A doença de Chagas, causada pelo parasita protozoário Trypanosoma cruzi, afeta milhões de pessoas, a maioria delas vivendo na América latina. Apesar dos avanços da medicina e da biotecnologia, ainda existem poucas opções de tratamento para indivíduos com a doença. Assim, é importante compreendermos os detalhes moleculares da infecção parasitária, para que novas alternativas terapêuticas e de diagnóstico possam ser desenvolvidas para esses pacientes. Neste trabalho estudamos esta doença em duas frentes, uma do ponto de vista do parasita, e a outra, da resposta do hospedeiro. Utilizando bioinformática, identifcamos um peptídeo conservado (denominado TS9) presente nas proteínas de superfície gp85/transsialidases do parasita. Este peptídeo é capaz de promover adesão celular e, na sua forma sintética, inibe a entrada do T. cruzi na célula hospedeira. Análise da estrutura proteica revelou que o peptídeo TS9 encontra-se num domínio do tipo laminina-G, lado-a-lado com o peptídeo FLY, outro peptídeo conservado desta grande família, previamente descrito pelo nosso grupo. Juntos, eles formam um sítio de adesão a citoqueratinas e proteínas de flamento intermediário. Na segunda parte, investigamos os antígenos e epítopos reconhecidos pelas imunoglobulinas de pacientes portadores da doença nas suas diferentes formas clínicas: assintomática e cardiomiopatias, leve ou grave. Criamos uma biblioteca de phage display contendo, virtualmente, todos os fragmentos proteicos existentes no T. cruzi, que foi varrida contra imunoglobulinas para a construção de um mapa da resposta humoral dos pacientes com a doença de Chagas. Nossos resultados mostram que a resposta dos pacientes é complexa, e mais de dois mil epítopos foram mapeados. Muitos deles, como os antígenos B13, SAPA e FRA já foram previamente descritos, validando nosso método. Porém, um grande número de novos epítopos, inclusive contra proteína descritas como hipotéticas ou sem função conhecida, também foram encontrados. Seus papéis na infecção e resposta imune da doença merecem, portanto, atenção. Em resumo, as abordagens e técnicas utilizadas nesta tese são inovadoras, e permitiram a identifcação de peptídeos e moléculas que poderão ser úteis para o desenvolvimento de novos métodos diagnósticos e terapêuticos para a doença de Chagas. / Chagas disease, caused by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi, afects millions of people, most of them living in Latin America. Despite advances in medicine and biotechnology, there are still few treatment options for individuals with the disease. Thus, it is important to understand the molecular details of the parasitic infection, so that new therapeutic and diagnostic alternatives can be developed for these patients. In this work, we study this disease in two fronts, one from the point of view of the parasite, and the other, of the response of the host. Using bioinformatics, we identifed a conserved peptide (called TS9) present in the surface proteins gp85 / trans-sialidases of the parasite. This peptide is capable of promoting cell adhesion and, in its synthetic form, inhibits the entry of T. cruzi into the host cell. Analysis of the protein structure revealed that the TS9 peptide is in a laminin-G-like domain, side-by-side with the peptide FLY, another conserved peptide of this large family, previously described by our group. Together, they form an adhesion site to cytokeratins and intermediate flament proteins. In the second part, we investigated the antigens and epitopes recognized by the immunoglobulins of patients with the disease in their diferent clinical forms: asymptomatic and cardiomyopathies, mild or severe. We created a phage display library containing virtually all existing protein fragments in T. cruzi. This library was screened against immunoglobulins for the construction of a humoral response map of patients with Chagas disease. Our results show that the response of the patients is complex, and more than 2,000 epitopes have been mapped. Many of them, such as the B13, SAPA and FRA antigens have been previously described, validating our method. However, a large number of new epitopes, including many against proteins described as hypothetical or with no known function, were also found. Their roles in infection and immune response of the disease deserve, therefore, attention. In summary, the approaches and techniques used in this thesis are innovative and have allowed the identifcation of new peptides and molecules that may be useful for the development of new diagnostic and therapeutic methods for Chagas disease.

O estabelecimento de uma resposta TH1 com a produção de IL-12, IFN-gama e de óxido nítrico é crucial no controle do Trypanosoma cruzi, o qual pode colonizar o SNC de crianças e pacientes imunossuprimidos. A inflamação exacerbada em decorrência da persistência de um estímulo antigênico gera o acúmulo de substâncias potencialmente citotóxicas, como mediadores pró-inflamatórios e radicais livres. A partir da infecção de camundongos imunodeficientes (IL-12p40KO) com T. cruzi Sylvio X10/4, avaliamos os danos causados à medula espinal com enfoque na inflamação e neurodegeneração. Além da desmielinização, alta reatividade glial e morte de neurônios no ponto mais tardio da doença, constatamos uma baixa produção de mediadores inflamatórios nas primeiras semanas após a infecção, acompanhada pela proliferação ascendente do parasita no tecido nervoso. Acreditamos que um atraso na produção de IFN-gama seja responsável pela ativação tardia ou ineficiente dos fagócitos da medula espinal, favorecendo a disseminação descontrolada do protozoário e subsequentes danos teciduais. / The establishment of a TH1 response with IL-12, IFN-gamma and nitric oxide production is crucial for controlling the proliferation of Trypanosoma cruzi, which may colonize the CNS of children and immunosuppressed hosts. The exacerbated inflammation due to the persistence of an antigenic stimulus results on the accumulation of potentially cytotoxic substances, such as pro-inflammatory mediators and free radicals. By the infection of immunodeficient mice (IL-12p40KO) with T. cruzi Sylvio X10/4 parasites we evaluated the spinal cord damages, focusing on the inflammation and neurodegeneration. Besides demyelization, high glial reactivity and neuron death at the latest stage of the disease, we noticed low production of inflammatory mediators during the first weeks of the infection, accompanied by an ascendant parasite proliferation in the nervous tissue. We believe that a delay on IFN-gamma production is responsible for the late or inefficient phagocyte activation in the spinal cord, contributing to the uncontrolled protozoan proliferation and subsequent tissue injury.

INTRODUÇÃO: A doença de Chagas é causada pelo protozoário flagelado Trypanosoma cruzi (T. cruzi) e ainda hoje representa um grande problema de saúde pública tendo infectado mais de oito milhões de pessoas. A patogênese da cardiomiopatia chagásica ainda não é completamente compreendida. A inflamação no miocárdio é intensa em relação ao número de parasitos presentes e também se observa um dano progressivo em outros órgãos como esôfago e cólon em 30% a 40% dos casos em que se diagnosticou a doença. Alguns estudos começaram a mostrar que a resposta imunológica a um parasita pode depender da microbiota intestinal; porém, ainda não existem estudos com a tecnologia de sequenciamento de nova geração (NGS) que descrevam a microbiota intestinal em doença de Chagas. É possível que uma pequena alteração do peristaltismo intestinal, decorrente da infecção por T. cruzi possa alterar a colonização de algumas bactérias as quais podem causar mudanças na reatividade do sistema imune como aumentar a resposta autoimune, gerando maior dano ao coração. OBJETIVO: Este trabalho objetivou descrever a microbiota intestinal de acordo com a forma clínica da doença de Chagas, através da amplificação do gene 16s RNA ribossomal e avaliar seu papel na patogênese da doença. MÉTODO: Foram selecionados 114 indivíduos, sendo 30 portadores da forma cardíaca da doença, 11 com a forma digestiva (megacólon), 32 com a indeterminada e 31 indivíduos saudáveis (controles). De cada um deles, foram coletadas amostras de fezes para a análise da microbiota por meio de técnicas de sequenciamento de nova geração Ion Torrent. Os resultados obtidos foram analisados pelo software QIIME para determinar a população de bactérias presentes nas amostras. A análise estatística foi realizada utilizando-se os testes não paramétricos de Kruskal-Wallis e Mann-Whitney U-test. RESULTADOS: A frequência relativa do filo Verucomicrobia foi significantemente menor no grupo cardíaco em comparação ao grupo controle e as outras formas clínicas: indeterminada e digestiva. Apesar da abundância relativa desse filo ser menor do que 1%, a diferença observada se manteve significante, mesmo após a correção de Bonferroni. CONCLUSÕES: Nosso estudo sugere que uma menor proporção do filo Verrucomicrobia possa estar relacionada ao processo inflamatório na forma cardíaca; porém, ainda pouco se conhece sobre este grupo de bactérias e seus componentes, que nos permita afirmar o seu efetivo papel na forma cardíaca da doença de Chagas / INTRODUCTION: Chagas disease is caused by the flagellate protozoan Trypanosoma cruzi (T.cruzi) and still represents a major public health problem with more than eight million people infected. Chagas cardiomyopathy pathogenesis is still not completely understood. Inflammation in the myocardium is intense in relation to the number of parasites present and progressive damage is also observed in other organs such as the esophagus and colon in 30% to 40% of the cases. Some studies are beginning to show that the immune response to a parasite may depend on the intestinal microbiota. However, there are no studies using NGS technology that describes the intestinal microbiota of Chagas disease. It is possible that a small change in intestinal peristalsis due to T cruzi infection may alter the colonization of some bacteria. These changes could cause changes in the reactivity of the immune system such as increasing the autoimmune response causing greater damage to the heart. OBJECTIVE: This study aimed to describe the intestinal microbiota according to the clinical form of Chagas disease, through amplification of the 16s ribosomal RNA gene and to evaluate its role in the pathogenesis of the disease. METHODS: A total of 114 individuals were selected, 30 of cardiac form of the disease, 11 with the digestive form (megacolon), 32 with indeterminate form and 31 healthy individuals (controls). Stool samples were collected and analysed for the microbiota using Ion Torrent sequencing technique. The results were analyzed by the QIIME software to determine the population of bacteria present in the samples. Statistical was performed using Kruskal-Wallis non-parametric test and Mann-Whitney U-test. RESULTS: The relative frequency of the Verrucomicrobia phylum was significantly lower among the cardiac group when compared to control, indeterminate and digestive form. Our study suggest that the phylum Verrucomicrobia may play a role in the miocardio inflammation process in Chagas disease, however little is known about these bacteria to infer the mechanism

A doença de Chagas é uma doença negligenciada com aproximadamente 8 milhões de pessoas cronicamente infectadas e mais de 40 milhões sob risco de infecção. Atualmente as poucas drogas disponíveis para o tratamento da doença são limitadas em relação à eficácia e tolerância, o que evidencia a necessidade de novos alvos terapêuticos visando o desenvolvimento de drogas eficazes para o tratamento da doença. Estudos têm descrito a importância dos aminoácidos no ciclo de vida do T. cruzi, que além de atuarem na síntese proteica e no metabolismo energético, estão relacionados a diferentes funções no parasito. Apesar de estudos anteriores indicarem os aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA - leucina, isoleucina e valina) como integrantes do metabolismo em T. cruzi é curioso o fato de ainda haver poucos estudos na literatura sobre a identificação de funções relevantes dos BCAA para a biologia do parasita, bem como associados a outros aminoácidos do T. cruzi. Esse projeto teve o propósito de: (1) Avaliar o papel biológico que os BCAA tem ao longo do ciclo de vida do parasita, com especial enfase nos processos de diferenciação, (2) Avaliar o transporte dos BCAA em T. cruzi. (2) Caracterizar cinéticamente se as enzimas transaminases tirosina aminotransferase TAT e aspartato aminotransferase ASAT catalisam a reação de desaminação/aminação dos derivados de BCAA. (3) Avaliar o papel funcional do complexo enzimático desidrogenase de alfa-cetoácidos ramificados BCAKDH. (4) Estudar a localização intracelular do complexo enzimático nas formas do parasita. (5) Avaliar os o potencial terapêutico. (6) Investigar a funcionalidade do mesmo e as proteinas associadas ao complexo enzimático BCAKDH. / Chagas disease is a neglected disease with approximately 8 million people chronically infected and more than 40 million at risk of infection. Currently the few drugs available for the treatment of the disease are limited in relation to efficacy and tolerance, which highlights the need for new therapeutic targets aimed at the development of drugs effective for the treatment of the disease. Studies have described the importance of amino acids in the life cycle of T. cruzi, which in addition to acting on protein synthesis and energetic metabolism, are related to different functions in the parasite. Although previous studies indicate branched chain amino acids (BCAA - leucine, isoleucine and valine) as components of metabolism in T. cruzi, it is curious that there are still few studies in the literature on the identification of relevant BCAA functions for the biology of parasite, as well as associated with other T. cruzi amino acids. The purpose of this project was to: (1) Evaluate the biological role of BCAAs in the life cycle of the parasite, with special emphasis on differentiation processes; (2) Evaluate BCAA transport in T. cruzi. (2) Kinetically characterize whether the enzymes transaminases tyrosine aminotransferase TAT and aspartate aminotransferase ASAT catalyze the deamination / amination reaction of the BCAA derivatives. (3) To evaluate the functional role of the enzymatic complex dehydrogenase of branched alpha-ketoacids BCAKDH. (4) To study the intracellular localization of the enzymatic complex in the forms of the parasite. (5) Evaluate the therapeutic potential. (6) Investigate the functionality of the proteins associated with the enzymatic complex BCAKDH.

INTRODUÇÃO: A doença de Chagas tem patogênese não totalmente conhecida. Ao contrário das funções sistólica e diastólica do ventrículo esquerdo, a função do átrio esquerdo carece de informações. OBJETIVOS: Em portadores de doença de Chagas, com ou sem alterações eletrocardiográficas, com ou sem disfunção sistólica de ventrículo esquerdo, verificar se há diferença nos parâmetros de função atrial esquerda e se há correlação entre dados de função de átrio esquerdo e parâmetros ecodopplercardiográficos de função ventricular sistólica e diastólica de ventrículo esquerdo MÉTODOS: 85 indivíduos: 10 controles (GC), 26 na forma indeterminada (GI), 30 com alterações eletrocardiográficas somente (GII) e 19 com disfunção ventricular (GIII), submetidos a ecocardiograma para avaliação da função atrial e das funções sistólicas e diastólicas ventriculares. Para analise estatística foi utilizado teste de Kruskal-Wallis e o coeficiente de Spearman. RESULTADOS: Função de reservatório (FET: fração de esvaziamento total): Houve diferença entre os grupos (p < 0,0001), média menor no GIII comparado ao GC (p = 0,003), ao GI (p < 0,001) e GII (p < 0,001), sem diferença entre GC, GI e GII. Fluxo de veias pulmonares: na onda S houve diferença entre os grupos (p = 0,003), média menor no GIII comparada ao GC (p = 0,01). Função de conduto (FEP: fração de esvaziamento passivo): houve diferença entre os grupos (p = 0,004), média menor no GIII, sem significância estatística comparando entre os grupos (GIII e GC, p = 0,06, GI e GII, p = 0,06, e GII e GIII, p = 0,07). Função de bomba propulsora (FEA: fração de esvaziamento ativo): houve diferença entre os grupos (p = 0,0001), média menor no GIII comparado ao GC (p = 0,05), ao GI (p < 0,0001) e ao GII (p = 0,002). Correlações: E/e\'média e FET: fraca correlação negativa (r = - 0,263; p = 0,02), moderada correlação negativa no GIII (r = - 0,58; p = 0,02). E/e\'média e FEP: não houve correlação (r = - 0,09; p = 0,44). E/e\'média e FEA: moderada correlação negativa (r = -0,36; p = 0,002) e no GIII (r = - 0,57; p = 0,04). e\'média e FET: moderada correlação positiva (r = 0,53; p < 0,0001). e\'média e FEP: moderada correlação positiva (r = 0,49; p < 0,0001). e\'média e FEA: moderada correlação positiva (r = 0,39; p = 0,001). Fração de ejeção do VE e FET: moderada correlação positiva (r = 0,35; p = 0,003) e no GIII (r = 0,52; p = 0,04). Fração de ejeção do VE e FEP: moderada correlação positiva (r = 0,42; p < 0,0001). Fração de ejeção do VE e FEA: moderada correlação positiva (r = 0,35; p = 0,003). CONCLUSÕES: Em pacientes com miocardiopatia chagásica com disfunção sistólica de ventrículo esquerdo, houve comprometimento das funções de reservatório, de conduto e bomba propulsora do átrio esquerdo e aqueles com função sistólica normal não apresentaram alterações nessas funções / BACKGROUND: Chagas disease (CD) pathogenesis is not fully known. Unlike the systolic and diastolic function of the left ventricle, the left atrial function still lacks information. OBJECTIVES: The aim of this study was to observe differences in patients with CD regarding the parameters of left atrial function and correlate them with Doppler echocardiographic parameters CASUISTIC AND METHODS: 85 subjects: 10 controls (GC), 26 in the indeterminate form (GI), 30 with ECG changes and normal left systolic function (GII) and 19 with left ventricular dysfunction (GIII) underwent echocardiography to assess left atrial and ventricular systolic and diastolic functions RESULTS: Reservoir function (TEF: total emptying fraction): there was a difference between groups (p <0.0001), lower mean in GIII compared to CG (p = 0.003), GI (p <0.001) and GII (p <0.001) with no difference between GC, GI and GII. Pulmonary veins flow: the S wave was no difference between groups (p = 0.003), lower mean in GIII compared to the CG (p = 0.01). Conduit function (PEF: passive emptying fraction): there was a difference between groups (p = 0.004), lower mean in GIII, without statistical significance between groups (GIII and GC, p = 0.06, GI and GII, p = 0.06, and GII and GIII, p = 0.07). Pump function (AEF: active emptying fraction): there was a difference between groups (p = 0.0001), lower mean in GIII compared to CG (p = 0.05), GI (p <0.0001) and GII (p = 0.002). Correlations: E/e\'mean and TEF: weak negative correlation (r = - 0.263, p = 0.02), moderate negative correlation in GIII (r = - 0.58, p = 0.02). E/e\'mean and PEF: no correlation (r = - 0.09, p = 0.44). E/e\'mean and AEF: moderate negative correlation (r = -0.36, p = 0.002) and GIII (r = - 0.57, p = 0.04). e\'mean and TEF: moderate positive correlation (r = 0.53, p <0.0001). e\'mean and PEF: moderate positive correlation (r = 0.49, p <0.0001). e\'mean and AEF: moderate positive correlation (r = 0.39, p = 0.001). LV ejection fraction and TEF: moderate positive correlation (r = 0.35, p = 0.003) and GIII (r = 0.52, p = 0.04). LV ejection fraction and PEF: moderate positive correlation (r = 0.42, p <0.0001). LV ejection fraction and AEF: moderate positive correlation (r = 0.35, p = 0.003). CONCLUSIONS: In patients with Chagas\' cardiomyopathy with left ventricular systolic dysfunction, there was impairment of the functions of reservoirs, conduit and pump of the left atrium

INTRODUÇÃO: A cardiopatia chagásica (CC) é um importante problema de saúde pública na América do Sul e a patogênese desta doença ainda não é totalmente compreendida, mas a inflamação e a fibrose miocárdica participam de forma central no processo crônico e progressivo de dano miocárdico. Trabalho prévio de nosso grupo demonstrou a capacidade da Ressonância Magnética Cardiovascular (RMC) de identificar precisamente a fibrose miocárdica em pacientes com Doença de Chagas. A RMC demonstrou ser eficaz para avaliar edema miocárdico, como marcador de inflamação, e ser altamente sensível para a detecção de trombos intracavitários, especialmente no ventrículo esquerdo, e em outras patologias, como miocardites e infartos. A avaliação de edema miocárdio pela RMC em pacientes com CC não foi ainda avaliada na literatura. Nosso objetivo foi investigar a presença de edema e fibrose miocárdica nas três formas clínicas da CC, o que julgamos ser de potencial valor diagnóstico e prognóstico. MÉTODOS: Cinquenta e quatro pacientes com doença de chagas foram analisados: 16 pacientes com a forma indeterminada (FI), 17 pacientes com CC-SD e 21 pacientes com CC-CD. Todos os pacientes foram submetidos a exame de RMC em equipamento de 1,5 T, utilizando a sequência de realce tardio do miocárdio (RTM), a sequência de edema miocárdico (Spin-eco ponderado em T2) e a sequência de realce global precoce ponderado T1 pós-contraste, para identificar fibrose, edema e hiperemia miocárdicos, respectivamente. RESULTADOS: A fibrose miocárdica foi encontrada em 39 indivíduos, 72,2% de toda a amostra. A fibrose miocárdica foi detectada em 2 pacientes (12,5%) na forma indeterminada, com uma massa de fibrose média de 0,85 ± 2,47g. Os pacientes da forma CC-SD em sua quase totalidade - 16 pacientes (94,1%) - apresentaram fibrose, com uma massa média de 13,0 ± 10,8g. Todos os pacientes com a forma CC-CD apresentaram fibrose miocárdica (21 pacientes) e adicionalmente detinham a maior massa de fibrose média, 25 ± 11,9g. O edema miocárdico foi encontrado em 40 indivíduos, 74,0% de toda a amostra. A extensão do edema miocárdico foi analisada pelo número de segmentos comprometidos. Foram identificados 3 pacientes (18,8%) da forma indeterminada com critérios positivos para edema miocárdio, determinando uma média de 0,31 ± 0,87 segmentos. A forma CC-SD obteve a presença de edema em 16 indivíduos (94,1%) distribuídos em uma média de 3,24 ± 2,3 segmentos. Todos os pacientes da forma CC-CD apresentaram edema miocárdico pela RMC, em uma média 3,67 ± 1,82 segmentos (p < 0,001). Houve correlação significativa entre a quantidade de fibrose miocárdica e edema miocárdico com a gravidade das formas clínicas (p < 0,001), classe funcional (p < 0,001), fração de ejeção do VE (p < 0,001) e volume diastólico do VE(p < 0,001). CONCLUSÃO: Fibrose e inflamação miocárdica foram detectadas pela ressonância magnética cardíaca em pacientes portadores de cardiopatia chagásica em todas as fases crônicas da doença, inclusive naqueles pacientes sem cardiopatia ou com cardiopatia sem disfunção ventricular. A quantidade de fibrose e edema miocárdico apresenta correlação com a gravidade da forma clínica, classe funcional, fração de ejeção do VE e dilatação do VE / BACKGROUND AND PURPOSE: Chagas\' heart disease (CHD) is a major public health problem in South America, and the pathogenesis of this disease is not yet fully understood, but inflammation and myocardial fibrosis seem to play a central role in the process of chronic and progressive myocardial damage. Previous descriptions from our group demonstrated the ability of Cardiovascular Magnetic Resonance (CMR) accurately identify myocardial fibrosis in patients with CHD. CMR shown to be effective for assessing myocardial edema, a marker of inflammation, and is highly sensitive for the detection of thrombi, especially in the left ventricle in other pathologies such as myocarditis and myocardial infarct. The assessment of myocardial edema by CMR in patients with CHD has not been evaluated. We believe to be of potential diagnostic and prognostic value to investigate the presence of myocardial edema and fibrosis in patients in the three clinical forms of this disease. METHODS: Fifty-four patients with Chagas\' disease were analyzed: 16 patients with the indeterminate phase (IF), 17 patients with the cardiac form without left ventricular systolic dysfunction (CFWO), and 21 patients with the cardiac form with left ventricular systolic dysfunctional form (CFSD). All patients underwent 1.5-T cardiac magnetic resonance (CMR) using the myocardial delayed enhancement sequence (MDE), T2-weighted sequence and the T1 weighted global enhancement after contrast sequence, to identify fibrosis, edema and hyperemia, respectively. RESULTS: Myocardial fibrosis was found in 39 subjects, 72.2% of the entire sample. Myocardial fibrosis was detected in 2 patients (12.5%) with the indeterminate form, representing an average mass of fibrosis of 0.85 ± 2.47 g. Patients with the CFWO almost entirely, 16 patients (94.1%) showed fibrosis, representing an average mass of fibrosis of 13.0 ± 10.8 g. All patients with the CFSD had myocardial fibrosis (21 patients) additionally had greater average mass of fibrosis 11.9 ± 25g. The myocardial edema was found in 40 subjects, 74.0% of the entire sample. The extent of myocardial edema was determined by the number of segments affected. We identified three patients (18.8%) from the indeterminate form with myocardial edema, an average of 0.31 ± 0.87. The CFWO presented a high presence of edema in 16 individuals (94.1%) distributed in an average of 3.24 ± 2.3 segments. All patients with the CFSD presented myocardial edema, an average of 3.67 ± 1.82 segments. (p < 0.001). There was significant correlation between the amount of myocardial fibrosis and myocardial edema with the severity of the clinical forms ( p < 0.001 ), functional class ( p < 0.001 ), LV ejection fraction ( p < 0.001 ) and left ventricular diastolic volume ( p < 0.001). CONCLUSION: Myocardial fibrosis and inflammation were detected by cardiac magnetic resonance imaging in patients with Chagas\' disease in all stages of chronic disease, including those patients without heart disease or cardiomyopathy without ventricular dysfunction. The amount of fibrosis and myocardial edema correlates with the severity of the clinical, functional class, LV ejection fraction and LV dilation

A insuficiência cardíaca é uma síndrome clínica de alta morbimortalidade e em uma parcela expressiva de casos, sem etiologia definida, o papel de agentes infecciosos tem sido considerado. No entanto, muitas dúvidas existem neste contexto, além de incipiente participação da população nacional em estudos sobre o tema. O objetivo deste estudo foi determinar a frequência de agentes infecciosos pré-estabelecidos e de inflamação, em fragmentos de biopsia endomiocárdica de pacientes com miocardiopatia dilatada idiopática e miocardiopatias de outras etiologias específicas, em comparação a grupo controle sem evidência de cardiopatia. Entre julho de 2008 e agosto de 2011 foram estudados fragmentos de biopsia endomiocárdica de pacientes internados com miocardiopatia dilatada idiopática em avaliação para transplante cardíaco, doadores e corações explantados de diferentes miocardiopatias. Foram definidos 2 grupos: doadores (29 casos) e miocardiopatas (55 casos, incluindo, 32 idiopáticos, 9 chagásicos, 6 isquêmicos e 8 de outras etiologias específicas). Observamos que a inflamação por linfócitos T foi mais intensa nos miocardiopatas em relação aos doadores, não havendo diferença em relação à presença de macrófagos, expressão de HLA de classe II e de ICAM-I. Quando se comparou por etiologia, a inflamação na doença de Chagas foi preponderante. A pesquisa de microorganismos por imunohistoquímica demonstrou uma maior expressão de antígenos de enterovírus nos doadores, de borrelia e das hepatites B e C nos miocardiopatas. Por biologia molecular, em todos os grupos, a positividade para os microorganismos foi elevada, incluindo co-infecções, havendo uma maior positividade de adenovírus e HHV6 nos doadores em relação aos miocardiopatas. Os parâmetros de inflamação não se correlacionaram à presença de microorganismos, quer seja por imunohistoquímica ou por biologia molecular. Que seja do nosso conhecimento, este estudo foi pioneiro ao demonstrar a presença de vírus em tecido cardíaco de miocardiopatia chagásica e aumento da expressão de HLA de classe II, ICAM-I e do número de macrófagos em fragmentos de biopsia endomiocárdica de doadores, tal como nas miocardiopatias. Assim, podemos concluir que a presença de agentes infecciosos e inflamação no miocárdio de pacientes com miocardiopatia dilatada idiopática é frequente, e da mesma forma, em doadores de transplante cardíaco e miocardiopatias de outras etiologias. Com base em nosso estudo, a relação causal entre a presença de agentes infecciosos no tecido cardíaco e o desenvolvimento de miocardiopatia é controversa. Novos estudos envolvendo a quantificação de cópias de microorganismos, utilização de diferentes técnicas simultaneamente, sequenciamento de cepas patogênicas, simbiose entre agentes e o hospedeiro, produção de autoanticorpos mediada por microorganismos e predisposição genética do hospedeiro devem ser realizados visando estabelecer o real papel de agentes infecciosos no desenvolvimento das miocardiopatias / Heart failure is a clinical syndrome with high morbidity and mortality. In a significant portion of cases of unknown etiology, the role of infectious agents has been considered. However, there are many pitfalls in this context and incipient studies including national population. The aim of this study was to determine the frequency of predetermined infectious agents and inflammation in endomyocardial biopsy specimens from patients with idiopathic dilated cardiomyopathy and other specific etiologies, compared to the control group without heart disease. Between July 2008 and August 2011 were studied endomyocardial biopsy specimens from hospitalized patients with idiopathic dilated cardiomyopathy undergoing evaluation for heart transplantation, donors and explanted hearts from different cardiomyopathies. 2 groups were defined: donors (29 cases) and cardiomyopathy (55 cases, including 32 idiopathic, 9 chagasic, 6 ischemic and 8 other specific etiologies). We observed that inflammation by T lymphocytes was more intense in cardiomyopathy in relation to donors and no difference regarding the presence of macrophages, expression of class II HLA and ICAM-I. When comparing by etiology, inflammation in Chagas\' disease was predominant. The search of microorganisms by immunohistochemistry showed a higher expression of antigens of enteroviruses in donors, borrelia, hepatitis B and C in cardiomyopathy. In molecular biology, in all groups, the positivity was elevated to microorganisms, including co-infection, with a higher positivity to adenovirus and HHV6 in donors towards cardiomyopathy. The parameters of inflammation did not correlate with the presence of microorganisms, either by immunohistochemistry or by molecular biology. To our knowledge, this study was pioneer demonstrating the presence of virus in the heart tissue of chagasic cardiomyopathy and increased expression of class II HLA, ICAM-I and macrophages in endomyocardial biopsy specimens from donors, as in cardiomyopathies. Thus, we can conclude that the presence of infectious agents and inflammation in the myocardium of patients with idiopathic dilated cardiomyopathy is frequent, and similarly in heart transplant donors and cardiomyopathies of other etiologies. Based on our study, the causal relationship between the presence of infectious agents in cardiac tissue and the development of cardiomyopathy is controversial. Further studies involving the quantification of copies of microorganisms, simultaneous use of different techniques, sequencing of pathogenic strains, symbiosis between agents and the host, mediated autoantibody production by microorganisms and genetic predisposition of the host must be performed in order to determine the real role of infectious agents in the pathogenesis of cardiomyopathies

A Cardiomiopatia Chagásica Crônica (CCC) é uma cardiopatia dilatada inflamatória caracterizada por remodelamento cardíaco, uma miocardite rica em células T e macrófagos, hipertrofia e fibrose. Essa acomete 30% dos pacientes infectados com Trypanossoma cruzi (T. cruzi). Os pacientes com CCC apresentam uma pior sobrevida e prognóstico quando comparados com pacientes portadores de cardiomiopatia de etiologia não inflamatória, como a cardiomiopatia dilatada idiopática (CDI). No processo de remodelamento cardíaco, ocorre uma reestruturação da matriz extracelular (MEC), mediada em grande parte por proteínas como as enzimas proteolíticas, metaloproteinases da matriz (MMPs) e seus inibidores específicos (TIMPs), sendo que a alteração e/ou atividade de algumas dessas enzimas em particular está relacionado com as doenças cardiovasculares. Dentro deste contexto, a hipótese deste trabalho é a de que o perfil da expressão e atividade das MMPs e de seus inibidores TIMPs na CCC será distinto do encontrado na CDI. Foi avaliado por qRT-PCR a expressão gênica e por \"Western blotting\" a expressão proteica das MMPs: -1, -2, -3, -8, -9, -12-13 e EMMPRIN e dos seguintes inibidores TIMPs: -1, -2, -3, -4 e RECK e atividade da MMP-2 e -9 por zimografia, em amostras de miocárdio (ventrículo esquerdo) de pacientes com CCC, pacientes com CDI e doadores de órgãos, obtidos durante o procedimento de transplante. Embora algumas das alterações da expressão das MMPs, TIMPs, e RECK tenham sido compartilhadas com a CDI, observamos que os pacientes com CCC apresentam o aumento da atividade da MMP-2 e MMP-9 e aumento exclusivo da proteína MMP-9. Analisamos através da razão entre a atividade da MMP-2 e MMP-9 com a expressão proteica dos inibidores TIMPs e RECK, observamos o aumento da atividade da MMP-2 e MMP-9 e a diminuição dos TIMPs: -1, -2, -3 e -4 e TIMPs -1, -2 e -3, respectivamente em pacientes com CCC, ocasionando um desequilíbrio entre sua ativação e inibição o que contribui com o remodelamento do miocárdio. Também foi avaliado a fração de colágeno intersticial por Picrosirius Red, observamos que o aumento de colágeno em pacientes com CCC e CDI, o que indica que o aumento da atividade da MMP-2 e MMP-9 está modulando a síntese, conformação e organização do colágeno, contribuindo com a fibrose em pacientes com CCC. Com objetivo de verificar se estas MMPs e seus inibidores estariam sob-regulação pós-transcricional, realizamos análise in silico e identificamos 8 microRNAs (miR): miR-21, miR-29- 5p, miR-146a-5p, miR-155-5p, miR-188-5p, miR-214-3p, miR-491-5p e miR885-5p e analisamos suas expressões por qRT-PCR, mas não observamos correlação com as MMPs e seus inibidores, sugerindo que estas proteínas não estão sob regulação pós-transcricional pelos miRs analisados. Em conjunto, nossos resultados sugerem que a expressão diferencial de MMPs e seus inibidores TIMPs estudados contribuem com a fibrose, remodelamento do miocárdio e disfunção cardíaca, observado em pacientes com CCC. Desta forma, este trabalho pode ajudar na elucidação dos mecanismos de desenvolvimento da patogênese da doença de Chagas / Chronic Chagas Cardiomyopathy (CCC) is an inflammatory dilated cardiomyopathy characterized by cardiac remodeling, a myocarditis rich in T cells and macrophages, hypertrophy and fibrosis. This affects 30% of patients infected with Trypanosoma cruzi (T. cruzi). Patients with CCC have a poorer prognosis and survival when compared with cardiomyopathy patients with non-inflammatory etiology, such as idiopathic dilated cardiomyopathy (IDC). In cardiac remodeling process, there is a restructuring of the extracellular matrix (ECM), largely mediated by proteins such as proteolytic enzymes, matrix metalloproteinases (MMPs) and their specific inhibitors (TIMPs). The alteration and/or activity of some these particular enzymes is associated with cardiovascular disease. Taking this into account, the hypothesis of this study is that the expression profile and activity of MMPs and their TIMPs inhibitors in the CCC will be different from those found in IDC. The gene expression was evaluated by qRT-PCR, the MMP protein expression: -1, -2, -3, -8, -9, -12-13 and EMMPRIN by \"Western blotting\" and the following TIMP inhibitors: -1 , -2, -3, -4 and RECK and MMP-2 and -9 activity by zymography, in myocardial samples (left ventricle) of CCC and IDC patients and organ donors (Control) obtained upon transplantation. Although some of these changes in the expression of MMPs, TIMPs and RECK were shared with the IDC, we observed that patients with CCC have increased MMP-2 and MMP-9 activity and exclusive increase in MMP-9 protein. Through the ratio of MMP-2 and MMP-9 activity with protein expression of TIMPs and RECK inhibitors, we found that the increase in MMP-2 and MMP-9 activity and the decrease in TIMP: -1, -2, -3, and -4 and TIMP -1, -2 and -3, respectively, in myocardial samples of CCC patients causes an imbalance in their activation and inhibition, contributing to the myocardium remodeling. The fraction of interstitial collagen as stained by Picrosirius Red, indicates increase in collagen in patients with CCC and IDC, indicating that the increase of MMP-2 and MMP-9 activity is modulating the synthesis and conformation of collagen organization, contribute to fibrosis in patients with CCC. Aiming to verify whether these MMPs and their inhibitors would be under post-transcriptional regulation, we performed in silico analysis and it was identified 8 microRNAs (miR): miR-21, miR-29-5p, miR-146a-5p, miR-155-5p , miR-188-5p, miR-214-3p, miR-491-5p and miR885-5p, but no correlation was found with the MMPs and their inhibitors, suggesting that these proteins are not under post-transcriptional regulation by miRs analyzed. Together our results suggest that differential expression of MMPs and their TIMPs inhibitors studied contribute to fibrosis, myocardial remodeling and cardiac dysfunction observed in patients with CCC. Thus, this work may help in elucidating the development of mechanisms of the pathogenesis of Chagas disease

A doença de Chagas é caracterizada por um amplo espectro de manifestações clínicas, que vão desde a ausência de sintomas à doença grave com comprometimento cardíaco e/ou digestivo. A influência do parasito, Trypanosoma cruzi (T. cruzi), agente etiológico da doença, nessas apresentações clínicas têm sido largamente estudada, não se tendo demonstrado o papel da diversidade genética de populações de T. cruzi na determinação das diferentes formas clínicas em humanos. Este trabalho teve como objetivos: a) geral: analisar as características moleculares de T. cruzi em pacientes com doença de Chagas com e sem imunodepressão (infecção por HIV e transplante de órgãos com e sem reativação); b) específicos: 1. Analisar comparativamente isolados do parasito quanto à distribuição em DTU; 2. Relacionar os resultados obtidos pela análise molecular do gene ND7 com a forma clínica e origem; 3. Avaliar por LSSP-PCR a variabilidade da sequência do kDNA de T. cruzi diretamente de amostras biológicas assim como em isolados de T. cruzi obtidos pelos exames de hemocultura/xenodiagnóstico; 4. Comparar os padrões polimórficos obtidos por LSSP-PCR em amostras repetidas de um mesmo paciente no mesmo sítio ou distintos sítios biológicos. Foram incluídos, após aprovação do protocolo na CAPPesq e mediante assinatura de TCLE, 106 pacientes com doença de Chagas crônica ou com imunossupressão, provenientes dos ambulatórios e enfermarias do HCFMUSP, além de 75 indivíduos controle, com provas sorológicas e moleculares negativas. Foram analisadas 187 amostras isoladas de hemocultura/xenodiagnóstico e 236 diretamente de amostras sanguíneas de pacientes. Os seguintes grupos foram constituídos: Agudo-AG, Crônico-CR, Crônico Imunodeprimido-CRI (doenças autoimunes/neoplasias), Coinfecção-CO (infecção por HIV/T.cruzi), Coinfecção-CO/RE (infecção por HIV/T.cruzi e reativação da doença de Chagas), Transplantado-TX, Transplantado-TX/RE (Transplantado com reativação da doença de Chagas). Foram identificados DTU TcI, TcV, TcVI e em maior número TcII, por ensaios de tipagem molecular do parasito, com distribuição estatisticamente significantemente de acordo com a naturalidade dos pacientes (P=0,013). Quanto ao gene ND7, observou-se que a banda de ~900 bp ocorreu em 83,0% das amostras das regiões norte, nordeste, centro-oeste e Bolívia e a de ~400pb em 54% das amostras nas regiões sul e sudeste brasileiras sendo esta diferença estatisticamente significante (P < 0,001). A comparação dos perfis observados por LSSP-PCR a partir de amostras extraídas diretamente do sangue e de isolados obtidos de hemocultura/xenodiagnóstico mostrou maior variabilidade em amostras sanguíneas, confirmada pelo dendrograma. Adicionalmente, o estudo de amostras repetidas do mesmo paciente permitiu confirmar a maior variabilidade nas amostras diretamente extraídas do sangue, com mudança dos padrões durante e após o tratamento com reaparecimento de perfis antigos não presentes no período prétratamento imediato, além de presença de perfis diferentes em distintos sítios biológicos do mesmo paciente. O encontro de DTU diferentes de TcII nos grupos CR/CRI e AG enfatiza a necessidade de atentar para a diferença em limiares de reatividade segundo DTU na análise da parasitemia por PCRq (quantitativa), conforme registrado na literatura. Os dados observados por LSSP-PCR acrescentam informações adicionais não revelados por tipagem molecular, representando novos desafios para o entendimento da relação hospedeiro-parasito em pacientes com doença de Chagas sem e com imunossupressão, ao lado de fatores como nível de parasitemia e pressão seletiva de medicamentos antiparasitários e imunossupressores / Chagas\' disease is characterized by a broad spectrum of clinical manifestations, ranging from asymptomatic cases to severe cardiovascular and/or gastrointestinal involvement. The clinical presentations are thought to be determined primarily by genetic diversity of populations of Trypanosoma cruzi (T. cruzi), but no correlation was clearly demonstrated yet. This study aimed to: a) general: to analyze the molecular characteristics of T. cruzi in patients with Chagas\' disease with and without immunosuppression (HIV infection and organ transplantation with or without reactivation); b) specifics: 1.To analyze comparatively isolates from the parasite as for the distribution in DTU; 2. To describe the results obtained by molecular analysis of gene ND7 in relationship with the clinical form and origin; 3. To assess by LSSP-PCR the variability of the sequence of the T. cruzi kDNA directly from biological samples, as well as in T. cruzi isolates obtained by examination of blood culture/xenodiagnosis; 4. To compare the polymorphic patterns obtained by LSSP-PCR in repeated samples of the same patient on the same site or different biological sites. After approval of the protocol in CAPPesq and by signing an informed consent, 106 patients with chronic Chagas disease or immunosuppression, from the HCFMUSP\'s clinics and wards, and 75 control subjects with negative serological and molecular tests were included. They were analyzed 187 isolated samples from blood culture/xenodiagnosis and 236 directly from blood samples of patients. The following groups were formed: Acute-AC, Chronic-CR, Chronic immunocompromised-CRI (autoimmune diseases/ neoplasms), Coinfection-CO (HIV/T. cruzi infection), Coinfection-CO/RE (HIV/T. cruzi and reactivation of Chagas disease), Transplantation-TX, Transplantation-TX/RE (Transplantation/ with reactivation of Chagas\' disease). DTU TcI, TcV, TcVI and higher TcII number were identified for molecular typing assays of the parasite and the distribution of DTU was statistically significant according to patient´s naturality (P=0.013). As for ND7 gene, was observed that the band of ~ 900 bp was prevalent in 83% of the samples in the North, Northeast, Midwest regions and Bolivia and the band of ~400bp occurred in 54% of the samples of Brazilian\' South and Southeast regions, this distribution was statistically significant (P < 0.001). The comparison between the profiles observed by LSSP-PCR from samples taken directly from blood and isolates obtained from blood culture/xenodiagnosis showed greater variability in blood samples, confirmed by dendrogram. Additionally, the study of repeated samples from the same patient allowed to confirm the greater variability in blood samples taken directly, with changing patterns during and after the treatment with reappearance of old profiles not present in the immediate pre-treatment period, and the presence of different profiles at different biological sites in the same patient. The presence of other DTUs than TcII in chronic and chronic immunosuppressed patients and AC groups emphasizes the need to pay attention to the different reactivity thresholds for the various DTU in the analysis of parasitaemia by PCRq (quantitative), according to the data registered in the literature. The results observed by LSSP-PCR add further information not revealed by molecular typing, representing new challenges for the understanding of the host-parasite relationship in patients with Chagas\' disease with and without immunosuppression, alongside factors such as level of parasitaemia and selective pressure of antiparasitic drugs and immunosuppressive

O presente estudo comparou a PCR com o exame microscópico (EM) na detecção do T. cruzi em amostras do trato digestório do T. infestans, do 1º ao 5º, 10º, 15º, 20º, 25º, 30º e 60º dia, após repasto sanguíneo em camundongos Balb/C infectados pelo T. cruzi, divididos em grupos de alta e baixa parasitemia. Concluiu-se que a PCR apresentou vantagens em termos diagnósticos para a doença de Chagas quando comparada ao EM, em 10 dos 11 tempos estudados no grupo de alta parasitemia, e em todos os tempos na baixa parasitemia. O diagnóstico precoce na baixa parasitemia é de relevância clínica já que poderá influenciar o prognóstico dos pacientes imunossuprimidos com reativação da doença de Chagas / Detection of T. cruzi in T. infestans digestive tract samples was compared by PCR and microscopic examination (ME) on the 1st to 5th, 10th, 15th, 20th, 25th, 30th and 60th day after feeding in Balb/C mice infected by T. cruzi, and divided in two groups: with high parasitemia and with low parasitemia. PCR presented vantages to the Chagas' disease diagnosis when compared with EM in 10 of 11 times in high parasitemia, and in all times in low parasitemia. Earlier diagnosis in low parasitemia model is of clinical relevance since may influence prognosis of immunosupressed patients in reactivation of Chagas' disease