicos. Un parásito se puede lisar por diferentes métodos y liberar los ácidos nucleicos, los cuales se pueden desnaturalizar e hibridizar. En los años setenta se desarrolló la metodología para el análisis del ADN como método equivalente a detectar la “huella digital” de los parásitos, con la identificación genotípica entre las especies. En la década de los años ochenta se perfeccionaron los métodos de hibridización del ADN, con los cuales se identifica el agente causal de muchas entidades, gracias a la llamada sonda de ADN. Es factible marcar con un radionucleótido, fluorocromo, enzima o molécula antigénica, un ADN, ya sea una espiral simple, un fragmento, un oligonucleótido o un plásmido ADN.38

Cada especie, subespecie o cepa biológica tiene su espiral de ADN con una secuencia específica. Una espiral simple de ADN del parásito con un marcador (sonda) sirve para capturar la otra espiral complementaria de este ADN, una secuencia suya o ARN de un parásito. El éxito de la identificación por hibridización se debe a la selección correcta de las sondas específicas. En 1985 se desarrolló una estrategia para ampliar una secuencia determinada de ADN y ARN en el laboratorio por la técnica descrita como la reacción en cadena de la polimerasa (PC, por su sigla en inglés de polymerase chain reaction).39 En ella se emplean dos oligonucleótidos sintéticos y específicos y la enzima polimerasa para ADN. Con ciclos de desnaturalización e hibridización, y con los oligonucleótidos cebadores o “primers”, para el fragmento de ADN que se requiera amplificar, se pueden generar billones de copias de la secuencia inicial. Esta amplificación enzimática en cascada se detecta mediante las sondas marcadas o se analiza directamente por técnicas de electroforesis en gel de agarosa.

EPIDEMIOLOGÍA

Desde tiempos inmemoriales, los parásitos fueron reconocidos como causantes de enfermedad humana, probablemente por el gran tamaño de algunos, lo que permitía observarlos cuando eran eliminados. La medicina de Persia y Grecia daba importancia a los parásitos e Hipócrates recomendaba métodos para su tratamiento. Desde la antigüedad, las religiones restringían la comida de carne de animales al relacionarla con la posible transmisión de parásitos.

Factores epidemiológicos

Los conocimientos científicos de las parasitosis están, por lo usual, bien establecidos si se comparan con otras enfermedades humanas. Se conocen bien las características biológicas de la mayoría de los parásitos, los mecanismos de invasión, la localización en el organismo, la enfermedad, el tratamiento y las medidas de prevención y control. A pesar de lo anterior, las infecciones parasitarias están ampliamente difundidas y su prevalencia es en la actualidad similar en muchas regiones del mundo, contraria a la que existía hace 50 años o más.40 Las razones para esto se derivan de la complejidad de los factores epidemiológicos que las condicionan y de la dificultad para controlar o eliminar estos factores, que se pueden resumir en los siguientes:

Contaminación fecal. Es el factor más importante en la diseminación de las parasitosis intestinales. La contaminación fecal de la tierra o del agua es frecuente en regiones pobres donde no existe una adecuada disposición de excretas (figura 1-1) o donde se practica la defecación en el suelo (figura 1-2). Estas costumbres permiten que los huevos y las larvas de helmintos eliminados en las heces se desarrollen y lleguen a ser infectantes. Las protozoosis intestinales se transmiten principalmente por contaminación fecal a través de las manos o los alimentos.

Condiciones ambientales. La presencia de suelos húmedos y con temperaturas apropiadas es indispensable para la sobrevivencia de los parásitos. Las deficientes condiciones de las viviendas, la ausencia de agua potable y la acumulación de basura favorecen la entrada de artrópodos vectores (figura 1-3). La existencia de aguas aptas para la reproducción de estos vectores condiciona su frecuencia alrededor de las casas o de los lugares de trabajo. La presencia de caracoles en las aguas es indispensable para que se complete el ciclo de los tremátodos.

Vida rural. La ausencia de letrinas en los lugares de trabajo rural es el factor predominante para la alta prevalencia de las parasitosis intestinales en esas zonas. La costumbre de no usar zapatos y de tener contacto con tierra contaminada condiciona la presencia de uncinariasis. La esquistosomiasis se transmite a través de la piel por contacto con aguas que tengan larvas. La exposición a picaduras de insectos favorece la infección con parásitos transmitidos por ellos como la malaria, la leishmaniasis, la enfermedad de Chagas, la filariasis, etc. (figura 1-4).

Figura 1-1. Contaminación fecal. Mal uso de las letrinas.

Cortesía: Carlos Alejandro Botero, Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín, Colombia.

Figura 1-2. Contaminación fecal. Defecación en la tierra y contaminación de fuentes de agua.

Original

Figura 1-3. Condiciones ambientales. Vivienda en mal estado, abundancia de basura y niños sin protección.

Original.

Figura 1-4. Vida rural. Casa rudimentaria en zona rural.

Original.

Deficiencias en higiene y en educación. La mala higiene personal y la ausencia de conocimientos sobre la transmisión y la prevención de las enfermedades parasitarias son factores favorables para su presencia. La ausencia de lavado o el uso de aguas contaminadas para lavar los alimentos crudos son causa frecuente de infecciones de origen fecal por vía oral, entre las que se encuentran las parasitosis intestinales (figura 1-5). Está bien establecido que, en el mismo país, los grupos de población que presentan las deficiencias anotadas tienen prevalencias más altas de parasitismo; estos grupos son los de nivel socioeconómico inferior que, a la vez, habitan zonas con deficiente saneamiento ambiental.

Figura 1-5. Deficiencia en higiene y educación. Mal lavado de los alimentos en agua contaminada.

Costumbres alimentarias. La contaminación de alimentos y agua de bebida favorecen el parasitismo intestinal (figura 1-6). La ingestión de carnes crudas o mal cocidas permite la infección por Taenia, Toxoplasma y Trichinella. El consumo de pescado, cangrejos y langostas, en las mismas condiciones de cocción deficiente, es el factor indispensable para que se adquieran otras cestodiasis y varias trematodiasis.

Migraciones humanas. El movimiento de personas de zonas endémicas a regiones no endémicas ha permitido la diseminación de ciertas parasitosis (figura 1-7). Esto sucede con el incremento de viajeros internacionales, migración de campesinos a las ciudades y refugiados después de catástrofes o guerras. La llegada de soldados en tiempo de guerra y la movilización de guerrilleros ha favorecido la diseminación de algunas parasitosis.

Figura 1-6. Costumbres alimentarias. Niños que comen con las manos los alimentos que se contaminan con la tierra.

Figura 1-7. Migraciones humanas. Niño desplazado con parasitosis intestinal en zona periurbana en donde vive en hacinamiento y con malas condiciones higiénicas.

Original.

Inmunosupresión. Los factores que han llevado a la diseminación del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) y, en consecuencia, del síndrome de inmunodeficiencia adquirida (sida), han determinado que algunas parasitosis oportunistas se adquieran o se reactiven como la microsporidiosis (figura 1-8), la criptosporidiosis (figura 1-9) y la toxoplasmosis (figura 1-10). Los avances médicos como los trasplantes y el amplio uso de corticosteroides y otros inmunosupresores han contribuido, de manera similar al sida, a aumentar la importancia de algunas parasitosis.

Figura 1-8. Inmunosupresión. Esporos de microsporidio coloreados obtenidos de cultivo.

Cortesía: Sonia del Pilar Agudelo, Martha Nelly Montoya. Fondo Editorial Biogénesis, Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia.

Figura 1-9. Inmunosupresión. Ooquistes de Cryptosporidium con coloración de Ziehl-Neelsen modificado en materias fecales. (La barra de la foto mide 10 micras).

Cortesía: OMS

Figura 1-10. Inmunosupresión. Tomografía axial computarizada (TAC) que muestra una encefalitis por Toxoplasma.

Cortesía: Santiago Estrada, Roberto Panesso, Laboratorio Departamental, SSSA, Medellín, Colombia.