Laboratory diagnosis of Trypanosoma cruzi infection: Challenges in the Americas region

La enfermedad de Chagas causada por Trypanosoma cruzi, endémica en 21 países, es un problema de salud pública para la región de las Américas. Se estima que dos terceras partes de las personas infectadas viven actualmente en zonas urbanas de todo el mundo y que solo el 10 % lo sabe. En este artículo, se resumen los aspectos más importantes del diagnóstico de la infección humana por T. cruzi. Se describen: las principales características del diagnóstico en el laboratorio clínico, desde la toma de muestra hasta su procesamiento; las pruebas disponibles más utilizadas en Latinoamérica y aquellas que se espera que con su implementación mejoren el acceso al diagnóstico de la bilidad de las pruebas de diagnóstico; la utilidad de las mismas en las diferentes fases de la infección (aguda o crónica y en el contexto de la inmunosupresión). Se espera así contribuir a ampliar el conocimiento sobre esta infección prevalente en la Región de las Américas.Chagas disease, endemic in 21 countries, is a public health problem for the Americas region. It is estimated that two-thirds of people with T. cruzi infection currently live in urban areas and that only 10 % worldwide are aware of it. In this article, the most important aspects of the diagnosis of human T. cruzi infection are summarized. The main characteristics of clinical laboratory diagnosis are described, from sample collection to processing; the most widely used tests available in Latin America and those that are expected to improve access to diagnosis of the affected population with their implementation; the advantages, disadvantages and sensitivity of the tests in the different phases of infection; and their utility in acute or chronic phases and in the context of immunosuppression. In this way, it is hoped to contribute to broadening knowledge about this prevalent infection in the Region of the Americas.Fil: Lopez Albizu, Maria Constanza. Dirección Nacional de Instituto de Investigación. Administración Nacional de Laboratorio e Instituto de Salud “Dr. C. G. Malbrán”. Instituto Nacional de Parasitología "Dr. Mario Fatala Chaben”; ArgentinaFil: Rivero, Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Dirección Nacional de Instituto de Investigación. Administración Nacional de Laboratorio e Instituto de Salud “Dr. C. G. Malbrán”. Instituto Nacional de Parasitología "Dr. Mario Fatala Chaben”; ArgentinaFil: Ballering, Griselda Edith. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez"; ArgentinaFil: Bisio, Margarita María Catalina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Dirección Nacional de Instituto de Investigación. Administración Nacional de Laboratorio e Instituto de Salud “Dr. C. G. Malbrán”. Instituto Nacional de Parasitología "Dr. Mario Fatala Chaben”; Argentin

Laboratory diagnosis of Trypanosoma cruzi infection: Challenges in the Americas region

La enfermedad de Chagas causada por Trypanosoma cruzi, endémica en 21 países, es un problema de salud pública para la región de las Américas. Se estima que dos terceras partes de las personas infectadas viven actualmente en zonas urbanas de todo el mundo y que solo el 10 % lo sabe. En este artículo, se resumen los aspectos más importantes del diagnóstico de la infección humana por T. cruzi. Se describen: las principales características del diagnóstico en el laboratorio clínico, desde la toma de muestra hasta su procesamiento; las pruebas disponibles más utilizadas en Latinoamérica y aquellas que se espera que con su implementación mejoren el acceso al diagnóstico de la bilidad de las pruebas de diagnóstico; la utilidad de las mismas en las diferentes fases de la infección (aguda o crónica y en el contexto de la inmunosupresión). Se espera así contribuir a ampliar el conocimiento sobre esta infección prevalente en la Región de las Américas.Chagas disease, endemic in 21 countries, is a public health problem for the Americas region. It is estimated that two-thirds of people with T. cruzi infection currently live in urban areas and that only 10 % worldwide are aware of it. In this article, the most important aspects of the diagnosis of human T. cruzi infection are summarized. The main characteristics of clinical laboratory diagnosis are described, from sample collection to processing; the most widely used tests available in Latin America and those that are expected to improve access to diagnosis of the affected population with their implementation; the advantages, disadvantages and sensitivity of the tests in the different phases of infection; and their utility in acute or chronic phases and in the context of immunosuppression. In this way, it is hoped to contribute to broadening knowledge about this prevalent infection in the Region of the Americas.Fil: Lopez Albizu, Maria Constanza. Dirección Nacional de Instituto de Investigación. Administración Nacional de Laboratorio e Instituto de Salud “Dr. C. G. Malbrán”. Instituto Nacional de Parasitología "Dr. Mario Fatala Chaben”; ArgentinaFil: Rivero, Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Dirección Nacional de Instituto de Investigación. Administración Nacional de Laboratorio e Instituto de Salud “Dr. C. G. Malbrán”. Instituto Nacional de Parasitología "Dr. Mario Fatala Chaben”; ArgentinaFil: Ballering, Griselda Edith. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez"; ArgentinaFil: Bisio, Margarita María Catalina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Dirección Nacional de Instituto de Investigación. Administración Nacional de Laboratorio e Instituto de Salud “Dr. C. G. Malbrán”. Instituto Nacional de Parasitología "Dr. Mario Fatala Chaben”; Argentin

Miltefosine and Benznidazole Combination Improve Anti-Trypanosoma cruzi In Vitro and In Vivo Efficacy

Drug repurposing and combination therapy have been proposed as cost-effective strategies to improve Chagas disease treatment. Miltefosine (MLT), a synthetic alkylphospholipid initially developed for breast cancer and repositioned for leishmaniasis, is a promising candidate against Trypanosoma cruzi infection. This study evaluates the efficacy of MLT as a monodrug and combined with benznidazole (BZ) in both in vitro and in vivo models of infection with T. cruzi (VD strain, DTU TcVI). MLT exhibited in vitro activity on amastigotes and trypomastigotes with values of IC50 = 0.51 µM (0.48 µM; 0,55 µM) and LC50 = 31.17 µM (29.56 µM; 32.87 µM), respectively. Drug interaction was studied with the fixed-ration method. The sum of the fractional inhibitory concentrations (ΣFICs) resulted in ∑FIC= 0.45 for trypomastigotes and ∑FIC= 0.71 for amastigotes, suggesting in vitro synergistic and additive effects, respectively. No cytotoxic effects on host cells were observed. MLT efficacy was also evaluated in a murine model of acute infection alone or combined with BZ. Treatment was well tolerated with few adverse effects, and all treated animals displayed significantly lower mean peak parasitemia and mortality than infected non-treated controls (p<0.05). The in vivo studies showed that MLT led to a dose-dependent parasitostatic effect as monotherapy which could be improved by combining with BZ, preventing parasitemia rebound after a stringent immunosuppression protocol. These results support MLT activity in clinically relevant stages from T. cruzi, and it is the first report of positive interaction with BZ, providing further support for evaluating combined schemes using MLT and exploring synthetic alkylphospholipids as drug candidates.Fil: Gulin, Julián Ernesto Nicolás. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Bisio, Margarita María Catalina. Dirección Nacional de Instituto de Investigación. Administración Nacional de Laboratorio e Instituto de Salud “Dr. C. G. Malbrán”. Instituto Nacional de Parasitología "Dr. Mario Fatala Chaben”; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas; ArgentinaFil: Rocco, Daniela Marisa. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas; ArgentinaFil: Altcheh, Jaime Marcelo. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas; ArgentinaFil: Solana, Maria Elisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina. Universidad Nacional de Luján. Departamento de Ciencias Básicas; ArgentinaFil: García Bournissen, Facundo. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas; Argentina. Western University. Schulich School Of Medicine And Dentistry.; Canad

Molecular and biological characterization of a highly pathogenic Trypanosoma cruzi strain isolated from a patient with congenital infection

Although many Trypanosoma cruzi (T. cruzi) strains isolated from a wide range of hosts have been characterized, there is a lack of information about biological features from vertically transmitted strains. We describe the molecular and biological characteristics of the T. cruzi VD strain isolated from a congenital Chagas disease patient. The VD strain was typified as DTU TcVI; in vitro sensitivity to nifurtimox (NFX) and beznidazole (BZ) were 2.88 μM and 6.19 μM respectively, while inhibitory concentrations for intracellular amastigotes were 0.24 μM for BZ, and 0.66 μM for NFX. Biological behavior of VD strain was studied in a mouse model of acute infection, resulting in high levels of parasitemia and mortality with a rapid clearence of bloodstream trypomastigotes when treated with BZ or NFX, preventing mortality and reducing parasitic load and intensity of inflammatory infiltrate in skeletal and cardiac muscle. Treatment-induced parasitological cure, evaluated after immunossupression were 41% and 35% for BZ and NFX treatment respectively, suggesting a partial response to these drugs in elimination of parasite burden. This exhaustive characterization of this T. cruzi strain provides the basis for inclusion of this strain in a panel of reference strains for drug screening and adds a new valuable tool for the study of experimental T. cruzi infection.Fil: Gulin, Julián Ernesto Nicolás. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bisio, Margarita María Catalina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rocco, Daniela Marisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez"; ArgentinaFil: Altcheh, Jaime Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez"; ArgentinaFil: Solana, Maria Elisa. Universidad Nacional de Luján; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: García Bournissen, Facundo. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Negligible exposure to nifurtimox through breast milk during maternal treatment for Chagas Disease

Background treatment with nifurtimox (NF) for Chagas disease is discouraged during breast-feeding because no information on NF transfer into breast milk is available. NF is safe and effective for paediatric and adult Chagas disease. We evaluated the degree of NF transfer into breast milk in lactating women with Chagas disease. Patients and methods Prospective study of a cohort of lactating women with Chagas disease. Patients were treated with NF for 1 month. NF was measured in plasma and milk by high performance liquid chromatography (HPLC). Breastfed infants were evaluated at admission, 7th and 30th day of treatment (and monthly thereafter, for 6 months). Results Lactating women with chronic Chagas disease (N = 10) were enrolled (median age 28 years, range 17-36). Median NF dose was 9.75 mg/kg/day three times a day (TID). Six mothers had mild adverse drug reactions (ADRs), but no ADRs were observed in any of the breastfed infants. No interruption of breastfeeding was observed. Median NF concentrations were 2.15 mg/L (Inter quartil range (IQR) 1.32-4.55) in milk and 0.30 mg/L (IQR 0.20-0.95) in plasma. Median NF milk/plasma ratio was 16 (range 8.75-30.25). Median relative infant NF dose (assuming a daily breastmilk intake of 150 mL/ kg/day) was 6.7% of the maternal dose/kg/day (IQR 2.35-7.19%). Conclusions The low concentrations of NF in breast milk and the normal clinical evaluation of the breastfed babies imply that maternal NF treatment for Chagas disease during breastfeeding is unlikely to lead to clinically relevant exposures in the breastfed infants.Fil: Moroni, Samanta. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez". Servicio de Parasitología y Chagas; ArgentinaFil: Marson, Maria Elena. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Moscatelli, Guillermo. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez". Servicio de Parasitología y Chagas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mastrantonio Garrido, Guido Enrique. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Área de Toxicología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Bisio, Margarita María Catalina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez". Servicio de Parasitología y Chagas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Zapata González, Nicolas. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez". Servicio de Parasitología y Chagas; ArgentinaFil: Ballering, Griselda Edith. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez". Servicio de Parasitología y Chagas; ArgentinaFil: Altcheh, Jaime Marcelo. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez". Servicio de Parasitología y Chagas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Garcia Bournissen, Facundo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez". Servicio de Parasitología y Chagas; Argentin

Limited infant exposure to benznidazole through breast milk during maternal treatment for Chagas disease

Background: Benznidazole (BNZ) is safe and effective for the treatment of paediatric Chagas disease. Treatment of adults is also effective in many cases, but discouraged in breastfeeding women because no information on BNZ transfer into breast milk is available. We aimed to evaluate the degree of BNZ transfer into breast milk in lactating women with Chagas disease. Patients and methods: Prospective cohort study of lactating women with Chagas disease treated with BNZ administered for 30 days. Patients and their breastfed infants were evaluated at admission, the 7th and 30th day of treatment (and monthly thereafter, for 6 months). BNZ was measured in plasma and milk by high performance liquid chromatography. The protocol was registered in ClinicalTrials.gov (#NCT01547533). Results: 12 lactating women with chronic Chagas disease were enrolled (median age 28.5 years, range 20–34). Median BNZ dose was 5.65 mg/kg/day twice daily. Five mothers had adverse drug events (45%), but no adverse drug reactions or any untoward outcomes were observed in the breastfed infants. Median milk BNZ concentration was 3.8 mg/L (range 0.3–5.9) and 6.26 mg/L (range 0.3–12.6) in plasma. Median BNZ milk to plasma ratio was 0.52 (range 0.3–2.79). Median relative BNZ dose received by the infant (assuming a daily breast milk intake of 150 mL/kg/day) was 12.3% of the maternal dose per kg (range 5.5%–17%). Conclusions: The limited transference of BNZ into breast milk and the reassuring normal clinical evaluation of the breastfed babies suggest that maternal BNZ treatment for Chagas disease during breast feeding is unlikely to present a risk for the breastfed infant.Fil: García Bournissen, Facundo. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños ; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Moroni, Martín Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños ; ArgentinaFil: Marson, María Elena. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Área de Toxicología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Moscatelli, Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños ; ArgentinaFil: Mastrantonio Garrido, Guido Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Área de Toxicología; ArgentinaFil: Bisio, Margarita María Catalina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños ; ArgentinaFil: Cornou, Maria Elina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños ; ArgentinaFil: Ballering, Griselda. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños ; ArgentinaFil: Altcheh, Jaime Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños ; Argentin

Secretome analysis of Trypanosoma cruzi by proteomics studies

International audienceBackgroundChagas disease is a debilitating often fatal disease resulting from infection by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi. Chagas disease is endemic in 21 countries of the Americas, and it is an emerging disease in other countries as a result of migration. Given the chronic nature of the infection where intracellular parasites persist for years, the diagnosis of T. cruzi by direct detection is difficult, whereas serologic tests though sensitive may yield false-positive results. The development of new rapid test based on the identification of soluble parasitic antigens in serum would be a real innovation in the diagnosis of Chagas disease.MethodsTo identify new soluble biomarkers that may improve diagnostic tests, we investigated the proteins secreted by T. cruzi using mass spectrometric analyses of conditioned culture media devoid of serum collected during the emergence of trypomastigotes from infected Vero cells. In addition, we compared the secretomes of two T. cruzi strains from DTU Tc VI (VD and CL Brener).ResultsAnalysis of the secretome collected during the emergence of trypomastigotes from Vero cells led to the identification of 591 T. cruzi proteins. Three hundred sixty three proteins are common to both strains and most belong to different multigenic super families (i.e. TcS, GP63, MASP, and DGF1). Ultimately we have established a list of 94 secreted proteins, common to both DTU Tc VI strains that do not belong to members of multigene families.ConclusionsThis study provides the first comparative analysis of the secretomes from two distinct T. cruzi strains of DTU TcVI. This led us to identify a subset of common secreted proteins that could potentially serve as serum markers for T. cruzi infection. Their potential could now be evaluated, with specific antibodies using sera collected from patients and residents from endemic regions

Overlap between secretomes of two different <i>T</i>. <i>cruzi</i> strains DTU Tc VI.

<p>A total of 591 proteins of <i>T</i>. <i>cruzi</i> were identified. We note that 78 proteins are specific to the CL Brener strain whereas 151 proteins are specific to VD strain. However, 363 proteins are common to both strains.</p

Functional categories classification of <i>T</i>. <i>cruzi</i> proteins from CL Brener and VD strains.

<p>Proteins were classified into 15 functional categories using literature and UniprotKB annotation. Y-axis, categories are indicated. X-axis shows the percentage of each category for each strain.</p

List of secreted proteins that are common in both <i>T</i>.<i>cruzi</i> strains without of multigene proteins.

<p>List of secreted proteins that are common in both <i>T</i>.<i>cruzi</i> strains without of multigene proteins.</p