Trypanosoma brucei: qué es, genética, taxonomía, ciclo vital, enfermedad
¿Qué es Trypanosoma brucei?
Trypanosoma bruceies un protozoario parásito encontrado sobre todo en la sangre. Existen dos subespecies que causan dos variantes distintas de tripanosomiasis humana africana, también llamada enfermedad del sueño.
Trypanosoma brucei subsp. gambiense, causa la forma crónica y el 98% de los casos, localizada en el oeste y centro del África subsahariana. Trypanosoma brucei subsp. rhodesiense es causante de la forma aguda, presente en el centro y este del África subsahariana.
Ambas variantes de esta enfermedad se han reportado en aquellos países de África subsahariana en donde se encuentra la mosca tse-tse, Glossina spp, el agente transmisor de T. brucei.
Una tercera subespecie, Trypanosoma brucei subsp. brucei, causa una enfermedad similar en animales domésticos y silvestres, llamada nagana.
La enfermedad del sueño amenaza a más de 60 millones de personas en 36 países del África subsahariana.
Hay alrededor de 300.000 a 500.000 casos por año, de los cuales mueren unos 70.000 a 100.000. La infestación por la mosca tse-tse cubre un territorio de 10 millones de kilómetros cuadrados, un tercio de la masa terrestre de África.
Genética
El genoma del núcleo de Trypanosoma brucei lo conforman 11 cromosomas diploides y un centenar de microcromosomas.
En total posee 9.068 genes. El genoma de la mitocondria (el kinetoplasto) está compuesto por numerosas copias de ADN circular.
La enfermedad del sueño y el calentamiento global
La tripanosomiasis africana es considerada una de las 12 enfermedades infecciosas humanas que pueden verse agravadas por el calentamiento global.
Esto se debe a que al aumentar la temperatura ambiente, se ampliará el área susceptible de ser ocupada por la mosca Glossina sp. Al colonizar nuevos territorios, la mosca llevará consigo al parásito.
Filogenia y taxonomía
- Reino: Protista
- Grupo: Excavata
- Filo: Euglenozoa
- Clase: Kinetoplastidae
- Orden: Trypanosomatida
- Familia: Trypanosomatidae
- Género: Trypanosoma
- Subgénero: Tripanozoon.
Esta especie posee tres subespecies que causan variantes distintas de la enfermedad del sueño en humanos (T. b. subsp. gambiense y T. b. subsp. rhodesiense) y en animales domésticos y silvestres (T. b. subsp. brucei).
Morfología
Forma tripomastigota
– Trypanosoma brucei es un organismo unicelular alargado de 20 μm de largo y 1-3 μm de ancho, cuya forma, estructura y composición de membrana varía a lo largo de su ciclo de vida.
– Tiene dos formas básicas. Una forma tripomastigota de cuerpo basal posterior al núcleo y flagelo largo. Esta forma a su vez asume subtipos durante el ciclo vital. De estos, el subtipo corto o rechoncho (slumpy en inglés), es más grueso y su flagelo es corto.
Forma epimastigota
– La segunda forma básica es la epimastigota de cuerpo basal anterior al núcleo y flagelo algo más corto que la anterior.
– La célula está cubierta por una capa de glicoproteína de superficie variable. Esta capa cambia las glicoproteínas de su superficie y así elude el ataque de los anticuerpos que genera el hospedero.
– El sistema inmune produce nuevos anticuerpos para atacar a la nueva configuración de la capa y la capa vuelve a cambiar. Es lo que se llama variación antigénica.
El cinetosoma
Una característica importante es la presencia del cinetosoma. Esta estructura consiste en ADN mitocondrial condensado ubicado en el interior de la única mitocondria presente. Esta mitocondria, de gran tamaño, se localiza en la base del flagelo.
Ciclo biológico
El ciclo de vida de Trypanosoma brucei alterna entre la mosca tse-tse como vector y el humano como hospedero. Para poder desarrollarse en hospedadores tan diferentes, el protozoario sufre importantes cambios metabólicos y morfológicos.
En la mosca, el Trypanosoma brucei habita en el tracto digestivo, mientras que en el ser humano se encuentra en la sangre.
En el hospedero (humano u otro mamífero)
Trypanosoma brucei se presenta en tres formas básicas a lo largo de su ciclo. Cuando la mosca pica a un humano u otro mamífero para extraer su sangre, inyecta desde sus glándulas salivales al torrente sanguíneo una forma no proliferativa del protozoario, denominada metacíclica.
Una vez en el torrente sanguíneo, se transforma en la forma proliferativa, llamada sanguínea esbelta (slender en inglés).
La forma sanguínea esbelta de Trypanosoma brucei obtiene su energía de la glicólisis de la glucosa presente en la sangre.
Este proceso metabólico se realiza en un orgánulo llamado glicosoma. Estos tripanosomas se multiplican en diferentes fluidos del cuerpo: sangre, linfa y líquido cefalorraquídeo.
Al ir aumentando el número de parásitos en la sangre, comienzan a cambiar nuevamente a una forma no proliferativa. Esta vez se trata de una variante más gruesa y de flagelo más corto, llamada sanguínea rechoncha (stumpy).
Los tripanosomas sanguíneos rechonchos están adaptados a las condiciones del sistema digestivo de la mosca.
Activan sus mitocondrias y las enzimas necesarias para el ciclo de ácidos cítricos y la cadena respiratoria. La fuente de energía ya no es la glucosa sino la prolina.
En la mosca tse-tse (el vector)
El vector o agente transmisor de Trypanosoma brucei es la mosca tse-tse, Glossina spp. Este género agrupa de 25 a 30 especies de moscas hematófagas (que se alimentan de sangre).
Son fáciles de diferenciar de la mosca común por su probóscide particularmente larga y sus alas totalmente plegadas en reposo.
Cuando una mosca tse-tse vuelve a picar al mamífero hospedero infectado y le extrae la sangre, estas formas sanguíneas rechonchas penetran en el vector.
Una vez en el tracto digestivo de la mosca, las formas sanguíneas rechonchas se diferencian rápidamente a tripanosomas procíclicos proliferativos.
Se multiplican por fisión binaria. Abandonan el tracto digestivo de la mosca y se dirigen a las glándulas salivales. Se transforman en epimastigotes que se anclan a las paredes mediante el flagelo.
En las glándulas salivales, se multiplican y se transforman en tripanosomas metacíclicos, listos para ser inoculados nuevamente en el sistema sanguíneo de un mamífero.
Síntomas de contagio
El período de incubación de esta enfermedad es de 2 a 3 días tras la picada de la mosca. Los síntomas neurológicos pueden presentarse tras unos meses en el caso de T. b. subsp. gambiense. Si se trata de T. b. subsp. rhodesiense, pueden tardar años en manifestarse.
Primera fase
La enfermedad del sueño tiene dos etapas. La primera es denominada etapa temprana o fase hemolinfática, y se caracteriza por la presencia de Trypanosoma brucei solo en la sangre y la linfa.
En este caso, se presentan los siguientes síntomas:
– Fiebre
– Dolores de cabeza
– Dolores musculares
– Vómitos
– Inflamación de los ganglios linfáticos
– Pérdida de peso
– Debilidad
– Irritabilidad.
En esta fase la enfermedad puede confundirse con la malaria.
Segunda fase
La llamada etapa tardía o fase neurológica (estado encefalítico), se activa con la llegada del parásito al sistema nervioso central, detectándose en el líquido cerebro-espinal.
Aquí los síntomas se expresan como:
– Cambios de comportamiento
– Confusión
– Descoordinación
– Alteración del ciclo de sueño
– Finalmente coma.
El desarrollo de la enfermedad sigue con un ciclo de hasta tres años en el caso de la subespecie gambiense, finalizando con la muerte. Cuando está presente la subespecie rhodesiense, la muerte llega de semanas a meses.
De los casos no sometidos a tratamiento fallece el 100%. El 2-8% de los casos tratados igualmente muere.
Diagnóstico
La etapa de diagnóstico es cuando la forma infectiva, es decir, el tripanosoma sanguíneo, se encuentra en la sangre.
Mediante un examen microscópico de muestras de sangre se detecta la forma específica del parásito. En la fase encefalítica se requiere una punción lumbar para analizar el líquido cefalorraquídeo.
Existen diversas técnicas moleculares para diagnosticar la presencia de Trypanosoma brucei.
Tratamiento
La capacidad que tiene Trypanosoma brucei de variar constantemente la configuración de su capa exterior de glicoproteínas (variación antigénica), hace muy difícil desarrollar vacunas contra la enfermedad del sueño.
No hay quimioterapia profiláctica y poca o ninguna perspectiva de una vacuna. Los cuatro fármacos principales utilizados para la tripanosomiasis africana humana son tóxicos.
El melarsoprol es el único fármaco eficaz para ambas variantes de la enfermedad del sistema nervioso central. Sin embargo, es tan tóxico que mata al 5% de los pacientes que lo reciben.
La eflornitina, sola o combinada con nifurtimox, se usa cada vez más como primera línea de terapia para la enfermedad causada por Trypanosoma brucei subsp. gambiense.
Referencias
- Fenn K and KR Matthews. The cell biology of Trypanosoma brucei differentiation. Current Opinion in Microbiology.
- Kennedy PGE. The continuing problem of human African trypanosomiasis (sleeping sickness). Annals of Neurology.