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Enfermedades Infecciosas y Microbiología 2005 Volumen 25, Numero 2, abril-junio |
Identificación de antígenos de larvas de Tæniasolium reconocidos por inmunoglobulinas humanas
en suero y líquido cefalorraquídeo de individuos infectados
RA Dominguez Lopez, JA Kassab Hernandez, SR Roblero Ochoa, M Gonzalez Gomez
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RESUMEN |
ABSTRAC |
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La cisticercosis es una enfermedad causada por la presencia de larvas de Tnia solium, que afecta sobre todo al hombre y al cerdo. Su localización en el sistema nervioso central en los humanos es causa de la enfermedad denominada neurocisticercosis.
Esta enfermedad tiene una gran importancia socioeconómica debido a que el 75% de los pacientes pierden su capacidad para trabajar tan pronto como se presentan los primeros síntomas. Cálculos hechos de costos de cuidados médicos, como hospitalización, quimioterapia, neurocirugía y tomografía computarizada, demuestran que durante 1986, en México se gastaron $14.5 millones de dólares para tratar únicamente 2 700 nuevos casos hospitalizados.
Por otra parte, el diagnostico se ha visto facilitado por la tomografía axial computarizada, pero su utilización es restringida debido a su costo. En los últimos anos, el avance en la sensibilidad y especificidad de los métodos serologicos, junto al estudio de la relación huésped-parasito, han permitido ofrecer mejores perspectivas para el diagnostico, control y vigilancia epidemiológica en las poblaciones humanas en riesgo.
En el presente trabajo se identificaron por medio de las técnicas de electroforesis en acrilamida y la inmunoelectrotransferencia, los antigenos de larvas de Tnia solium de pesos moleculares bajos (15 y 20 kDa), los cuales fueron reconocidos específicamente por las clases de inmunoglobulinas IgG e IgE presentes en el suero y liquido cefalorraquideo de individuos con cisticercosis confirmada.
Palabras clave: Tnia solium, electroforesis, cisticercosis |
Cisticercosis is a disease caused by the presence of larvae of Tnia solium affecting mainly humans and pig. Its location in the human central nervous systems causes a disease known as neurocisticercosis. This illness has a great socioeconomical impact due to about 75% of the patients lose the capability to work as soon as the .rst simptoms appear.
Cost estimates of medical care such as hospitalization, chemotheraphy, neurosurgery an CT scan showed that 14.5 million dollars were expended in Mexico during 1986 to only treat 2 700 new hospitalized patients.
On the other hand, diagnosis has been facilitated the use of CT scan, but its use is restricted by its cost. In the last years, the advance in sensitivity and speci.city of serological methods altogether of the relationship host-parasite have allowed to offer a better perspective in diagnosis, control and epidemiological monitoring of human population at risk.
In the present work, antigens of low molecular weight (15 and 20 kDa) Tnia solium larvae by means of electrophoresis in acrilamida and inmunoelectrotransferency were identi.ed. The antigens were speci.cally recognized be means of IgG and IgE inmunoglobulins present in the serum and cerebrospinal .uid of individual with con.rmed cisticercosis.
Key words: Tnia solium, electrophoresis, cisticercosis
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Introducción
La cisticercosis humana es una enfermedad parasitaria que ocurre como consecuencia de las infeccion por el estado larvario de Tnia solium, la cual se produce cuando el hombre se convierte en forma accidental en el huesped intermediario de dicho cestodo. El parasito tiene una predisposicion particular para afectar el sistema nervioso central y condicionar una enfermedad pleomor.ca denominada neurocisticercosis, que representa una patologia neurologica comun asi como un problema de salud publica en diferentes paises de America Latina, Africa y Asia.1 Por otra parte, el aumento reciente en el turismo, los grandes movimientos de refugiados y la inmigracion masiva de individuos provenientes de areas endemicas ha condicionado un aumento en la frecuencia de la neurocisticercosis en paises desarrollados, donde esta entidad era considerada una rareza en las ultimas decadas.2
Los costos de cuidados medicos como hospitalizacion, quimioterapia, neurocirugia y tomografia computarizada demuestran que en Mexico se gastaron $14.5 millones de dolares durante 1986 para tratar unicamente 2 700 nuevos casos hospitalizados con esta enfermedad. Mas aun, la cisticercosis porcina es considerada un grave azote economico debido al decomiso de carne infectada. En 1980, alrededor de $34 millones de dolares se perdieron en Mexico por este motivo: el equivalente de 68.5% de las inversiones en la produccion de ganado porcino.2
Material y métodos
Se obtuvieron muestras de 12 sueros y 9 liquidos cefalorraquideos de personas con cisticercosis cerebral confirrmada mediante la tomografia axial computarizada por medio de punción venosa y cefalorraquidea, en hospitales y con el consentimiento de las personas afectadas. Como controles negativos se obtuvieron 3 líquidos cefalorraquideos y 12 muestras de sueros humanos sin antecedentes de cisticercosis; 11 sueros humanos con otras parasitosis (ascariasis, amibiasis, unicnariasis, oncocercosis y malaria), confirmados por medio de los examenes diagnosticos de rutina. Todas las muestras fueron conservadas en timerosal al 0.01% y congeladas a .60¨¬ C hasta su uso.
Para la preparacion del antigeno de larvas de T©¡nia solium se utilizaron cisticercos que fueron obtenidos, por disección, de los músculos de cerdos infectados, y guardados a 60°C hasta su uso. El extracto total fue preparado por homogenización en vidrio ( potter) de los cisticercos completos, con una solución amortiguadora de fosfatos (PBS) de pH 7.2. Esta preparación antigenica fue utilizada para demostrar los anticuerpos presentes en el suero de los individuos infectados.
La identificación de los antigenos de Taenia solium por las inmunoglobulinas de pacientes infectados se llevo a cabo mediante la electroforesis en geles de acrilamida (SDS-PAGE) al 12%, siguiendo la técnica descrita por Laemi y modi.cada por Studier para geles en placa,3 y la inmunoelectroforesis IET descrita por Towing et al.
Se corrieron marcadores de pesos moleculares como la B galactosidasa (116 kDa), fosforilasa B (97 kDa), albumina serica bovina (67 kDa), ovoalbumina (43 kDa), anhidrasa carbonica (30 kDa) y lisozima (15kDa), con el .n de establecer una comparación de las movilidades electroforeticas relativas de las proteínas del extracto antigenico con las proteínas con pesos moleculares conocidos.6 Las proteínas del extracto antigenico transferidas al papel de nitrocelulosa fueron probadas contra los sueros y líquidos cefalorraquideos de los pacientes con cisticercosis, así como contra los de otros individuos con otras parasitosis y sueros humanos normales.
Se identificó el numero y posición de las bandas reveladas en cada tira y se hicieron patrones para cada isotipo de inmunoglobulinas para su análisis y comparación posterior, entre el grupo de muestras de los individuos con cisticercosis y el grupo control.
Resultados
El análisis de la imagen del numero de bandas proteicas en el extracto crudo de cisticerco se obtuvo por medio de las técnicas de SDS-PAGE y la tincion para proteínas de azul de Coomasie. Esta imagen mostró un complejo patron de aproximadamente 30 bandas de proteínas.
Utilizando un suero control positivo en combinación con un conjugado antigammaglobulina humana total, el patrón de reconocimiento fue muy similar al obtenido anteriormente, excepto por una banda proteica de 45 kDa, la cual fue tenida intensamente por el colorante, pero pobremente reconocida por el suero positivo (Figura 1).
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Figura 1 Carril 1-2: suero control (+) Carril 3-5: extracto antigeno Carril 6: Pesos moleculares conocidos |
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Reconocimiento de antigenos por la inmunoglobulina G Todos los sueros de los individuos con cisticercosis presentaron anticuerpos de la clase IgG, los cuales reconocieron antigenos con pesos moleculares relativos entre los 15 y 220 kDa.
Esta inmunoglobulina fue la que reconoció el mayor numero de bandas antigenicas (30 bandas), en comparación con los otros tipos de inmunoglobulinas. El mayor numero de bandas compartidas por los sueros de los individuos con cisticercosis, se presento en la región de aproximadamente 100-59 kDa; por debajo de los 50 kDa se observan 5 bandas de 30, 29, 28, 20 y 15 kDa que fueron las mas reconocidas.
En relación con el reconocimiento inespecífico, los sueros de las personas con diferentes parasitosis y los sueros humanos normales presentaron reacciones cruzadas con diferentes intensidades. Aunque el numero de bandas reconocido por los sueros con diferentes parasitosis fue menor que en el grupo de las personas con cisticercos, en conjunto logran identificar la mayoría de los antigenos reconocidos por los sueros de los pacientes cisticercosos. El suero que mas reacciones cruzadas presento corresponde al de una persona con oncorcercosis, y fue el unico del grupo control negativo que reconoció el antigeno de peso molecular de 20 kDa.
Los antigenos espeíficos que no fueron reconocidos por los sueros controles negativos correspondieron a los antigenos de 20 y 15 kDa en la región de pesos moleculares bajos (Figura 2).
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Figura 2 Carril 1-13: Pacientes con cisticercosis Carril 14: Conjugado anti IgG Carril 15: sustrato Carril 16-20: Sueros de pacientes con otras paracitosis Carril 21-24: Sueros humanos normales |
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El patrón de reconocimiento de la IgG en los líquidos cefalorraquideos de las personas con cisticercosis presento una distribución semejante a la obtenida en sueros. Los antigenos que fueron detectados con mayor intensidad corresponden a los 68, 45 y 35 kDa, los cuales fueron reconocidos por la totalidad de los controles negativos; los antigenos de pesos moleculares bajos de 15 y 20 kDa fueron reconocidos únicamente por 5 de los 9 líquidos cefalorraquideos de personas positivas a cisticercosis, y por ninguno de los líquidos de las personas negativas (Figura 3).
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Figura 3 Carril 1-9: Pacientes con cisticercosis Carril 10-12: controles negativos |
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Reconocimiento de antigenos por la inmunoglobulina M Esta inmunoglobulina revelo un patrón de respuesta heterogenea de los sueros de las personas con cisticercosis y reconoció un total de 13 bandas antigenicas, la mayoría con pesos moleculares relativos entre los 90-30 kDa. Esta inmunoglobulina fue la que reconoció menor numero de bandas antigenicas, muchas de ellas de manera muy sutil, y la que presento el mayor fondo en los inmunorrevelados, lo que dificultó su comparación.
El patron de reconocimiento por esta inmunoglobulina en el liquido cefalorraquideo de las personas con cisticercosis revelo una imagen con nueve bandas reconocidas entre los 90-30 kDa de peso molecular relativo. Este patrón fue idéntico al observado en los sueros analizados.
Reconocimiento de antigenos por la inmunoglobulina A El patrón del extracto antigenico demostrado por la inmunoglobulina A en los sueros de las personas con cisticercosis revelo 18 bandas, la mayoría localizadas entre los 90-30 kDa. En esta región, esta inmunoglobulina presento un reconocimiento antigenico prácticamente similar, tanto en numero como en intensidad de bandas, entre los sueros negativos y en los sueros de los pacientes cisticercosos.
El reconocimiento de los antigenos del cisticerco por la inmunoglobulina A en los líquidos cefalorraquideos de los individuos con cisticercosis, fue similar en lo general a lo obtenido en los sueros probados, ya que reconocieron el 90% de los antigenos correspondientes.
Reconocimiento de antigenos por la inmunoglobulina E Esta inmunoglobulina reconoció 17 antigenos, distribuidos entre los 120 y 15 kDa de peso molecular relativo; en la región de 67-120 kDa se observaron por la mayoría de los sueros de pacientes cisticercosos.
Las diferencias importantes se observaron en la región de los pesos moleculares bajos, donde fueron revelados dos antigenos de pesos moleculares
de 20 y 15 kDa, los cuales no fueron reconocidos por los sueros humanos normales o con otras parasitosis. Una observación importante fue que los sueros de los individuos oncocercosos, a pesar de que reconocen las bandas inespecíficas con mayor intensidad que los otros sueros control, no logran reconocer estos antigenos de peso molecular bajo, por lo que se considera que son específicos (Figura 4).
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Figura 4 Carril 1-13: Pacientes con cisticercosis Carril 14: Conjugado anti IgG Carril 15: sustrato Carril 16-20: Sueros de pacientes con otras paracitosis Carril 21-24: Sueros humanos normales |
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El patrón de reconocimiento de la IgE, en los líquidos cefalorraquideos, es muy semejante al obtenido con los sueros probados en la región de 120-35 kDa, contrariamente a lo encontrado en los sueros; debajo de esta zona no fue posible observar ningún antigeno revelado (Figura 5).
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Figura 5 Carril 1-9: Pacientes con cisticercosis Carril 10-12: Grupo control |
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Discusión
En este estudio, el porcentaje de pacientes confirmados con cisticercosis que poseían anticuerpos anticisticerco fue de 100%; algunos estudios previos reportan el 44% de positividad utilizando la inmunoelectroforesis;7 otros señalan una positividad de 79 mediante la prueba de ELISA,8 el 77% en los sueros y un 50% en los líquidos cefalorraquideos, mediante la prueba de ELISA.9 Sin embargo, las diferencias de la población bajo estudio, así como las técnicas utilizadas y el mayor poder de resolución de la inmunoelectrotransferencia, podrían explicar estas diferencias.
Por otra parte, los anticuerpos presentes en los sueros utilizados como controles negativos reaccionaron inespecificamente con algunos antigenos de larvas de Taenia solium, especialmente en la region comprendida entre los 90 y 35 kDa. Esto puede deberse a que los donantes de estos sueros y líquidos cefalorraquideos pudieron haber tenido infecciones bacterianas y parasitarias que dieron lugar a las reacciones cruzadas. Lo anterior fue con.rmado por el reconocimiento de los mismos antigenos, por las muestras analizadas de los pacientes con diferentes parasitosis.
Esta situacion con.rma la teoria de que para la supervivencia en los huéspedes susceptibles, los parásitos sintetizan antigenos filogeneticamente muy conservados e inespecíficos a .n de distraer la respuesta inmune de los huéspedes. Este hecho, por otro lado, es comun en las pruebas inmunologicas de gran sensibilidad, de ahí la importancia de reconocer los antigenos específicos de cada uno de los parásitos estudiados.
En este estudio se encontraron dos antigenos inmunodominantes con pesos moleculares de 68 y 45 kDa. Asi, se observo que todos los individuos estudiados presentaron anticuerpos detectables contra ellos y que además indujeron la producción de mas de un tipo de inmunoglobulina.
Un estudio mas reporto la presencia de un polipeptido de peso molecular de 81 kDa que es reconocido por anticuerpos IgE.10 En el presente estudio fue posible observar un antigeno de las mismas características y con un peso molecular muy semejante (110 kDa). Durante los últimos anos, varios estudios inmunologicos han enfatizado la importancia de esta inmunoglobulina en las infecciones por parasitos y el papel que juega para el reconocimiento específico de ellos. Por otra parte, estudios previos también indican que la mayor especificidad de los antigenos parasitarios reside en los pesos moleculares bajos. No es sorprendente, así, que la mayor especificidad encontrada en este estudio resida en los pesos moleculares bajos (20 y 15 kDa) reconocidos tanto por la IgE como por la IgG.
La baja sensibilidad de las inmunoglobulinas en los líquidos cefalorraquideos hacia los antigenos de peso molecular bajo, puede ser atribuible a su baja concentración. Es sabido que en este liquido, la concentracion de las inmunoglobulinas y de las proteínas en generales es mucho menor que en el suero (0.14-0.45 g/l en el liquido cefalorraquideo en comparación de 0.7.17 g/100 ml de gammaglobulinas en el suero),11 de tal suerte que las presentes, o la gran mayoría de ellas, están dirigidas hacia los antigenos inespecíficos pero al mismo tiempo inmunodominantes.
Esto no quiere decir que no existan, pero si que su detección ofrece dificultades. A pesar de esto, la inmunoglobulina G, predominante por su concentración normal en los sueros y su amplio reconocimiento de los antigenos de larvas de Taenia solium, detecto en 5 de 9 líquidos cefalorraquideos los antigenos de 15 y 20 kDa. En otro estudio se reporto 94% de positividad en pacientes con cisticercosis utilizando el radioinmunoensayo; sin embargo, las reacciones cruzadas alcanzaron 30%.
Referencias
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5. Gong A, Postel W et al. Horizontal SDS electrophoresis in ultrathin pore-gradiente gels for the analysis of urinary proteins. Science Tools 1985; 32: 1
6. Cabrera ZM, Cooper RM, Parkhouse. Differential recognition patterns of human inmunoglobulin classes to antigens of Onchocerca gibson. Trop Med Parasit 1986; 37
7. Flisser A, Perez M, Larralde C. The immunology of human and animal cysticercosis: a review. Bull WHO 1979; 57: 839-856
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9. Tellez G, Ramos E et al. Detection of Cysticercus cellulosae antigens in cerebrospinal fluid by dot enzyme linked immunosorbent assay (DOT ELISA) and standard ELISA. Am J Trop Med 1987; 37: 169-173
10. Grols M, Estrada J et al. Antigen-antibody analysis in neurocysticercosis. J Parasit 1985; 7 (14) 433-442
11. Harrison. Principles of Internal Medicine. Isselbacher. Adams. Braunwald, Petersrdorf and Wilson McGraw-Hill 323-327
12. Mohammad I, Heiner D et al. Enzymelinked immunosorbent assay for the diagnostic of cerebral cysticercosis. Journal of Clinical Microbiology 1984; 20: 775-779