Plasmodium vivax agente etiológico de la malaria, exhibe una gran variabilidad genética durante episodios recurrentes de la enfermedad. Esta recurrencia es informada como de baja prevalencia asociada con la malaria asintomática. Así mismo los episodios recurrentes (reinfecciones o relapsos) a menudo pueden ser confundidos por resistencia a fármacos como la cloroquina. Por lo tanto el objetivo principal de este estudio fue relacionar los patrones de recurrencia y la resistencia con la variabilidad genética de P. vivax. En este estudio se evaluaron las muestras secuenciales de individuos provenientes de una región endémica del Perú (Mazán-Iquitos), diagnosticados previamente con malaria, por microscopía, durante seguimientos activos y sometidos a un régimen de tratamiento estándar con cloroquina. La genotipificación realizada en base al gen pvmsp3-α, utilizando el Nested PCR y la digestión enzimática, permitió identificar una alta variabilidad genética de P. vivax, a partir de la cual, se identificaron los patrones de recurrencia, establecidos como relapsos, a partir de estadios latentes o hipnozoitos homólogos (con haplotipos idénticos) y reinfecciones (con haplotipos diferentes). Los rangos de tiempo permitieron una identificación más precisa, observándose mayores frecuencias de relapsos por hipnozoitos homólogos antes de los 90 días post-primera evaluación y mayores frecuencias de reinfecciones después de este periodo. Así mismo las recurrencias en el primer periodo de tiempo, por haplotipos diferentes, pueden deberse también a hipnozoitos heterólogos. Complementando el estudio, el análisis de secuenciamiento del gen pvmdr1, permitió identificar SNPs, codificantes de mutaciones no sinónimas, relacionadas con resistencia a cloroquina. Estos SNPs, a través del software U-Melt (análisis in sílico), presentaron variaciones en las temperaturas de fusión. Finalmente los resultados de cuantificación relativa con qPCR Real Time no mostraron diferencias significativas en el número de copias del gen pvmdr1. Palabras clave: Cloroquina, Genotipificación, Haplotipos, Hipnozoito, Malaria Asintomática, Recurrencia, Variabilidad. / --- Plasmodium vivax etiologic agent of malaria has a large genetic variability during recurrent episodes of the disease. This recurrence is reported as low prevalence associated with asymptomatic malaria. Also recurrent episodes (reinfection or relapse) can often be mistaken for drug resistance as chloroquine. Therefore the main objective of this study was to correlate the patterns of recurrence and resistance to the genetic variability of P. vivax. In this study, we evaluated the sequential samples of individuals from an endemic region of Peru (Mazán-Iquitos), previously diagnosed with malaria microscopy during active follows and subjected to a standard treatment regimen with chloroquine. Genotyping based on the pvmsp3-α gene, using Nested PCR and enzymatic digestion, identified high genetic variability of P. vivax, from which were identified recurrence patterns established as relapse, from latent stages or homologous hypnozoites (with identical haplotypes) and reinfections (with different haplotypes). The time ranges allow more accurate identification, with higher frequency of relapses by homologous hypnozoites before 90 days post-first evaluation and higher frequencies of reinfection after this period. Also recurrences in the first period of time, for different haplotypes may also be due to heterologous hypnozoites. Complementing the study, the sequencing analysis of the gene pvmdr1, identified SNPs, encoding nonsynonymous mutations related to resistance to chloroquine. These SNPs, through U-Melt software (in sílico analysis), showed variations in the melting temperatures. Finally the results of relative cuantification with Real Time qPCR no showed significant differences in copy number of the pvmdr1 gene.} Keywords: Chloroquine, Genotyping, Haplotypes, Hipnozoite, Recurrence, Asymptomatic Malaria, Variability. / Tesis

Notre objectif a été d'évaluer (i) l'importance de Plasmodium vivax dans les infections palustres à Madagascar, (ii) la sensibilité de ce parasite à la chloroquine et à la sulfadoxinepyriméthamine, (iii) et la place des marqueurs moléculaires pour la surveillance de la résistance aux antipaludiques et de la circulation des souches parasitaires.<br />Pour cela, notre étude a été conduite sur 8 sites sentinelles. Les patients présentant un paludisme causé par P. vivax ont été inclus dans des tests d'efficacité thérapeutique selon les critères de l'OMS. L'analyse de polymorphismes génétiques sur les gènes pvcrt-o, pvmdr1, pvdhfr et pvdhps, impliqués dans la résistance aux antipaludiques, ainsi que sur les gènes pvcsp, pvmsp3, pvmsp1 utilisés pour le génotypage des souches a été réalisée sur les isolats<br />collectés. Des marqueurs microsatellites ont également été recherchés pour évaluer la diversité génétique de ces isolats, ainsi que la circulation des souches parasitaires et la propagation des isolats résistants.

El objetivo del presente trabajo fue identificar antígenos relevantes de valor diagnóstico de aislados de P. vivax y P. falciparum provenientes del departamento de Loreto, mediante la técnica de inmunoblot. Se seleccionaron pacientes entre 3 y 64 años con diagnóstico de malaria, gota gruesa positiva, procedentes de centros de salud en el departamento de Loreto. Fueron analizadas 4 mezclas de antígenos, una de P. falciparum (PF1) y tres de P. vivax (PV1, PV4 y PV5), preparadas a partir de 36 muestras de pacientes con alta parasitemia por P. vivax (2 700 – 69 000 parásitos/μL) y P. falciparum (2 750 – 10 000 parásitos/μL). Las mezclas de antígenos fueron enfrentadas a 39 sueros (12 de P. falciparum y 27 de P. vivax) mediante ensayos de inmunoblot.

Plasmodium vivax agente etiológico de la malaria, exhibe una gran variabilidad genética durante episodios recurrentes de la enfermedad. Esta recurrencia es informada como de baja prevalencia asociada con la malaria asintomática. Así mismo los episodios recurrentes (reinfecciones o relapsos) a menudo pueden ser confundidos por resistencia a fármacos como la cloroquina. Por lo tanto el objetivo principal de este estudio fue relacionar los patrones de recurrencia y la resistencia con la variabilidad genética de P. vivax. En este estudio se evaluaron las muestras secuenciales de individuos provenientes de una región endémica del Perú (Mazán-Iquitos), diagnosticados previamente con malaria, por microscopía, durante seguimientos activos y sometidos a un régimen de tratamiento estándar con cloroquina. La genotipificación realizada en base al gen pvmsp3-α, utilizando el Nested PCR y la digestión enzimática, permitió identificar una alta variabilidad genética de P. vivax, a partir de la cual, se identificaron los patrones de recurrencia, establecidos como relapsos, a partir de estadios latentes o hipnozoitos homólogos (con haplotipos idénticos) y reinfecciones (con haplotipos diferentes). Los rangos de tiempo permitieron una identificación más precisa, observándose mayores frecuencias de relapsos por hipnozoitos homólogos antes de los 90 días post-primera evaluación y mayores frecuencias de reinfecciones después de este periodo. Así mismo las recurrencias en el primer periodo de tiempo, por haplotipos diferentes, pueden deberse también a hipnozoitos heterólogos. Complementando el estudio, el análisis de secuenciamiento del gen pvmdr1, permitió identificar SNPs, codificantes de mutaciones no sinónimas, relacionadas con resistencia a cloroquina. Estos SNPs, a través del software U-Melt (análisis in sílico), presentaron variaciones en las temperaturas de fusión. Finalmente los resultados de cuantificación relativa con qPCR Real Time no mostraron diferencias significativas en el número de copias del gen pvmdr1. Palabras clave: Cloroquina, Genotipificación, Haplotipos, Hipnozoito, Malaria Asintomática, Recurrencia, Variabilidad. / --- Plasmodium vivax etiologic agent of malaria has a large genetic variability during recurrent episodes of the disease. This recurrence is reported as low prevalence associated with asymptomatic malaria. Also recurrent episodes (reinfection or relapse) can often be mistaken for drug resistance as chloroquine. Therefore the main objective of this study was to correlate the patterns of recurrence and resistance to the genetic variability of P. vivax. In this study, we evaluated the sequential samples of individuals from an endemic region of Peru (Mazán-Iquitos), previously diagnosed with malaria microscopy during active follows and subjected to a standard treatment regimen with chloroquine. Genotyping based on the pvmsp3-α gene, using Nested PCR and enzymatic digestion, identified high genetic variability of P. vivax, from which were identified recurrence patterns established as relapse, from latent stages or homologous hypnozoites (with identical haplotypes) and reinfections (with different haplotypes). The time ranges allow more accurate identification, with higher frequency of relapses by homologous hypnozoites before 90 days post-first evaluation and higher frequencies of reinfection after this period. Also recurrences in the first period of time, for different haplotypes may also be due to heterologous hypnozoites. Complementing the study, the sequencing analysis of the gene pvmdr1, identified SNPs, encoding nonsynonymous mutations related to resistance to chloroquine. These SNPs, through U-Melt software (in sílico analysis), showed variations in the melting temperatures. Finally the results of relative cuantification with Real Time qPCR no showed significant differences in copy number of the pvmdr1 gene. Keywords: Chloroquine, Genotyping, Haplotypes, Hipnozoite, Recurrence, Asymptomatic Malaria, Variability.

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2004. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 101-112).

Submitted by Tatiana Silva (tsilva@icict.fiocruz.br) on 2012-08-13T04:12:34Z No. of bitstreams: 1 bianca_e_gama_ioc_bp_0042_2011.pdf: 1968573 bytes, checksum: 439595e4d28df18cd5a083cc9b3673ad (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-13T04:12:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bianca_e_gama_ioc_bp_0042_2011.pdf: 1968573 bytes, checksum: 439595e4d28df18cd5a083cc9b3673ad (MD5) Previous issue date: 2011 / Instituto Nacional de Câncer. Centro de Transplantes de Medula Óssea. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / A malária, doença infecciosa causada por parasitas do gênero Plasmodium, é um conhecido flagelo das populações humanas desde a antiguidade. Na falta de uma vacina, a política de controle baseia-se principalmente no diagnostico rápido e no tratamento dos casos. Devido ao impacto da quimiorresistência parasitária no controle, faz-se necessário o constante monitoramento da eficácia de drogas. Portanto, para contextualizar o Brasil no panorama mundial, nosso objetivo se constituiu em realizar um estudo descritivo sobre a ocorrência de mutações (SNPs) nos genes considerados marcadores moleculares associados à resistência como pfcrt, pfmdr1, pfdhfr, pfdhps e pvdhfr, assim como em genes potencialmente associados à quimiorresistência (pfatpase6 e pvmdr1) em isolados de P. falciparum e P. vivax coletados nas cidades Amazônicas de Porto Velho, Paragominas e Manaus. Para tal, utilizamos PCRs seguidas do sequenciamento de DNA. Ao investigarmos a ocorrência de mutações nos genes pfcrt, pfdhfr e pfdhps em amostras de P. falciparum provenientes de Porto Velho e Paragominas foi possível detectar 1 isolado apresentando um haplótipo ou perfil de sensibilidade CVMNK no gene pfcrt e ACNSVI no gene pfdhfr e, além disso, pudemos observar uma redução no numero de mutações no gene pfdhps, ao confrontarmos os nossos resultados com os de um estudo retrospectivo. Em relação ao P. vivax, a análise do gene pvdmr1 num conjunto de amostras provenientes de Paragominas revelou o predomínio de mutações no códon 976 do gene pvmdr1 (preliminarmente associado com a resistência à cloroquina) e a presença de haplótipos duplo-mutante FRTNI e triplo-mutante FRTNL para o gene pvdhfr. dando continuidade à caracterização de P. falciparum no Brasil, foi estabelecido um registro de base da ocorrência de mutações nos genes pfmdr1 e pfatpase6, em amostras procedentes de Porto Velho, Paragominas e Manaus. Tal análise permitiu a identificação de um haplótipo prevalente NEF/CDVY no pfmdr1, assim como identificação de mutantes em um único códon ou duplo-mutantes (630 e/ou 402) no caso do gene pfatpase6. também não foi encontrada a mutação 769N, associada com a diminuição da susceptibilidade ao arteméter. Concluímos que: (a) existem no Brasil popluações parasitárias de P. falcipoarum portando haplótipos sensíveis para o gene pfcrt e o pfdhfr; (b) a mutação no códon 976 no gene pfmdr1 pode não ser válida para o monitoramento da resistência à cloroquina em isolados brasileiros de P. vivax; (c) as populações de P. vivax avaliadas apresentaram mutações no gene pvdhfr, apesar de nunca ter sido instituído o tratamento com sulfadoxina-pirimetamina para malária vivax e; (d) as amostras de P. falciparum avaliadas não portavam todos os alelos do gene pfmdr1 associados a um potencial desenvolvimento de resistência à combinação arteméter-lumefantrina / Acknowledged as a febrile syndrome of human populat ions since ancient times, malaria is an infectious disease caused by parasites of the Plasmodium genus. In the absence of a reliable vaccine, the c ontrol policy is based mainly on diagnosis and case management. Since para site chemoresistance is a major factor hampering th e disease control, there is a need for drug efficacy surveillance. Therefore, to place Brazil into the w orld scenario, our goal was to conduct a descriptive study on the occurrence of mutations (SNPs) in genes acknowledge d as molecular markers to chemoresistance as pfcrt , pfmdr1 , pfdhfr , pfdhps and pvdhfr , as well as in genes potentially associated with chemoresistance ( pfatpase6 and pvmdr1 ) in isolates of P. falciparum and P. vivax collected in Porto Velho, Manaus and Paragominas ci ties in Brazilian Amazon. With this aim, we used PC R technique followed by DNA sequencing. The analysis of mutations in pfcrt , pfdhfr and pfdhps genes in P. falciparum samples from Porto Velho and Paragominas allowed us to detect a single isolate presenting a sensitivity profile CVMNK in the pfcrt gene and ACNCSVI in the pfdhfr gene. Additionally, we could observe a decrease in the mutations number for the pfdhps gene, when comparing our results with those from a retrospective study. Concerning P. vivax , the analysis from Paragominas samples revealed th e full predominance of mutations at codon 976 in the pvmdr1 gene (preliminarily associated with chloroquine resistance), and the presence of double-and triple- mutant haplotypes (FRTNI and FRTNL) for the pvdhfr gene. Lastly, to establish a genotypic baseline for pfmdr1 and pfatpase6 genes, P. falciparum isolates from Porto Velho, Manaus and Paragominas were also evaluated. This analysis allowed us to identify a major haplot ype NEF/CDVY in pfmdr1 gene, as well as to detect a single-mutant (in 630 or 402 codons) and double-mutant (in 630 and 402 codons) when pfatpase6 gene was surveyed. The 769N mutation, associated w ith decreased susceptibility to artemether, was not detected. We conclude that: (a) there exist P. falciparum populations presenting sensitive alleles for the gene pfcrt and pfdhfr in Brazil; (b) the 976 mutation in the pvmdr1 gene may not be valuable for monitoring chloroquine resistan ce in Brazilian P. vivax isolates; (c) P. vivax populations herein investigated presented mutations in the pvdhfr gene, although sulphadoxine-pyrimethamine therapy has never been preconized for malaria vivax and; (d ) the P. falciparum samples analyzed did not carry all alleles in the pfmdr1 gene that were associated with a potential develop ment of resistance to artemether- lumefantrine

Submitted by Nuzia Santos (nuzia@cpqrr.fiocruz.br) on 2012-08-24T17:47:03Z No. of bitstreams: 1 Tese_Fernanda Magalhaes Freire Campos.pdf: 4772318 bytes, checksum: 555a5b9ad51faf9705b69cd3e50f2676 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-24T17:47:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Fernanda Magalhaes Freire Campos.pdf: 4772318 bytes, checksum: 555a5b9ad51faf9705b69cd3e50f2676 (MD5) / FAPEMIG, CNPq, PAPES V, CPqRR / Os estudos sobre os mecanismos patogênicos que levam à malária grave foram durante muitos anos restritos basicamente ao Plasmodium falciparum. Entretanto, o número de casos de P. vivax vem aumentando em todo o mundo, incluindo aqueles de malária grave. Evidências recentes sugerem que a infecção pelo P. vivax induz uma resposta imune inflamatória mais intensa que aquela induzida pelo P. falciparum. Diante disso, os objetivos deste trabalho foram: (i) investigar mediadores plasmáticos relacionados à inflamação que poderiam ser utilizados como marcadores de morbidade da malária por P. vivax; (ii) identificar indivíduos geneticamente susceptíveis e/ou resistentes à malária clínica. Na busca de biomarcadores, a hipótese investigada foi a de que as micropartículas (MPs) – vesículas resultantes da ativação e/ou apoptose celular – e os ácidos nucléicos circulantes (CNAs) estariam associados à infecção pelo P. vivax. Em pacientes bem caracterizados clinicamente foi possível demonstrar que as MPs, de diferentes origens, estavam significativamente aumentadas na malária por P. vivax, sendo as MPs de origem plaquetária associadas à sintomatologia da doença. Os níveis de CNAs plasmáticos estavam aumentados nos pacientes infectados pelo P. vivax sendo estes níveis associados ao espectro clínico da doença. Um achado interessante no presente trabalho foi que os níveis de CNAs também correlacionaram- se com a trombocitopenia. Um resultado de grande importância foi que os níveis de MPs e CNAs no plasma retornaram aos valores basais após o tratamento antimalárico específico, o que sugere que ambos os fatores podem ser bons marcadores de morbidade por P. vivax. Na segunda parte do estudo, buscou- se a associação entre os polimorfismos genéticos de citocinas (MIF, TNF-α, IL-10 e TGF-β) e de glicoproteínas plaquetárias (GPIa/IIa e GPIIb/IIIa) com as complicações clínicas e hematológicas da infecção pelo P. vivax. Os resultados obtidos evidenciaram associações entre os polimorfismos dos genes GPIa/IIa, TNF-α, MIF e IL-10 e alterações clínicas e hematológicas na malária causada pelo P. vivax. Em resumo, os dados apresentados reforçam a influência de múltiplos genes do hospedeiro vertebrado na malária por P. vivax. Espera-se que os resultados observados no presente trabalho possam contribuir no esclarecimento dos mecanismos envolvidos na patogenia do P. vivax . / Study of the mechanisms involved in the pathogenesis of severe malaria has been widely concentrated in malaria caused by P. falciparum. However, the number of severe cases of P. vivax has been increasing, placing P. vivax infection in a higher status of global health concern. The few studies that had addressed the pathogenesis of vivax malaria had shown that P. vivax infection induces greater host inflammatory responses compared to P. falciparum malaria. Here, the main objectives of the study were: (i) to investigate plasma-derived mediators of inflammation that could be a potential marker of P. vivax clinical disease, (ii) to identify individuals who are genetically susceptible and/or resistant to vivax malaria. Searching for biomarkers, the hypothesis investigated was that cellular microparticles (MPs) – submicron membrane vesicles released upon cellular activation or apoptosis– and circulating nucleic acids (CNAs) are involved in P.vivax infection. In patients clinically well characterized, it was possible to demonstrate that MPs from different cellular origins were significantly increased in P. vivax infection, and those platelet-derived were associated with acute malaria symptoms. Also, the levels of CNAs were increased in plasma of P. vivax patients, with their levels associated with the clinical spectrum of vivax malaria. An interesting finding was that the levels of CNAs were correlated with thrombocytopenia. Of importance, the levels of MPs and CNAs in plasma returned to basal values after specific antimalarial treatment, which suggested they may have potential as biomarkers of vivax morbidity. Further, we sought to investigate the association between genetic polymorphisms in cytokines (MIF, TNF-α, IL-10 and TGF-β) and platelet surface glycoproteins (GPIa/IIa and GPIIb/IIIa) with clinical complications of P. vivax infection. The results showed associations between genetic polymorphisms of several genes – GPIa/IIa, TNF-α, MIF and IL-10 – with hematological and clinical parameters of P. vivax infection. Taken together, the results presented here may shed light on the mechanism involved in the pathogenesis of P.vivax, and it might contribute to the current studies on P. vivax malaria.

Submitted by Nuzia Santos (nuzia@cpqrr.fiocruz.br) on 2013-01-25T14:50:53Z No. of bitstreams: 1 Antonio mauro Rezende.pdf: 690614 bytes, checksum: b6e63e721fa01db8344fd047db4db0fe (MD5) / Made available in DSpace on 2013-01-25T14:50:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antonio mauro Rezende.pdf: 690614 bytes, checksum: b6e63e721fa01db8344fd047db4db0fe (MD5) Previous issue date: 2009 / A malária humana é causada por protozoários do gênero Plasmodium. Atualmente, mais de 2 bilhões de pessoas estão sob risco de contrair malária sobretudo em áreas tropicais e subtropicais. No Brasil, a malária está concentrada na região da Amazônia Legal, onde se registram mais de 99% dos casos, sendo cerca de 80% causados pelo Plasmodium vivax. Estratégias efetivas de combate ao parasito são essenciais para o controle da doença, e estas dependem do entendimento de diversos fatores como, por exemplo, a variabilidade genética e a estrutura populacional do P. vivax. Desta maneira, os marcadores moleculares são importantes ferramentas que podem auxiliar na elucidação destes aspectos biológicos do parasito. Contudo, poucos marcadores moleculares estão disponíveis para estudos populacionais de P. vivax, comparado ao P. falciparum, principalmente marcadores neutros ou quase neutros, ideais para esse tipo de estudo. Portanto, o objetivo deste trabalho foi identificar novos microssatélites em P. vivax e realizar análises de genética de população em isolados de cinco áreas da Amazônia Brasileira utilizando esses microssatélites e os cinco marcadores do tipo TR mais polimórficos descritos na literatura. Deste modo, uma busca in silico foi realizada utilizando o rascunho do genoma do parasito, e foram selecionados microssatélites com unidades repetitivas variando de 2 a 4 pares de base. Cada locus foi amplificado utilizando iniciadores específicos, incluindo os TRs cujos iniciadores foram baseados na literatura. O DNA molde para a realização da amplificação foi extraído de pacientes com infecção aguda de P. vivax. Os produtos amplificados foram analisados em seqüenciadores automáticos de DNA utilizando programas de análise de tamanhos de fragmentos. As análises de genética de população foram realizadas utilizando vários pacotes computacionais. Ambos marcadores detectaram uma alta diversidade nas populações estudadas. Porém, algumas diferenças foram identificadas nas análises com cada tipo de marcador molecular, dentre elas: as populações geneticamentes próximas foram diferentes juntamente com o padrão de desequilíbrio de ligação em cada população e a taxa de multiplicidade de infecção também variou entre os tipos de marcadores. Além disso, foi possível, utilizando os microssatélites, estruturar as populações, o que não ocorreu utilizando os TRs. Por fim, foi possível perceber que os microssatélites se mostraram mais polimórficos, mais bem distribuídos pelo genoma do parasito e ainda assim, o seu mecanismo de manutenção de variabilidade é conhecido, logo, eles aparentam ser mais aptos na utilização de estudos de genética de população de P. vivax. / Human malaria is caused by a protozoan from genus Plasmodium. Currently, more than 2 billion people are under risk to contract malaria mainly in tropical and subtropical areas. In Brazil, malaria is concentrated in the Legal Amazon, where more than 99% of the cases are registered, being around 80% caused by Plasmodium vivax. Effective strategies of combating are essential to control the disease, and these ones depend on understanding of many factors such as the genetic variability and population structure of P. vivax. Hence, molecular markers are important tools that can help to elucidate these biological aspects of the parasite. However, few molecular markers are available for population studies of P. vivax, compared with P. falciparum, mainly neutral or near neutral markers, which are indicated for this kind of study. Thus, the aim of this work was to identify new polymorphic microsatellite loci in P. vivax and to perform population genetic analyses with isolates from five areas of Brazilian Amazon using these microsatellites and also the five most polymorphic tandem repeats markers described in literature. For this, an in silico search was performed using the genome draft of the parasite, and microsatellite with repeat units ranging from 2 to 4 base pairs were selected. Each locus was amplified using specific primers, including the TRs whose primers were previously described. The template DNA for amplification was obtained from patient’s blood with acute P. vivax infection. The amplified products were analyzed in automatic DNA sequencer using software to identify fragments size. The genetic population analyses were performed with several computational packages. Although, some differences were identified among the measured parameters with each kind of molecular marker: the populations genetically close, linkage disequilibrium pattern in each population and level of multiple infection were different. Besides, it was possible, using the microsatellites, to detect structuring of the populations, what did not happen using the TRs. In conclusion, it was possible to notice that the microsatellite are more polymorphic, more spread across parasite genome, and its variability maintenance mechanism is known; thus, they seem to be more useful in population genetic studies of P. vivax field isolates.

Submitted by Nuzia Santos (nuzia@cpqrr.fiocruz.br) on 2015-04-17T13:24:29Z No. of bitstreams: 1 Tese_BCM_DanielaCamargosCosta.pdf: 7549515 bytes, checksum: 6b70f7b5c83b5461482f80c7c7b76f8a (MD5) / Approved for entry into archive by Nuzia Santos (nuzia@cpqrr.fiocruz.br) on 2015-04-17T13:34:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_BCM_DanielaCamargosCosta.pdf: 7549515 bytes, checksum: 6b70f7b5c83b5461482f80c7c7b76f8a (MD5) / Approved for entry into archive by Nuzia Santos (nuzia@cpqrr.fiocruz.br) on 2015-04-17T13:34:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_BCM_DanielaCamargosCosta.pdf: 7549515 bytes, checksum: 6b70f7b5c83b5461482f80c7c7b76f8a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-17T13:34:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_BCM_DanielaCamargosCosta.pdf: 7549515 bytes, checksum: 6b70f7b5c83b5461482f80c7c7b76f8a (MD5) Previous issue date: 2014 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil / No Brasil, os casos de malária humana concentram-se na região amazônica. Entretanto, casos autóctones da doença têm sido relatados em diferentes regiões de Mata Atlântica. Sugere-se que a manutenção destes casos envolva a presença de macacos infectados. Nas regiões sul e sudeste do país circula o parasito de primatas Plasmodium simium, semelhante ao parasito de humanos P. vivax. No entanto, pouco se conhece sobre o parasito simiano e a sua proximidade morfológica, imunológica e genética com o P. vivax dificulta sua caracterização. Diante da necessidade de uma melhor compreensão da malária simiana, propôs-se neste trabalho realizar um levantamento da doença do ponto de vista clínico, molecular e imunológico em primatas de Mata Atlântica, dos estados Santa Catarina, Paraná e Mato Grosso do Sul. Em SC, foi observada uma taxa de infecção malárica pelo PCR de 35% em animais de vida livre e 4% em animais de cativeiro. Todos os animais do PR e MS foram negativos. Entretanto, em todos os estados foi identificado por meio do ELISA, uma reatividade de anticorpos contra as proteínas recombinantes PvDBPII, PvMSP-119 e PvAMA-1. Ainda, anticorpos presentes no soro de bugios foram capazes de bloquear a interação PvDBP-DARC, com uma relação positiva entre a reatividade no ELISA e presença de anticorpos bloqueadores. Além disso, a interação específica PvDBP-DARC em amostras de bugios ruivos sugere que o parasito P. simium possui uma proteína ortóloga a PvDBP e dessa forma, compartilhe a mesma via de invasão que o P. vivax. A análise de microssatélites demonstrou alelos novos e exclusivos, trazendo perspectivas para a diferenciação das populações do parasito. Através da análise da diversidade genética das sequências obtidas de P. simium foi possível caracterizar polimorfismos conservados, sendo alguns deles nunca descritos em P. vivax. Contudo, apesar destes polimorfismos, a reconstrução da filogenia baseada nos genes DBP, MSP-1 e 18S não permitiu a separação das espécies, o que reforça a proximidade genética entre os parasitos e aponta para uma transferência de hospedeiros recente. Finalmente, a presença de símios infectados em áreas de Mata Atlântica sugere que os primatas possam atuar como reservatórios da doença, uma vez que casos humanos já foram descritos nas cidades estudadas. / In Brazil, human malaria is concentrated in the Amazon region. However, autochthonous cases of the disease have been reported in the Atlantic Forest region. It has been hypothesized that these cases occurs due to accidental transmission from infected primates. Plasmodium simium is a parasite that circulates amongst primates in the southern and southeastern regions of Brazil. Critically, due to morphological, immunological and genetic similarities, it has not been possible to differentiate them. Faced with the need to obtain a deeper understanding of the relationship between human and simian Plasmodia, in this study we conducted a survey of plasmodia infection in the primates of regions of rainforest in Santa Catarina, Paraná and Mato Grosso do Sul states. In SC we identified plasmodia infection in 35% of wild animals, and in 4% of animals in captivity. However, for animals from all states, we successfully identified antibodies against the recombinant proteins PvDBPII, PvAMA-1 and PvMSP119 using ELISA. Moreover, antibodies in the serum of red howler monkeys blocked the interaction of PvDBP and its receptor DARC, with a correlation between a positive ELISA result and the presence of blocking antibodies. Furthermore, the specific interaction between DARC-PvDBP suggested that the simian parasite protein, an ortholog of PvDBP, was able to bind to the DARC receptor and thus, probably shares the same route of invasion as the P vivax merozoite in the human reticulocyte. The genotyping analysis of the simian parasites uncovered new and unique alleles for each host, furthering prospects for differentiation between populations of the human and simian parasites. By analyzing the genetic diversity between the P. vivax and P. simium variants of this protein and also MSP-1, it was possible to characterize conserved polymorphisms in P. simium, some of them never described for P. vivax. However, despite these polymorphisms, the reconstruction of phylogeny based on DBP, MSP-1 and 18S genes did not allow for separation between the two species, confirming the high degree of genetic similarity between the parasites and also suggesting a recent host transfer, as previously hypothesized. Finally, the presence of infected primates in the Atlantic Forest highlights the likelihood that these animals could act as a reservoir for malaria, as human cases have been reported in the cities studies during this work.

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Belo Horizonte, MG, Brasil / As hipóteses deste trabalho são a de que parasitos que causam recaídas são geneticamente homólogos aos parasitos das infecções primárias e que infecções múltiplas podem estar presentes nas infecções primárias e recaídas; Além dessas, outra hipóstese é de que a hepcidina esteja envolvida no desenvolvimento de recaídas. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi analisar a variabilidade genética de isolados de amostras pareadas infecção primária/recaídas de um mesmo paciente e investigar a associação entre a homeostase do ferro, particularmente da hepcidina e sua associação com a ativação dos hipnozoítos além de avaliar a resposta imunológica contra os principais antígenos do P. vivax. Sessenta e cinco amostras pareadas de 30 pacientes foram genotipadas utilizando 10 marcadores moleculares através de eletroforese capilar. Além disso, a presença de infecção múltipla nos pacientes foi confirmada através da clonagem dos fragmentos amplificados dos microssatélites e genotipagem a partir de diferentes colônias. Na análise baseada nos alelos predominantes foi demonstrado que os parasitos da recaída são principalmente heterólogos em relação à infecção primária e que geralmente ocorre uma flutuação entre os alelos predominantes nos diferentes episódios do indivíduo. Entretanto, o número de alelos por marcador foi limitado e geralmente os alelos foram idênticos nos diferentes episódios da doença num mesmo paciente. A principal contribuição deste estudo foi demonstrar uma alta taxa de infecções múltiplas tanto das infecções primárias como nas recaídas, sendo que infecções múltiplas puderam ser identificadas com um mínimo de Cinco marcadores. Foram feitas dosagens bioquímicas de ferro, ferritina, níveis de hepcidina e análise de outras variáveis como hemoglobina e parasitemia dos pacientes. Houve diferença significativa entre os grupos somente na análise de níveis de hemoglobina sendo maior nas recaídas. Acredita-se que o número de amostras foi um limitante das análises estatísticas. O gene codificador da hepcidina foi sequenciado nas amostras de área sem transmissão e de área endêmica. Não foram encontrado polimorfismos nesse gene mostrando seu alto grau de conservação. Não foi observada diferença nos níveis de resposta imunológica contra os antígenos do P. vivax nas infecções primárias e recaídas. As infecções por este parasito são observadas com alta diversidade genética e com a presença de múltiplas variantes em uma mesma infecção, sendo esta, primária ou recaída da doença, variantes que podem sofrer variações em sua frequência durante a evolução da doença. Com estes resultados espera-se contribuir para o esclarecimento dos aspectos relacionados à diversidade genética dos parasitos e dos mecanismos que influenciam o desenvolvimento das recaídas do P. vivax, que poderão ajudar no seu prognóstico, direcionamento o tratamento e auxiliando no controle da doença. / The hypothesis of this study was that the parasites causing relapses are genetically homologous to the parasites from primary infections and multiple clone infections might be present in both primary and relapses of vivax malaria. Moreover the hypothesis here was that hepcidin is involved in the development of relapses In this context, the aim of the study was to analyze the genetic variability of isolates of paired samples primary / relapse infection in the same patient and to investigate the association between iron homeostasis, particularly hepcidin and its association with hypnozoites activation and to assess the immune response against the main antigens of P. vivax. Sixty-five paired samples of 30 patients were genotyped using 10 molecular markers by capillary electrophoresis. Moreover, the presence of multiple infections was confirmed by cloning of microsatellites amplicons and genotyping of different colonies. We showed that relapse parasites are mainly heterologous compared to the ones of the primary infection and that a change in the alleles composition occurs in the different episodes of the individual. However, the number of alleles per marker was usually limited and the alleles were identical in the different episodes of the disease in the same patient. The main contribution of this study was to demonstrate a high rate of multiple infections both in primary infection and relapse, demonstrated for the first time, and multiple infections could be identified with a minimum of five markers. Biochemical levels of iron, ferritin, hepcidin levels and analysis of other variables such as hemoglobin and parasitemia of patients were performed. There was a significant difference between the groups only in the analysis of hemoglobin levels being higher in relapse. It is believed that the number of samples was a restriction to statistical analysis. The gene encoding hepcidin was sequenced in samples from area without transmission and endemic area. No polymorphisms were found in this gene showing the high conservation. There was no difference in levels of immune response against the antigens of P. vivax infections in primary and relapse. Infections with this parasite are observed with high genetic diversity and the presence of multiple variants in the same infection, which is primary or recurrence of disease, variants that may vary in their frequency during the course of the disease. With these results we hope to contribute to the clarification of aspects of the genetic diversity of parasites in relapses of P. vivax, which may help in the prognostic treatment guidance and ultimately help the control of the disease.