Plasmodium vivax is the most geographically widespread of the human malarias and is capable of causing severe debilitating disease. The parasite’s unique biology poses challenges to control of the disease and the understanding of its epidemiology. It is less researched and well understood than the more deadly P. falciparum. In this thesis, spatial relapse patterns and models of endemicity and clinical disease were applied to generate robust estimates of the P. vivax burden to address a key knowledge gap in malaria epidemiology. First, a review of the distribution of the parasite, its vectors and populations at risk found nearly one third of the global population living at risk, and more potential vectors than P. falciparum. In spite of low observed endemicity, the public health impact of P. vivax is likely to have been seriously underestimated in the past. To accurately define the burden of P. vivax it was necessary to improve understanding of one of the parasite’s most unique and challenging aspects, its ability to relapse. A meta-analysis of individual records of relapse showed that relapse periodicity varied systematically by geographic region and could be categorized by nine global regions. The nine regions were applied to a model to quantify the relationship between prevalence of infection and incidence of clinical disease. As relapse would have an influence on both measures, separate relationships were drawn for each relapse zone. The prevalence-incidence model was used to translate maps of predicted endemicity into measures of clinical burden. The evidence-base of P. vivax prevalence was poor in some regions and therefore a burden estimate based on surveillance reports was also derived. Reported cases must be adjusted for parameters such as under-reporting and treatment-seeking behaviours. A model used to fill gaps in treatment-seeking data available from national household surveys was developed to allow burden to be estimated using both cartographic modelling and surveillance reporting methods. To improve fidelity, the results of the two approaches were combined to enumerate P. vivax burden globally. The results and conclusions of these studies are discussed with recommendations for how these findings influence our understanding of P. vivax epidemiology and implications for future control and elimination efforts.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Plasmodium vivax malaria is geographically widespread and remains a significant public health burden in the Americas, Southeast Asia, and the western Pacific. In order to achieve the end goal of malaria eradication, a highly effective vaccine targeting P. vivax is urgently needed. Unlike pre-erythrocytic vaccines that aim to confer sterile immunity that prevents malaria infection altogether, Plasmodium vivax blood-stage vaccines aim to confer clinical immunity that protects against malarial disease by controlling parasitemia and mitigating the symptomatic manifestations of malaria after infection. To design an effective P. vivax blood-stage vaccine, it is essential to understand the acquisition and longevity of natural humoral immune responses against promising P. vivax blood-stage vaccine candidate antigens. We hypothesize that acute vivax malaria induces differential humoral immune responses against P. vivax antigens that exhibit antigen-specific kinetic and compositional profiles, which can be used to identify vaccine candidates that elicit durable humoral responses. Therefore, we compared the kinetic profiles and half-lives of naturally acquired IgG antibodies reactive against nine promising P. vivax blood-stage vaccine candidate antigens up to 180 days post-infection in Brazilians with acute vivax malaria. Naturally acquired IgG antibodies against these antigens have previously been associated with a reduced risk of vivax malaria. Among the P. vivax antigens evaluated, the merozoite antigen Pv12 elicited the most durable IgG antibodies, whereas the DBP-FL elicited the most short-lived responses. Neither patient age nor prior malaria exposure significantly correlated with the magnitude and durability of IgG responses to any P. vivax antigen. Seropositivity, against Pv12, was generally maintained for at least 30 days after acute vivax malaria. These findings suggest that a blood-stage vaccine targeting Pv12 may benefit from boosting IgG antibodies against this antigen after natural vivax “breakthrough” infections. Further studies will be needed to determine the Pv12-specific memory B cell response as well as the functional role for naturally acquired Pv12-specific antibodies in reducing parasitemia and/or clinical disease. In summary, the current study has provided insight into the longevity of IgG antibody responses to important P. vivax antigens after an acute malaria episode.

Thesis (M.C.T.M. (Tropical Pediatrics))--Mahidol University, 2004.

Made available in DSpace on 2015-04-11T13:54:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jessica.pdf: 1060153 bytes, checksum: f96dc99a3a3b3f62efb2fa8880dc28d9 (MD5) Previous issue date: 2013-04-08 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Background: The understanding of malaria disease has greatly improved in the last few years. Despite decades of research against the disease, it continues to be a major public health problem. The genetic component of malaria susceptibility is complex and evaluating these determinants of susceptibility and deciphering the mechanisms involved may lead to the discovery of new vaccines or targets for pharmacological agents. Main. Molecular characterization of glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) and hemoglobin profile in patients with vivax malaria from Manaus-AM. Methods. For molecular characterization of G6PD were performed RFLP-PCR technique and qRT-PCR in 162 patients. Hemoglobin profile was determined by Highperformance liquid chromatography in 178 patients. Results. The hemoglobin profle showed 106 AA (92.7%), 09 AS (5.05%) e 04 AC (2.25%). These results demonstrated a lower frequency of severe malaria in AC (25%). Our results demonstrated the presence of nine (09) AS and four (04) AC, totaling 7.30% of the patients. Our results showed a lower frequency of severe malaria in AC group. This correlation among hemoglobin genotypes showed significant correlation between AA and AC (Neutrophils (p = 0.019), Band neutrophils (p = 0.049), Eosinophils (p = 0.046), Mean Cell Volume (p=0.004), Mean Cell Hemoglobin (p =0.008), there was no correlation between AA and the AS. The RDW was our only correlation between AA v/s AS (p=0.039) and AA v/s AC (p=0.019). The parasitaemia fever was the most frequent event in our study patients, occurring at 92.30% (12/13) of patients with AS/AC. The parasite density was lower in patients with AS (9352.35 ± 11622.78) and AC (11604.80 ± 11931.85) when compared with AA genotype (32431.57 ± 88719.63), but without statistical significance (p = 0.854). Of male presented 15.85% (13/82) for A− and 6.10% (05/82) Chatham variants, while 11.25% (09/80) of female presented A− in heterozygous and 1.25% (1/80) in homozygous. Male with G6PD A− demonstrated a higher frequency of severe malaria (OR=2.01, p=0.020) and strongly associated with previous malaria episodes (OR=2.35, p=0.004). When compared with G6PD wild type, male patients A− presented high platelet (p=0.009), lactate dehydrogenase (p<0.001) and direct bilirubin (p=0.045), while decreased in Gamma-Glutamyl transpeptidase (p=0.035). Both gender presented decreased of erythrocytes (p=0.002) (p=0.015), hemoglobin (p=0.017) (p=0.031) and hematocrit (p=0.013) (p=0.020), male and female, respectively. We observed decreased hemoglobin (p=0.018), hematocrit (p=0.014), platelets (p=0.003), reticulocyte count (p<0.001) and glucose level (p=0.031) among male patients in severe malaria with G6PD A− compared to severe malaria patients with wild type allele. Conclusion. These results reveal important roles for malaria s hemoglobin genotypes clinical patients outcomes, and studies are warranted to determine their involvement in severe malaria as well as it possible mechanism of action. In summary, few G6PD mutations studies were performed from Amazonian communities. Additional G6PD deficiency surveys in both these areas of high P. vivax endemicity would be valuable, particularly focused in areas of high population density. / Introdução. A compreensão da doença malária tem aumentado muito nos últimos anos. Apesar de décadas de pesquisa contra a doença, esta continua a ser um dos principais problemas de saúde pública. Um dos desafios na luta contra esta doença é avaliar suscetibilidade genética e decifrar os mecanismos envolvidos para utilizá-los como novos alvos contra a malária. Objetivo. Caracterizar molecularmente a Desidrogenase da Glicose 6-Fosfato (G6PD) e determinar o perfil de hemoglobinas em pacientes com Malária vivax de Manaus-AM. Metodologia. A caracterização molecular da G6PD foi realizada pelas técnicas de RFLP-PCR e q-RT-PCR em 162 pacientes. O perfil de hemoglobinas por cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) em 178 pacientes. Os achados clínicos, hematológicos e bioquímicos foram associados com as hemoglobinas variantes e as mutações para a G6PD na tentativa de identificar possíveis biomarcadores de gravidade clínica da malária vivax. Resultados. O perfil de hemoglobina apresentou 106 AA (92,7%), 09 AS (5.05%) e 04 AC (2.25%). Malária grave acometeu 25% em AC e 44.4% em AS. Diminuição significativa dos valores de Neutrófilos (p=0,019); VCM (p=0,004) e HCM (p=0,008) e aumento de Bastonetes (p=0,049) e Eosinófilos (p=0,046), ocorreram apenas nos pacientes AC. RDW apresentou elevado em ambos, AS (p=0,039) e AC (p=0,019) quando comparados AA. A parasitemia febril foi o evento clínico mais freqüente 92,30% nos pacientes AS/AC. A densidade parasitária foi menor nos AS (9.352,4±11.622,8) e AC (11.604,8±11.931,9 ), quando comparado com AA (32.431,6 ± 88.719,6), porém, sem significância estatística (p=0,854). O estudo molecular para G6PD demonstrou 15,85% (13/82) para as mutações 202A/376G (A-) concomitantemente nos homens e pela primeira vez descrita na Região Amazônica, a mutação 1003A (Chatham) em 6,10% (05/82), enquanto nas mulheres 11,25% (09/80) heterozigostas e 1,25% (1/80) homozigostas para a A-. Homens A- demonstraram associação significativa para malária grave (RR=2,01, p=0,020) e episódios anteriores de malária (RR=2,35, p=0,004), aumento de plaquetas (p=0,009), lactato desidrogenase (p<0,001) e bilirrubina direta (p=0,045) e diminuição da gama-glutamil transferase (p=0,035). Ambos os gêneros, homens e mulheres, apresentaram diminuição das hemácias (p=0,002) (p=0,015), hemoglobina (p=0,017) (p=0,031) e hematócrito (p=0,013) (p=0,020), respectivamente. Foi demonstrado decréscimos significativos para hemoglobina (p=0,018), hematócrito (p=0,014), plaquetas (p=0,003), reticulócitos (p<0,001) e glicose (p=0,031) entre homens A- com malária grave quando comparado com homnes normais para G6PD com malária grave. Conclusão. Acreditamos que com o aumento do número de participantes para o estudo do perfil de hemoglobina, conseguiremos aprofundar o conhecimento de como os seres humanos se adaptaram a esta terrível doença, enfatizando algumas hipóteses importantes para fornecer caminhos que levem a uma solução duradoura e até permanente para a Malária. Além disso, poucos estudos das mutações para G6PD foram realizados em comunidades amazônicas. Outras pesquisas sobre a deficiência de G6PD em áreas de alta endemicidade para P. vivax seria valioso, especialmente focado em áreas de alta densidade populacional.

Made available in DSpace on 2015-04-11T13:54:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brena de Lourdes Aguiar Lima.pdf: 1248497 bytes, checksum: d14922a8c86943653012f0ea3e3818cf (MD5) Previous issue date: 2013-04-08 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Plasmodium vivax threatens ~40% of the world s population, with a wide spectrum of asymptomatic to severe clinical manifestations. Glutathione S-transferase (GST) gene polymorphisms have been shown to influence their ability to reduce oxidative stress. Using molecular tools we identified and compared GSTM1, GSTT1 and GSTP1 gene polymorphism in 175 uncomplicated (n=118) and severe (n=57) vivax patients. There were no differences in the frequency of GST alleles between uncomplicated and severe malaria. Nevertheless, a comparison of biochemical and hematological parameters in severe malaria, we observed patients with GSTM1 double-deletion had more platelets (p<0.04) suggesting a decreased risk of thrombocytopenia. In addition, patients with single and/or double deletion of GSTT1 and GSTM1 also had a reduced risk for thrombocytopenia (p<0.045, p<0.026, respectively) compared to wild type allele. In contrast, individuals with GSTP1 heterozygous or homozygous A313G mutation had an increased risk of jaundice (p<0.034, p<0.022) and anemia as observed with decreased RBCs (p<0.008), hemoglobin (p<0.019) and hematocrit (p<0.008) levels in serum. Our results, not only indicate a direct influence of GST polymorphism on biochemical parameters but also its diagnostic potential in assessing disease progression during clinical malaria. / Plasmodium vivax acomete aproximadamente 40% da população mundial, com um amplo espectro de manifestações clínicas, desde formas assintomáticas a infecções graves. Polimorfismos nos genes da Glutationa S-transferase (GST) influenciam a capacidade das isoenzimas de reduzir o estresse oxidativo. Usando métodos moleculares nós identificamos e comparamos polimorfismos nos genes da GST em 175 pacientes com malária vivax não-grave (n=118) e grave (n=57). Não houve diferenças estatísticas nas freqüências alélicas das GSTs entre os pacientes com malária não grave e grave. No entanto, guando comparou-se os parâmetros bioquímicos e hematológicos no grupo com malária grave, observamos que pacientes com deleção no gene GSTM1 apresentaram maior contagem plaquetária (p˂0.04), sugerindo menor risco de trombocitopenia. Além disso, pacientes com deleção única e/ou dupla nos genes GSTT1 e GSTM1 demonstraram menor risco de desenvolverem trombocitopenia (p˂0.045, p˂0.026, respectivamente) em comparação com os pacientes portadores do genótipo selvagem. Em contraste, indivíduos com malária grave e portadores dos genótipos heterozigotos ou homozigotos para a mutação A313G no gene GSTP1 apresentaram maior risco de desenvolverem icterícia (p˂0.034, p˂0.022, respectivamente) e anemia, como demonstrado pelos menores níveis de hemácias (p˂0.008, p˂0.019, respectivamente) e hematócrito (p˂0.008). Nossos resultados não indicam apenas uma influência direta dos polimorfismos das GSTs nos parâmetros bioquímicos e hematológicos, mas também o seu potencial de avaliar a progressão da doença.

Submitted by Simone Souza (simonecgsouza@hotmail.com) on 2017-09-22T15:04:46Z No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Samantha Soares Ourives.pdf: 1603897 bytes, checksum: 16aacb8659dc1e9902e5038014c2c0ac (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-09-26T14:26:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Samantha Soares Ourives.pdf: 1603897 bytes, checksum: 16aacb8659dc1e9902e5038014c2c0ac (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-26T14:26:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Samantha Soares Ourives.pdf: 1603897 bytes, checksum: 16aacb8659dc1e9902e5038014c2c0ac (MD5) Previous issue date: 2014-04-25 / CNPq / A malária é uma das doenças parasitárias de maior importância global e é responsável pelas principais causas de morbidade e mortalidade nas áreas tropicais e subtropicais do mundo. Apesar dos esforços para o controle da infecção em diferentes áreas endêmicas, a malária continua em expansão, e as medidas tradicionais de controle da transmissão são pouco eficazes. A resposta imune na malária é complexa, e os mecanismos de ativação e regulação de linfócitos T e suas citocinas ainda são pouco compreendidos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a correlação da parasitemia com o número de plaquetas e leucócitos, e identificar e quantificar as subpopulações específicas de células Th1, Th2, Th17 e Treg, durante a infecção por P. vivax. Avaliando a parasitemia e o número de plaquetas, foi verificado que existe correlação negativa (p<0,0005) entre esses parâmetros e que, dependendo da quantidade de parasitas, os pacientes com malária vivax apresentavam um maior grau de plaquetopenia (p<0,0001). Avaliando o número de parasitas e de leucócitos totais, foi verificada ausência de correlação entre esses parâmetros em pacientes com malária vivax. Além disso, também não foi detectada alteração no número de leucócitos totais quando comparado aos controles sadios. Posteriormente, foi realizada, por meio de citometria de fluxo, a identificação e quantificação das subpopulações de células T: Th1 (CD3+CD4+IFN-γ+), Th2 (CD3+CD4+IL4+), Th17 (CD3+CD4+IL-17+), Treg (CD4+CD25+CD127-) e citotóxica (CD3+CD8+), em pacientes com malária vivax e em controles sadios após cultura de linfócitos previamente isolados do sangue periférico, para verificar a alteração do número dessas subpopulações de linfócitos pela infecção por P. vivax. O percentual da citocina IL-10 também foi avaliado nas células Treg (CD4+CD25+CD127-IL-10+). Os indivíduos infectados por P. vivax apresentaram percentual de células T citotóxica e Th1 aumentadas. Já o percentual de células Th2, Th17 e Tregs não apresentaram diferenças entre os grupos. Porém, o percentual de células Treg que produziam a citocina IL-10 estava aumentado em pacientes com malária vivax, quando comparado aos controles sadios. Finalmente, a avaliação do número de células T CD4+ e T CD8+, indicou que não houve diferenças entre a proporção desses linfócitos em controles sadios e nem durante o processo infeccioso induzido por P. vivax. Em conclusão, pacientes com malária vivax apresentam um aumento no número de células T citotóxicas, Th1 e de células Treg (CD4+CD25+CD127-) produtoras de interleucina-10, indicando que a infecção por P. vivax ativa células específicas que podem participar na imunorregulação contra esse parasita. / Malaria is a parasitic disease of major global importance and is responsible for leading causes of morbidity and mortality in tropical and subtropical areas of the world. Despite efforts to control the infection in different endemic areas, malaria continues to expand, and the traditional transmission control measures are ineffective. The immune response in malaria is complex, and the mechanisms of activation and regulation of T lymphocytes and their cytokines are still poorly understood. The objective of this study was to evaluate the correlation of parasitemia with the number of platelets and leukocytes, and identify and quantify specific subpopulations of Th1, Th2, Th17 and Treg cells in infection by P. vivax. Evaluating the parasitemia and the number of platelets was verified that there is a negative correlation (p<0,0005) between these parameters and that, dependent of the number of parasites, vivax malaria patients showed higher degree of thrombocytopenia (p<0,0001). Evaluating the number of parasites and total leukocytes was observed no correlation between these parameters in patients with vivax malaria. Moreover, it was also not detected change in the number of total leukocytes when compared to healthy controls. Subsequently, was performed by flow cytometry, identification and quantification of T cell subsets: Th1 (CD3+CD4+IFN-γ+), Th2 (CD3+CD4+IL4+), Th17 (CD3+CD4+IL-17+), Treg (CD4+CD25+CD127-) and cytotoxic (CD3+CD8+) in patients with vivax malaria and healthy controls after lymphocyte culture previously isolated from peripheral blood, to verify the change in the number of these subpopulations lymphocytes by infection with P. vivax. The percentage of IL-10 was also evaluated on Treg cells (CD4+CD25+CD127+IL-10). Individuals infected with P. vivax showed increased percentage of Th1 and cytotoxic T cells. The percentage of Th2, Th17 and Treg cells did not differ between groups. However, the percentage of Treg cells that produce IL-10 cytokine was increased in patients with vivax malaria compared to healthy controls. Finally, the evaluation of the number of CD4+ T and CD8+ T cells indicated that there were no differences between the proportion of these lymphocytes in healthy controls or during the infectious process induced by P. vivax. In conclusion, vivax malaria patients show an increase in the number of cytotoxic T cell, Th1 and Treg cells (CD4+CD25+CD127-) producers of interleukin-10, indicating that infection with P. vivax activate specific cells which can participate in the immunoregulation against this parasite.

Introdução - Interações complexas estão presentes entre a biodiversidade de mosquitos (Diptera, Culicidae) e as dinâmicas de transmissão de arbovírus e plasmódios que são agentes infecciosos que podem causar moléstias em humanos e outros animais. Objetivos - Aplicar método de distribuição potencial de habitats para mosquitos vetores de arbovírus e de plasmódios no Vale do Ribeira, sudeste do Estado de São Paulo, sub-região Serra do Mar da Mata Atlântica. Em escala local nessa região, relacionar a heterogeneidade espacial com a biodiversidade e esta com a dinâmica de transmissão de malária no Parque Estadual da Ilha do Cardoso. Métodos - Foram elaborados mapas de distribuição espacial dos vetores de arbovírus: Aedes serratus, Aedes scapularis e Psorophora ferox. Os mapas gerados para Anopheles cruzii, Anopheles bellator e Anopheles marajoara foram correlacionados com a distribuição espacial de malária. As correlações entre heterogeneidade espacial e biodiversidade de mosquitos foram estabelecidas com o emprego de modelos estatísticos de regressão. Foi elaborado modelo matemático para explicar o efeito da biodiversidade na transmissão de plasmódios. Resultados - As pessoas estão mais expostas às picadas de Ae. serratus, Ae. scapularis e Ps. ferox em áreas mais quentes e chuvosas. A correlação entre An. marajoara e o padrão espacial da malária foi positiva e significativa, enquanto que An. cruzii e An. bellator não foram importantes. Demonstrou-se que o aumento da heterogeneidade espacial está correlacionado, positivamente, com a biodiversidade de mosquitos. Níveis mais elevados de diversidade de mosquitos e de aves e mamíferos foram associados com risco menor de transmissão de plasmódios. Conclusões - A modelagem de distribuição potencial de habitats é uma ferramenta para a vigilância de vetores de arbovírus. Recomenda-se maior atenção ao An. marajoara que poderia ser vetor secundário de plasmódios em áreas abertas, naturais e desmatadas, da Mata Atlântica. A diversidade de plantas aumenta a heterogeneidade espacial e, esta pode ter efeito positivo à biodiversidade de mosquitos. Maiores diversidades de mosquitos, aves e mamíferos poderiam diminuir o número de picadas infectivas de An. cruzii. Pesquisas futuras sobre a epidemiologia dessas doenças deveriam incluir os seguintes temas: mudanças climáticas e arboviroses, heterogeneidade espacial e mosquitos, e biodiversidade e malária / Introduction - Complex interactions are present between biodiversity of mosquitoes (Diptera, Culicidae) and the dynamics of vector-borne arboviruses and malaria-parasites, which are infectious agents that can cause diseases in humans and other animals. Objectives - to apply habitat-suitability modelling for arboviral and malarial mosquito vectors in Vale do Ribeira, southeastern São Paulo state, sub-region of Serra do Mar of Atlantic Forest. In a local scale of this region, to relate the spatial heterogeneity with biodiversity and the role of this with dynamics of malarial transmission in the Parque Estadual da Ilha do Cardoso. Methods - Potential distribution maps were generated for the vectors of arboviruses, such as Aedes serratus, Aedes scapularis and Psorophora ferox. Distribution maps generated for Anopheles cruzii, Anopheles bellator and Anopheles marajoara were correlated with spatial distribution of human malaria. Regression models were applied to correlate the spatial heterogeneity with biodiversity of mosquitoes. It was elaborated a mathematical model to explain the effect of biodiversity on the transmission of Plasmodium. Results - People are more exposed to bites of Ae. serratus, Ae. scapularis and Ps. ferox in warmer and wetter areas. Correlations between An. marajoara and spatial pattern of malaria were positive and significant, while An. cruzii and An. bellator were not important. Spatial heterogeneity was positively associated with biodiversity of mosquitoes. Higher levels of biodiversity of both mosquitoes and vertebrates (birds and mammals) was associated with low risk of Plasmodium transmission. Conclusions - Habitat-suitability modelling is a tool for the surveillance of vector-borne arboviruses. It is recommended greater attention to An. marajoara which can be a potential secondary vector of Plasmodium parasites in natural or deforested open areas of the Atlantic Forest. Plant diversity could increase spatial heterogeneity which can be associated with higher mosquito diversity. Higher levels of mosquito, avian and mammalian diversities may decrease the number of infectious bites of An. cruzii. Future research on the epidemiology of malaria and arboviruses should include the following combinations of subjects: climate change and arboviruses, mosquito and spatial heterogeneity, and biodiversity and malaria

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / CHAPTER II: This study evaluated the influence of infection by Plasmodium vivax on the relations between hematological and biochemical variables and the osmotic stability of the erythrocyte membrane in a Brazilian Amazon population. A total of 72 patients with P. vivax malaria were included in the study and invited to return after 14 days, post treatment with chloroquine and primaquine, for clinical and laboratorial re-evaluations. The osmotic stability of the erythrocyte membrane was analyzed by non-linear regression of the dependency of the absorbance of hemoglobin, released with hemolysis, as a function of the salt concentration, and it was represented by the inverse of the salt concentration at the midpoint of the curve (1/H50) and by the variation of salt concentration, which promotes lysis (dX). Bivariate and multivariate methods were used in the analysis of the results. Prior to treatment of the disease, the erythrocytes showed greater stability, probably due to the natural selection of young and also more stable erythrocytes. The bivariate analysis showed that 1/H50 was positively correlated with red cell distribution width (RDW), urea, triglycerides, and very low-density lipoprotein (VLDL)-cholesterol, but negatively associated with albumin, HDL-cholesterol and indirect bilirubin, while dX was negatively associated with mean corpuscular hemoglobin concentration. These associations were confirmed by canonical correlation analysis. Stepwise multiple linear regression showed that albumin, urea, triglycerides and VLDLcholesterol are the variables with highest abilities of predicting the erythrocyte stability. The bivariate analysis also showed that the hematological index RDW was related to elevated levels of bilirubin and decreased levels of albumin and urea, associated with liver damage resulting from malaria. CHAPTER III: Studies in the Brazilian Amazon region, an endemic area for Plasmodium vivax, has been featured in the characterization of the mechanisms involved in the pathogenesis of infection by this species of Plasmodium. Intense inflammatory response and oxidative stress have been involved in the clinical complications of the disease. However, the exact role of oxidative stress responses in malaria disease is unclear, but certainly the combination of environmental, host and parasite factors are involved in susceptibility and severity of this disease. The present study aimed to evaluate the influence of genetic polymorphisms of the antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD1 A35C and SOD2 Ala16Val), glutathione peroxidase (GPx1 Pro197Leu), N5,N10- metilenetetrahydrofolate reductase (MTHFR C677T) and NADPH-quinone oxidoreductase (NQO1 C609T) on the oxidative stress responses in patients infected with P. vivax. An evaluation of redox markers profile was performed in 73 P. vivax infected patients at day 1 and day 14 after antimalarial therapy and 30 non-infected individuals. The genotyping of the polymorphic sites for enzymes were performed by PCR/RFLP methods. Associations between genotype and oxidative markers were analyzed by chi-square statistic with determination of relative risk and confidence intervals, adjusted for baseline factors that include gender. The distribution patterns of MTHFR C677T, GPx1 Pro197Leu and SOD2 Ala16Val genotypes is certainly due to the selective pressure that malaria has on human populations from endemic areas. P. vivax patients showed decrease in catalase (Cat) and GPx activities and total antioxidant capacity (TAC), as well as elevated levels of malondialdehyde (MDA) and allantoin. Regarding the polymorphisms, T allele carriers for MTHFR C677T SNP presented lower levels of AST, ALT and GGT, resulting from a possible protective effect against severe liver injury. Wild-type patients for GPx1 Pro197Leu SNP showed lower risk to develop thrombocytopenia. The SOD2 Ala16Val SNP was associated with decreased levels of MDA (reduced lipoperoxidation) and lower Cat and GPx activities. The GPx activity presented an inverse correlation with RDW, a hematological index that is a potential marker of erythropoietic and oxidative stress conditions. / CAPITULO II: Esse estudo avaliou a influência da infeção por Plasmodium vivax nas relações entre variáveis bioquímicas e hematológicas e a estabilidade de membrana de eritrócitos em uma população da Amazônia brasileira. Um total de 72 pacientes diagnosticados com P. vivax foram incluídos no estudo e convidados a retornar 14 dias após o tratamento com cloroquina e primaquina, para reavaliações clínicas e laboratoriais. A estabilidade osmótica da membrana do eritrócito foi analisada por regressão não-linear da dependência da absorbância de hemoglobina, liberada com a hemólise, em função da concentração de NaCl, e foi representada pelo inverso da concentração de sal no ponto médio da curva (1/H50) e pela variação da concentração de sal necessária para promoção de lise completa (dX). Métodos de estatística bivariada e multivariada foram utilizados na análise dos resultados. Antes do tratamento da doença, os eritrócitos apresentaram maior estabilidade, provavelmente devido à seleção natural de eritrócitos jovens e mais estáveis. A análise bivariada revelou que 1/H50 apresentou correlação positiva com RDW, ureia, triglicerídeos e VLDL, mas estava negativamente associado com albumina, HDL e bilirrubina indireta, enquanto dX apresentou correlação negativa com MCHC. Essas associações foram confirmadas por análises de correlação canônica. A regressão linear múltipla do tipo stepwise mostrou que albumina, ureia, triglicerídeos e VLDL representam um grupo de variáveis com melhor capacidade de predizer a estabilidade do eritrócito. A análise bivariada também mostrou que o índice hematológico RDW foi relacionado a elevados níveis de bilirrubina e diminuição dos níveis de albumina e ureia, em decorrência dos danos hepáticos provocados pela malária. CAPITULO III: Estudos na região amazônica brasileira, área endêmica para Plasmodium vivax, têm se concentrado na caracterização dos mecanismos envolvidos na patogênese da infecção por essa espécie de Plasmodium. Intensa reposta inflamatória e estresse oxidativo têm sido envolvidos nas complicações clínicas da doença. Entretanto, o papel exato do estresse oxidativo na doença malárica é incerto, mas a combinação de fatores do ambiente, do hospedeiro e do parasita está envolvida na susceptibilidade e severidade dessa doença. O presente estudo teve o objetivo de estudar a influência de polimorfismos genéticos das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD1 A35C e SOD2 Ala16Val), glutationa peroxidase (GPx1 Pro197Leu), N5,N10- metilenotetraidrofolato redutase (MTHFR C677T) e NADPH-quinona oxidoredutase (NQO1 C609T) na resposta do estresse oxidativo em pacientes infectados com P. vivax. Avaliação do perfil dos marcadores redox foi realizada em uma amostra de 73 pacientes infectados por P. vivax no dia 1 e dia 14 após tratamento com antimaláricos, e em 30 indivíduos não infectados. A genotipagem dos sítios polimórficos para as enzimas foi realizada pelo método da PCR/RFLP. Associações entre genótipo e marcadores oxidativos foram analisados pelo método do qui-quadrado com determinação dos riscos relativos e intervalos de confiança, ajustados para características básicas como gênero. A distribuição da frequência dos genótipos para MTHFR C677T, GPx1 Pro197Leu e SOD2 Ala16Val é certamente devida à pressão seletiva que a malária exerce nas populações em áreas endêmicas. Pacientes infectados apresentaram diminuição nas atividades enzimáticas de Cat e GPx e da capacidade antioxidante total (TAC), bem como níveis elevados de malondialdeído (MDA) e alantoína. Com relação aos polimorfismos, portadores do alelo T para a MTHFR C677T apresentaram níveis menores de AST, ALT e GGT, resultante de um possível efeito protetor contra o comprometimento hepático grave. Pacientes com genótipo selvagem para a GPx1 Pro197Leu mostraram menor risco de desenvolver trombocitopenia. A SOD2 Ala16Val foi associada à diminuição dos níveis de MDA (lipoperoxidação reduzida) e menor atividade enzimática de Cat e GPx. A atividade de GPx apresentou uma correlação inversa com o RDW, índice hematológico considerado potencial marcador de condições de estresse oxidativo e eritropoiético. / Doutor em Genética e Bioquímica

Introdução - Interações complexas estão presentes entre a biodiversidade de mosquitos (Diptera, Culicidae) e as dinâmicas de transmissão de arbovírus e plasmódios que são agentes infecciosos que podem causar moléstias em humanos e outros animais. Objetivos - Aplicar método de distribuição potencial de habitats para mosquitos vetores de arbovírus e de plasmódios no Vale do Ribeira, sudeste do Estado de São Paulo, sub-região Serra do Mar da Mata Atlântica. Em escala local nessa região, relacionar a heterogeneidade espacial com a biodiversidade e esta com a dinâmica de transmissão de malária no Parque Estadual da Ilha do Cardoso. Métodos - Foram elaborados mapas de distribuição espacial dos vetores de arbovírus: Aedes serratus, Aedes scapularis e Psorophora ferox. Os mapas gerados para Anopheles cruzii, Anopheles bellator e Anopheles marajoara foram correlacionados com a distribuição espacial de malária. As correlações entre heterogeneidade espacial e biodiversidade de mosquitos foram estabelecidas com o emprego de modelos estatísticos de regressão. Foi elaborado modelo matemático para explicar o efeito da biodiversidade na transmissão de plasmódios. Resultados - As pessoas estão mais expostas às picadas de Ae. serratus, Ae. scapularis e Ps. ferox em áreas mais quentes e chuvosas. A correlação entre An. marajoara e o padrão espacial da malária foi positiva e significativa, enquanto que An. cruzii e An. bellator não foram importantes. Demonstrou-se que o aumento da heterogeneidade espacial está correlacionado, positivamente, com a biodiversidade de mosquitos. Níveis mais elevados de diversidade de mosquitos e de aves e mamíferos foram associados com risco menor de transmissão de plasmódios. Conclusões - A modelagem de distribuição potencial de habitats é uma ferramenta para a vigilância de vetores de arbovírus. Recomenda-se maior atenção ao An. marajoara que poderia ser vetor secundário de plasmódios em áreas abertas, naturais e desmatadas, da Mata Atlântica. A diversidade de plantas aumenta a heterogeneidade espacial e, esta pode ter efeito positivo à biodiversidade de mosquitos. Maiores diversidades de mosquitos, aves e mamíferos poderiam diminuir o número de picadas infectivas de An. cruzii. Pesquisas futuras sobre a epidemiologia dessas doenças deveriam incluir os seguintes temas: mudanças climáticas e arboviroses, heterogeneidade espacial e mosquitos, e biodiversidade e malária / Introduction - Complex interactions are present between biodiversity of mosquitoes (Diptera, Culicidae) and the dynamics of vector-borne arboviruses and malaria-parasites, which are infectious agents that can cause diseases in humans and other animals. Objectives - to apply habitat-suitability modelling for arboviral and malarial mosquito vectors in Vale do Ribeira, southeastern São Paulo state, sub-region of Serra do Mar of Atlantic Forest. In a local scale of this region, to relate the spatial heterogeneity with biodiversity and the role of this with dynamics of malarial transmission in the Parque Estadual da Ilha do Cardoso. Methods - Potential distribution maps were generated for the vectors of arboviruses, such as Aedes serratus, Aedes scapularis and Psorophora ferox. Distribution maps generated for Anopheles cruzii, Anopheles bellator and Anopheles marajoara were correlated with spatial distribution of human malaria. Regression models were applied to correlate the spatial heterogeneity with biodiversity of mosquitoes. It was elaborated a mathematical model to explain the effect of biodiversity on the transmission of Plasmodium. Results - People are more exposed to bites of Ae. serratus, Ae. scapularis and Ps. ferox in warmer and wetter areas. Correlations between An. marajoara and spatial pattern of malaria were positive and significant, while An. cruzii and An. bellator were not important. Spatial heterogeneity was positively associated with biodiversity of mosquitoes. Higher levels of biodiversity of both mosquitoes and vertebrates (birds and mammals) was associated with low risk of Plasmodium transmission. Conclusions - Habitat-suitability modelling is a tool for the surveillance of vector-borne arboviruses. It is recommended greater attention to An. marajoara which can be a potential secondary vector of Plasmodium parasites in natural or deforested open areas of the Atlantic Forest. Plant diversity could increase spatial heterogeneity which can be associated with higher mosquito diversity. Higher levels of mosquito, avian and mammalian diversities may decrease the number of infectious bites of An. cruzii. Future research on the epidemiology of malaria and arboviruses should include the following combinations of subjects: climate change and arboviruses, mosquito and spatial heterogeneity, and biodiversity and malaria

Thesis (Ph. D.)--Uniformed Services University of the Health Sciences, 2005. / Typescript (photocopy).