Plasmodium falciparum, Fondo, Ciclo de vida del Plasmodium, Patogenesia, Aspecto microscópico, El Plasmodium falciparum genoma, La influencia de P. falciparum en el genoma humano, Vectores conocidos, Orígenes y evolución, Tratamiento, Vacunación

Plasmodium falciparum es un protozoo parásito, una de las especies de Plasmodium de que causa la malaria en los seres humanos. Se transmite por el mosquito Anopheles hembra. La malaria causada por esta especie es la forma más peligrosa de malaria, con la mayor tasa de complicaciones y mortalidad. En 2006, se estimaba que había 247 millones de infecciones de malaria humana. Es mucho más frecuente en el África subsahariana que en otras regiones del mundo, en la mayoría de los países africanos, más del 75% de los casos se debieron a P. falciparum, mientras que en la mayoría de los otros países con transmisión de la malaria, otros, menos virulenta plasmodial Predominan las especies. Casi todas las muertes de malaria es causada por P. falciparum.

Fondo

La malaria es causada por una infección por protozoos del género Plasmodium. El nombre de la malaria, del italiano mala aria, que significa "mal aire", proviene de la relación sugerida por Giovanni Maria Lancisi de la malaria con los vapores tóxicos de los pantanos. El nombre de la especie proviene de la hoz del latín, que significa "hoz" y parere que significa "dar a luz". El propio organismo fue visto por primera vez por Laveran en 06 de noviembre 1880 en un hospital militar en Constantina, Argelia, cuando descubrió un exflagellating microgametocito. Patrick Manson hipótesis de que los mosquitos podían transmitir la malaria. Este hipótesis fue confirmada experimentalmente de forma independiente por Giovanni Battista Grassi y Ronald Ross en 1898 - Grassi propuso una etapa exerythrocytic en el ciclo de vida, más tarde confirmada por Short, Garnham, Covell y trama de seda, que encontró Plasmodium vivax en el hígado humano.

En todo el mundo, la malaria es la enfermedad parasitaria más importante de los seres humanos, y se cobra la vida de más niños en todo el mundo que cualquier otra enfermedad infecciosa. Desde 1900, la zona del mundo expuestas a la malaria se ha reducido a la mitad, sin embargo, dos mil millones de personas más están expuestos actualmente. La morbilidad, así como la mortalidad, es sustancial. Las tasas de infección en los niños en zonas endémicas son del orden de 50%: infección crónica se ha demostrado para reducir las puntuaciones escolares hasta en un 15%. Reducción de la incidencia de la malaria coincide con el aumento de la producción económica.

Mientras que no hay vacunas eficaces para alguno de los seis o más especies que causan la malaria humanos, las drogas se han utilizado durante siglos. En 1640, Huan del Vego empleado por primera vez la tintura de la corteza de quina para el tratamiento de la malaria, los indígenas de Perú y Ecuador habían estado usando incluso antes para el tratamiento de las fiebres. Thompson presentó este "'corteza de los jesuitas" a Inglaterra. Su primer uso registrado se produjo por el Dr. John Metford de Northampton en 1656, - Morton presentó la primera descripción detallada del cuadro clínico de la malaria y de su tratamiento con quina. Gize estudió la extracción del cristalino quinina de la corteza de la quina, y Pelletier y Caventou en Francia extrajo alcaloides de quinina pura, que llamaron la quinina y cinconina.

Ciclo de vida del Plasmodium

El ciclo de vida de todas las especies de Plasmodium es complejo. La infección en los seres humanos comienza con la picadura de un mosquito Anopheles hembra infectado. Los esporozoitos liberados de las glándulas salivares del mosquito entran en el torrente sanguíneo durante la alimentación, de forma rápida invasión de las células del hígado. Los esporozoitos se eliminan de la circulación a los 30 minutos. Durante los siguientes 14 días en caso de P. falciparum, los parásitos del hígado en etapa diferencian y se someten a la multiplicación asexual, el resultado de decenas de miles de merozoitos que estallan en el hepatocito. Merozoitos individuales invaden las células rojas de la sangre y se someten a una ronda adicional de la multiplicación, la producción de 12-16 merozoitos dentro de un esquizonte. La duración de esta fase eritrocítica del ciclo de vida del parásito depende de la especie del parásito: ciclo irregular para P. falciparum, 48 horas para P. vivax y P. ovale, 72 horas y para P. malariae. Las manifestaciones clínicas de la malaria, la fiebre y escalofríos, están asociados con la ruptura de los eritrocitos síncrono infectados. Los merozoitos liberados van a invadir eritrocitos adicionales. No todos los merozoitos dividen en esquizontes, algunos se diferencian en formas sexuales, los gametocitos masculino y femenino. Estos gametocitos son absorbidos por un mosquito Anopheles hembra durante una comida de sangre. Dentro del intestino medio del mosquito, el gametocitos masculinos se somete a una división nuclear rápido, produciendo ocho microgametos flagelados que fertilizan la macrogameto hembra. Los atraviesa ookinete resultantes de la pared intestino del mosquito y se enquista en el exterior de la pared del intestino como un ooquiste. Pronto, los ooquistes se rompe, liberando cientos de esporozoitos en la cavidad del cuerpo del mosquito, donde eventualmente migran a las glándulas salivales de mosquitos.

Patogenesia

Plasmodium falciparum causa la malaria severa a través de una propiedad distintiva no compartida por ningún otro malaria humana, el de secuestro. Dentro de la etapa asexual ciclo de la sangre 48 horas, las formas maduras cambian las propiedades de la superficie de las células rojas de la sangre infectadas, haciendo que se adhieren a los vasos sanguíneos. Esto conduce a la obstrucción de la microcirculación y los resultados en la disfunción de múltiples órganos, típicamente el cerebro en la malaria cerebral.

Aspecto microscópico

Entre los profesionales de la medicina, el mejor método para el diagnóstico de la malaria y determinar qué especies de Plasmodium están causando la infección es mediante el examen de un frotis de sangre bajo el microscopio en un laboratorio. Cada especie tiene características físicas distintivas que son evidentes bajo un microscopio. En P. falciparum, sólo trofozoítos primeros y los gametocitos se observan en la sangre periférica. Es raro ver trofozoítos maduros o esquizontes en frotis de sangre periférica, ya que estos suelen ser secuestradas en los tejidos. Los eritrocitos parasitados no se agrandan, y es común para ver las células con más de un parásito dentro de ellos. En ocasiones, tenues, puntos rojos, coma en forma llamados "puntos de Maurer" se ven en la superficie de glóbulos rojos. Los puntos en forma de coma también pueden aparecer como manchas en forma de pera.

El Plasmodium falciparum genoma

En 1995, un consorcio, el proyecto del genoma malaria, se creó la secuencia del genoma de P. falciparum. El genoma de la mitocondria se informó en 1995, que de el plástido no fotosintética conocido como el apicoplasto en 1996, y la secuencia de la primera cromosoma nuclear en 1998 - La secuencia del cromosoma 3 se informó en 1999, y la totalidad del genoma el 3 de octubre 2002. Datos del genoma anotado ahora pueden ser plenamente analizados en varios recursos de bases de datos, incluyendo la UCSC Genome Browser Malaria, PlasmoDB y GeneDB. El ~ 24 megabase genoma es extremadamente rico en AT y está organizado en 14 cromosomas: se han descrito poco más de 5.300 genes.

La influencia de P. falciparum en el genoma humano

La presencia del parásito en las poblaciones humanas causada selección en el genoma humano en una multitud de formas, como los seres humanos se han visto obligados a desarrollar la resistencia a la enfermedad. Remolacha, un médico que trabaja en Rhodesia del Sur en 1948, el primero en sugerir que la enfermedad drepanocítica podría ofrecer cierta protección a la malaria. Esta sugerencia fue reiterado por JBS Haldane en 1949, que sugirió que la talasemia podría proporcionar una protección similar. Esta hipótesis ha sido confirmada y se ha extendido a la hemoglobina C y hemoglobina E, anormalidades en ankyrin y espectrina, en la deficiencia de deshidrogenasa glucosa-6-fosfato y la deficiencia de piruvato quinasa, la pérdida del antígeno Gerbich y el antígeno Duffy de los eritrocitos, talasemias y las variaciones en las clases principales de histocompatibilidad complejos 1 y 2 y CD32 y CD36.

P. falciparum y la anemia de células falciformes

 Más información: La resistencia genética a la malaria

Las personas con anemia de células falciformes o el rasgo de células falciformes no han reducido la parasitemia en comparación con los individuos salvajes con tipo de la proteína de la hemoglobina en los glóbulos rojos. Los estudios han demostrado que estas desviaciones genéticos de la hemoglobina de los estados normales proporcionan protección contra el parásito letal que causa la malaria.

De los cuatro parásitos de la malaria, P. falciparum causa la forma más grave y médicamente grave. La malaria es común en países tropicales, con una incidencia de 300 millones de dólares por año y una tasa de mortalidad entre 1 y 2 millones de dólares por año. Aproximadamente el 50% de todas las infecciones de malaria es causada por P. falciparum. Tras la infección a través de la picadura de un mosquito Anofeles infectado, esporozoitos devastar el cuerpo humano por primera infectar el hígado. Mientras que en el hígado, los esporozoitos experimentan un desarrollo asexual y los merozoitos se liberan en el torrente sanguíneo. Los trofozoítos desarrollar aún más y se reproducen al invadir las células rojas de la sangre. Durante el ciclo de reproducción, Plasmodium falciparum produce hasta 40.000 merozoitos en un día. Otros esporozoos sanguíneos, tales como Plasmodium vivax y Plasmodium ovale y Plasmodium malariae que infectan al hombre y causar malaria no tienen un ciclo tan productivo para invasión. El proceso de ruptura de glóbulos rojos no tiene ningún síntoma, sin embargo, la destrucción de las células no causa anemia, ya que la médula ósea no puede compensar el daño. Cuando las células rojas de la sangre ruptura, desechos hemozoína causan la liberación de citoquinas, escalofríos, y fiebre.

Plasmodium falciparum trofozoítos desarrollan perillas pegajosas en las células rojas de la sangre, que a continuación, se adhieren a las células endoteliales en los vasos sanguíneos, eludiendo así la holgura en el bazo. La naturaleza adhesiva adquirida de las células rojas de la sangre puede causar la malaria cerebral cuando las células secuestradas prevenir la oxigenación del cerebro. Los síntomas de la malaria cerebral incluyen alteración de la conciencia, convulsiones, trastorno neurológico, y coma. Complicaciones adicionales de Plasmodium falciparum malaria inducida incluyen inmunosupresión avanzada.

Las personas que tienen el rasgo de células falciformes y anemia de células falciformes son privilegiados porque han cambiado las perillas pegajosos. La investigación realizada por el cólera, R., Brittain, N., Gillrie, M. et al. ha demostrado que la parasitemia, porque los merozoitos de cada especie de parásitos que causan la malaria invaden los glóbulos rojos de sangre en tres etapas: contacto, unión, y la endocitosis. Las personas que sufren de anemia falciforme han deformado las células rojas de la sangre que interfieren con la fase de apego y el Plasmodium falciparum, y las otras formas de malaria tienen problemas con la endocitosis.

Estos individuos han reducido la unión en comparación con las células rojas de la sangre con la hemoglobina que funciona normalmente debido a las distintas interacciones de proteínas. En circunstancias normales, los merozoitos entran en las células rojas de la sangre a través de dos PfEMP-1 interacciones proteína-dependientes. Estas interacciones promueven la respuesta inflamatoria malaria asociada con síntomas de escalofríos y fiebre. Cuando se deterioran estas proteínas, como en los casos de células falciformes, los parásitos pueden no sufrir interacciones cytoadherance y no puede infectar a las células; individuos célula-anémicos por lo tanto, la hoz y de los individuos que llevan el rasgo de células falciformes tienen cargas más bajas de parásitos y el tiempo más corto para los síntomas que los individuos que expresan rojo normales células de la sangre.

Los individuos con anemia de células falciformes también pueden experimentar en gran medida redujo los síntomas de la malaria Plasmodium falciparum trofozoítos porque no pueden unirse a la hemoglobina con el fin de formar las perillas pegajosas. Sin complejos de unión mando, lo cual es una característica exclusiva de Plasmodium falciparum, las células rojas de la sangre no se adhieren a las paredes endoteliales de los vasos sanguíneos, y las personas infectadas no presentan síntomas, como la malaria cerebral.

Muchos se preguntarán por qué la selección natural no ha eliminado anemia de células falciformes. La respuesta se encuentra dentro respuestas generadas por el cólera, R., Brittain, N., Gillrie, M. y col .. Las personas que tienen el rasgo de células falciformes se desean mucho en zonas donde las infecciones palúdicas endémicas. La malaria mata a entre 1 y 2 millones de personas al año. Es la principal causa de muerte entre los niños de las regiones tropicales. Las personas con deformidades de células falciformes son capaces de luchar contra infecciones por Plasmodium parásitos y no se conviertan en víctimas de desaparición malaria. Por lo tanto, los individuos que expresan los genes y de los individuos que llevan los genes son seleccionados para permanecer dentro del población. No es de extrañar que la incidencia de la anemia de células falciformes coincide con las regiones endémicas para las infecciones de malaria.

Vectores conocidos

  • Anopheles gambiae
  • Anopheles albimanus
  • Anopheles freeborni
  • Anopheles maculatus
  • Anopheles stephensi

Orígenes y evolución

El pariente más cercano del Plasmodium falciparum es Reichenowi Plasmodium, un parásito de los chimpancés. P. falciparum y P. Reichenowi no están estrechamente relacionados con las otras especies de Plasmodium que parasitan a los humanos, o incluso mamíferos en general. Se ha argumentado que estas dos especies se originaron a partir de un parásito de las aves. Los análisis más recientes no apoyan esto, sin embargo, en lugar de lo que sugiere que la capacidad de parasitar los mamíferos evolucionó sólo una vez dentro del género Plasmodium.

La nueva evidencia basada en el análisis de más de 1.100 secuencias de ADN mitocondrial, apicoplastic y nuclear ha indicado que Plasmodium falciparum puede de hecho haber speciated de un linaje presente en gorilas.

De acuerdo con esta teoría, el P. falciparum y P. Reichenowi pueden representar ambos interruptores de acogida de una línea ancestral que los gorilas infectados principalmente por P. falciparum fueron a infectar a los humanos principalmente, mientras que P. Reichenowi especializada en los chimpancés. El debate actual sobre el origen evolutivo de Plasmodium falciparum probablemente será el tema central de continuar el estudio genético.

Una tercera especie se ha descubierto que parece relacionada con estos dos: Plasmodium gaboni. Esta especie putativo se conoce actualmente sólo a partir de dos secuencias de ADN y espera una descripción completa especies antes de que pueda ser considerada como válida.

Los análisis moleculares del reloj sugieren que P. falciparum es tan antigua como la línea humana; las dos especies se separaron al mismo tiempo que los seres humanos y los chimpancés. Sin embargo, los bajos niveles de polimorfismo en el genoma de P. falciparum sugieren un origen mucho más reciente. Puede ser que existe esta discrepancia debido a P. falciparum es antiguo, pero su población recientemente se sometió a una gran expansión. Cierta evidencia indica que todavía P. Reichenowi fue el antepasado de P. falciparum. El calendario de este evento es clara en la actualidad, pero se ha propuesto que pudo haber ocurrido hace unos 10.000 años.

Más recientemente, el P. falciparum se ha desarrollado en respuesta a las intervenciones humanas. La mayoría de las cepas de malaria pueden ser tratados con cloroquina, pero P. falciparum ha desarrollado resistencia a este tratamiento. Una combinación de la quinina y la tetraciclina también se ha utilizado, pero hay cepas de P. falciparum que se han vuelto resistentes a este tratamiento también. Las diferentes cepas de P. falciparum se han vuelto resistente a diferentes tratamientos. Con frecuencia la resistencia de la cepa depende de dónde se contrajo. Muchos casos de malaria que provienen de zonas del Caribe y al oeste del canal de Panamá, así como el Oriente Medio y Egipto pueden ser tratados con cloroquina, ya que todavía no han desarrollado resistencia. Casi todos los casos contratados en África, India y el sudeste de Asia han crecido resistente a este medicamento y se han dado casos de Tailandia y Camboya en la que la variedad ha sido resistente a casi todos los tratamientos. A menudo, la tensión crece resistente al tratamiento en zonas donde el uso no está tan estrictamente regulados.

Como la mayoría de Apicomplexa, parásitos de la malaria protege a un semejante plástidos a los cloroplastos de las plantas, que probablemente adquirieron por que envuelve un alga eucariota, y conservar el plástidos de algas como un orgánulo distintivo encerrado dentro de las cuatro membranas. El apicomplexan plástidos o apicoplast, es un orgánulo esencial, cree que participan en la síntesis de lípidos y otros compuestos, y proporciona un objetivo atractivo para el desarrollo de medicamentos contra la malaria, sobre todo en vista de la aparición de parásitos resistentes a la cloroquina y otros existentes agentes antipalúdicos.

Tratamiento

Malaria falciparum no complicada

De acuerdo con directrices de 2010, la artemisinina terapias combinadas basadas son los tratamientos antipalúdicos primera línea recomendados para la malaria no complicada por P. falciparum OMS. Los siguientes actos son recomendadas por la OMS:

  • artemeter más lumefantrina
  • artesunato más amodiaquina
  • artesunato más mefloquina
  • artesunato más sulfadoxina-pirimetamina
  • dihidroartemisinina más piperaquina

La elección de la ACT en un país o región se basa en el nivel de resistencia a los componentes de la combinación. La artemisinina y sus derivados no deben utilizarse como monoterapia en la malaria por Plasmodium falciparum sin complicaciones. Como tratamiento antimalárico de segunda línea, cuando el tratamiento inicial no funciona o deja de funcionar, se recomienda usar una alternativa ACT sabe que es eficaz en la región, tales como:

  • El artesunato más tetraciclina o doxiciclina o clindamicina.
  • La quinina más tetraciclina o doxiciclina o clindamicina

Cualquiera de estas combinaciones se debe dar durante 7 días.

Para las mujeres embarazadas, el tratamiento de primera línea recomendado durante el primer trimestre es la quinina más clindamicina durante 7 días. El artesunato más clindamicina durante 7 días si no se indica este tratamiento. Aún así, un ACT se indica sólo si este es el único tratamiento disponible inmediatamente, o si el tratamiento con quinina-7 días más clindamicina falla o si existe incertidumbre de cumplimiento con un tratamiento de 7 días. En el segundo y tercer trimestre, el tratamiento recomendado es un acto sabe que son eficaces en el país/región o artesunato más clindamicina durante 7 días, o quinina más clindamicina durante 7 días. Las mujeres lactantes deben recibir tratamiento antipalúdico estándar a excepción de la dapsona, primaquina, y las tetraciclinas.

En los lactantes y niños pequeños, el tratamiento de primera línea recomendado es de los TCA, con especial atención a la dosificación exacta y la garantía de la dosis administrada es retenida.

Para los viajeros que regresan a países no endémicos, se recomienda lo siguiente:

  • atovacuona-proguanil
  • arteméter-lumefantrina;
  • quinina más doxiciclina o clindamicina.

Malaria falciparum grave

En la malaria falciparum grave, se recomienda que se haga la evaluación clínica rápida y confirmación del diagnóstico, seguido de la administración de las dosis completas de tratamiento antimalárico parenteral de inmediato con cualquier antipalúdico eficaz está disponible por primera vez.

Para los adultos, se recomienda artesunato por vía intravenosa o intramuscular. La quinina es una alternativa aceptable si artesunato parenteral no se encuentra disponible.

Para los niños, especialmente en las zonas endémicas de malaria de África, se recomienda ninguna de las siguientes medicamentos antimaláricos:

  • artesunato IV o IM
  • quinina
  • artemetero IM. Sólo se debe utilizar si ninguna de las alternativas disponibles como su absorción puede ser errática.

Antimaláricos parenterales se pueden administrar durante un mínimo de 24 horas en el tratamiento de la malaria grave, independientemente de la capacidad del paciente para tolerar la medicación oral antes. Posteriormente, se recomienda para completar el tratamiento por dar un curso completo de cualquiera de los siguientes:

  • una LEY
  • artesunato más clindamicina o doxiciclina
  • quinina más clindamicina o doxiciclina

Si el tratamiento completo de la malaria grave no es posible, se recomienda que los pacientes pueden recibir un tratamiento de pre-recomendación y referido inmediatamente a una instalación adecuada para el tratamiento adicional. Las siguientes son opciones para el tratamiento de pre-recomendación:

  • rectal de artesunato
  • IM quinina
  • artesunato IM
  • artemetero IM

Antecedentes de tratamiento falciparum

Los intentos por hacer antimaláricos sintéticos comenzaron en 1891 - Atabrine, desarrollado en 1933, fue utilizado ampliamente en todo el Pacífico en la Segunda Guerra Mundial, pero fue profundamente impopular debido a la coloración amarillenta de la piel que causa. En la década de 1930, los alemanes desarrollaron la cloroquina, que pasó a utilizarse en las campañas del norte de África. Mao Zedong animó a los científicos chinos para encontrar nuevas antimaláricos después de ver a los muertos en la guerra de Vietnam. La artemisinina se descubrió en la década de 1970 sobre la base de una medicina se describe en China en el año 340. Esta nueva droga se dio a conocer a los científicos occidentales a finales de 1980 y comienzos de 1990 y ahora es un tratamiento estándar. En 1976, el P. falciparum se cultivó con éxito in vitro para la primera vez que facilita sustancialmente el desarrollo de nuevos fármacos. Un estudio de 2008 publicado en el New England Journal of Medicine destacó la aparición de cepas resistentes a la artemisinina de P. falciparum en Camboya.

Vacunación

Aunque se necesita con urgencia una vacuna contra la malaria, las personas infectadas nunca desarrollan una inmunidad esterilizante, por lo que las perspectivas de esa tenue vacuna. Los parásitos viven dentro de las células, donde son en gran parte ocultos de la respuesta inmune. La infección tiene un profundo efecto sobre el sistema inmune incluyendo la supresión inmune. Las células dendríticas sufren un defecto de maduración después de la interacción con eritrocitos infectados y se vuelven incapaces de inducir inmunidad protectora del hígado en etapa terminal. Eritrocitos infectados se adhieren directamente y activan las células B de sangre periférica de donantes no inmunizados. Los productos de los genes var, un grupo de antígenos de superficie altamente expresados, se unen los fragmentos Fab y fragmentos Fc de las inmunoglobulinas humanas de una manera similar a la proteína A a Staphylococcus aureus, que puede ofrecer algo de protección contra el parásito del sistema inmune humano. A pesar de las escasas posibilidades de una vacuna de protección total, puede ser posible desarrollar una vacuna que podría reducir la gravedad de la malaria para los niños que viven en zonas endémicas.