Clara Isabel González

Aim: The present study aimed to characterize the histopathological findings and the phenotype of inflammatory cells in the myocardial tissue of patients with end-stage heart failure (ESHF) secondary to CCC in comparison with ESHF secondary to non-Chagas cardiomyopathies (NCC). Methods: A total of 32 explanted hearts were collected from transplanted patients between 2014 and 2017. Of these, 21 were classified as CCC and 11 as other NCC. A macroscopic analysis followed by a microscopic analysis were performed. Finally, the phenotypes of the inflammatory infiltrates were characterized using flow cytometry. Results: Microscopic analysis revealed more extensive fibrotic involvement in patients with CCC, with more frequent foci of fibrosis, collagen deposits, and degeneration of myocardial fibers, in addition to identifying foci of inflammatory infiltrate of greater magnitude. Finally, cell phenotyping identified more memory T cells, mainly CD8+CD45RO+ T cells, and fewer transitioning T cells (CD45RA+/CD45RO+) in patients with CCC compared with the NCC group. Conclusions: CCC represents a unique form of myocardial involvement characterized by abundant inflammatory infiltrates, severe interstitial fibrosis, extensive collagen deposits, and marked cardiomyocyte degeneration. The structural myocardial changes observed in late-stage Chagas cardiomyopathy appear to be closely related to the presence of cardiac fibrosis and the colocalization of collagen fibers and inflammatory cells, a finding that serves as a basis for the generation of new hypotheses aimed at better understanding the role of inflammation and fibrogenesis in the progression of CCC. Finally, the predominance of memory T cells in CCC compared with NCC hearts highlights the critical role of the parasite-specific lymphocytic response in the course of the infection.

Chronic Chagas cardiomyopathy (CCC) is the most frequent and severe clinical form of chronic Chagas disease, representing one of the leading causes of morbidity and mortality in Latin America, and a growing global public health problem. There is currently no approved treatment for CCC; however, omics technologies have enabled significant progress to be made in the search for new therapeutic targets. The metabolic alterations associated with pathogenic mechanisms of CCC and their relationship to cellular and immunopathogenic processes in cardiac tissue remain largely unknown. This exploratory study aimed to evaluate the potential underlying pathogenic mechanisms in the failing myocardium of patients with end-stage heart failure (ESHF) secondary to CCC by applying an untargeted metabolomic profiling approach. Cardiac tissue samples from the left ventricle of patients with ESHF of CCC etiology (n = 7) and healthy donors (n = 7) were analyzed using liquid chromatography-mass spectrometry. Metabolite profiles showed altered branched-chain amino acid and acylcarnitine levels, decreased fatty acid uptake and oxidation, increased activity of the pentose phosphate pathway, dysregulation of the TCA cycle, and alterations in critical cellular antioxidant systems. These findings suggest processes of energy deficit, alterations in substrate availability, and enhanced production of reactive oxygen species in the affected myocardium. This profile potentially contributes to the development and maintenance of a chronic inflammatory state that leads to progression and severity of CCC. Further studies involving larger sample sizes and comparisons with heart failure patients without CCC are needed to validate these results, opening an avenue to investigate new therapeutic approaches for the treatment and prevention of progression of this unique and severe cardiomyopathy.

In the late phase of Trypanosoma cruzi infection, parasite persistence and an exaggerated immune response accompanied by oxidative stress play a crucial role in the genesis of Chronic Chagasic Cardiomyopathy (CCC). Current treatments (Benznidazole (BNZ) and Nifurtimox) can effect only the elimination of the parasite, but are ineffective for late stage treatment and for preventing heart damage and disease progression. In vivo trypanocidal and cardioprotective activity has been reported for Lippia alba essential oils (EOs), ascribed to their two major terpenes, limonene and caryophyllene oxide. To investigate the role of antioxidant and immunomodulatory mechanisms behind these properties, chronic-T. cruzi-infected rats were treated with oral synergistic mixtures of the aforementioned EOs. For this purpose, the EOs were optimized through limonene-enrichment fractioning and by the addition of exogenous caryophyllene oxide (LIMOX) and used alone or in combined therapy with subtherapeutic doses of BNZ (LIMOXBNZ). Clinical, toxicity, inflammatory, oxidative, and parasitological (qPCR) parameters were assessed in cardiac tissue. These therapies demonstrated meaningful antioxidant and immunomodulatory activity on markers involved in CCC pathogenesis (IFN-γ, TNF-α, IL-4, IL-10, and iNOS), which could explain their significant trypanocidal properties and their noteworthy role in preventing, and even reversing, the progression of cardiac damage in chronic Chagas disease.

Chagas disease is an infection caused by the parasite Trypanosoma cruzi, endemic in Latino America. Leveraging the three-way admixture between Native American (AMR), European (EUR) and African (AFR) populations in Latin Americans, we aimed to better understand the genetic basis of Chagas disease by performing an admixture mapping study in a Colombian population. A two-stage study was conducted, and subjects were classified as seropositive and seronegative for T. cruzi. In stage 1, global and local ancestries were estimated using reference data from the 1000 Genomes Project (1KGP), and local ancestry associations were performed by logistic regression models. The AMR ancestry showed a protective association with Chagas disease within the major histocompatibility complex region [Odds ratio (OR) = 0.74, 95% confidence interval (CI) = 0.66–0.83, lowest P-value = 4.53 × 10⁻⁸]. The fine mapping assessment on imputed genotypes combining data from stage 1 and 2 from an independent Colombian cohort, revealed nominally associated variants in high linkage disequilibrium with the top signal (rs2032134, OR = 0.93, 95% CI = 0.90–0.97, P-value = 3.54 × 10⁻⁴) in the previously associated locus. To assess ancestry-specific adaptive signals, a selective sweep scan in an AMR reference population from 1KGP together with an in silico functional analysis highlighted the Tripartite Motif family and the human leukocyte antigen genes, with crucial role in the immune response against pathogens. Furthermore, these analyses emphasized the macrophages, neutrophils and eosinophils, as key players in the defense against T. cruzi. This first admixture mapping study in Chagas disease provided novel insights underlying the host immune response in the pathogenesis of this neglected disease.

Introducción: en Colombia, el trasplante renal es el más común, sin embargo, un gran número de personas trasplantadas no tiene la compatibilidad hla deseada. Esta compatibilidad es importante en la supervivencia del trasplante; pacientes con hla-compatible tienen un menor chance de rechazo o desarrollo de la enfermedad injerto frente a hospedero. Objetivo: determinar la probabilidad de encontrar compatibilidad hla receptor-donante acorde con las frecuencias en población colombiana de hla−A, −B y −DRB1. Materiales y métodos: el estudio incluyó 484 individuos no relacionados (61 donantes y 423 receptores) con registro de hla. Los alelos hla fueron determinados por reacción en cadena de la polimerasa con iniciadores específicos. Resultados: los alelos hla–A*02, –A*24, –B*35 y –DRB1*04 tuvieron la frecuencia alélica mínima más alta (>10 %). El alelo extendido hla–a*24–B*35–DRB1*04 fue el más frecuente, en donantes y receptores (7,38 % y 6,76 %, respectivamente). Nuestro análisis mostró que el máximo chance de encontrar un riñón con un alelo hla compatible es de 20,3 % para un paciente con el haplotipo extendido más frecuente, mientras para pacientes con haplotipos raros o no comunes esta probabilidad es mínima. Conclusión: en términos de probabilidad, el chance de encontrar en nuestra región, un riñón con compatibilidad hla entre donante/receptor es baja. Por lo menos, en parte, es debido al alto número de alelos y a la baja tasa de donación. Por lo tanto, determinar el perfil de hla de una población es importante para establecer programas de trasplante y estrategias alternativas en donación de riñones y procesos de asignación.

Introducción: La enfermedad de Chagas es causada por el parásito Trypanosoma cruzi y es transmitida principalmente a través de heces contaminadas del insecto vector (Triatominae). Otras formas de transmisión (vía oral) han reemergido. Recientemente, en diferentes municipios de Santander se han reportado microbrotes de Chagas agudo de probable transmisión oral que podrían estar asociados con la presencia de reservorios y triatominos selváticos infectados naturalmente que ingresan esporádicamente a las viviendas desde ecotopos peridomésticos y contaminan los alimentos. Algunas especies de triatominos han sido reportadas en la región, sin embargo se desconoce, la tasa de infección natural y las unidades discretas de tipificación o DTUs de T. cruzi (denominadas TcI a TcVI) presentes en estos vectores. Objetivo: Identificar la presencia de infección por T. cruzi y genotipificar el parásito infectante en triatominos selváticos capturados en seis municipios del departamento de Santander, Colombia. Materiales y métodos: Los triatominos fueron recolectados mediante trampas de luz Shannon y vigilancia activa por la comunidad y autoridades sanitarias, en el intradomicilio y extradomicilio de localidades urbanas y rurales de los municipios de Bucaramanga, Floridablanca, Capitanejo, San Vicente de Chucurí, Lebrija y Rionegro, durante el periodo 2011-2015. Los insectos fueron identificados siguiendo las claves de Lent & Wygodzinsky (1979). El contenido intestinal de cada insecto fue obtenido por masaje abdominal y aislado en una suspensión de tampón fosfato salino. Una alícuota se utilizó para evaluación directa y otra fue almacenada a -20 ºC hasta su uso. La tasa de infección (TI) se estableció por examen directo del contenido intestinal de los vectores para determinar la presencia del parásito, con confirmación mediante la amplificación de ADN satélite de T. cruzi (satADN), utilizando el ADN extraído por el método salting out. La genotipificación se realizó mediante PCR del espaciador intergénico del gen mini-exón (SL-IR), que amplifica fragmentos de 350 y 300 pb para T. cruzi I (TcI) y T. cruzi II o V-VI (TcII-V-VI), respectivamente. Resultados: Se analizaron 50 especímenes adultos de Panstrongylus geniculatus (64%) y Rhodnius pallescens (36%) capturados principalmente en el domicilio y peridomicilio, respectivamente. La TI en los triatominos fue de 53,6% al examen directo y de 68,0% mediante PCR de satADN. La TI fue mayor para R. pallescens (77,8%) en comparación con P. geniculatus (62,5%). Se observaron altas tasas de infección en triatominos provenientes de Floridablanca (90,9%), Bucaramanga (66,7%) y Capitanejo (50,0%). En San Vicente de Chucurí y Lebrija también se detectaron altos índices de infección, no obstante, el número de vectores capturados en estos municipios fue muy bajo (entre 1 y 3). Se determinaron las DTUs de las poblaciones de T. cruzi presentes en el 41,2% de los triatominos selváticos positivos por PCR de satADN. En ambas especies vectoriales se evidenció el predominio de TcI (86%) y una alta frecuencia (33%) de infección mixta por TcI y TcII-V-VI en R. pallescens. Conclusiones: Se determinó la alta tasa de infección por T. cruzi en triatominos selváticos capturados en los municipios evaluados, lo cual resalta su importancia epidemiológica por la posibilidad de transmisión del parásito por vía oral, aún en zonas de baja endemia o donde no hay reporte de vectores domiciliados. Igualmente, es urgente la implementación de estrategias de control dirigidas a prevenir la intrusión domiciliaria de estos vectores.

Introducción: La enfermedad de Chagas (ECh) es causada por la infección con Trypanosoma cruzi. En Latinoamérica afecta cerca de 8 a 9 millones de personas y es un problema de salud pública. Existen varias vías de transmisión del parásito como: transfusión sanguínea, congénita, vía oral y vectorial, siendo esta última la más común. Sin embargo, en los últimos años la vía oral ha adquirido relevancia por el registro de diferentes brotes de ECh agudo asociados a la ingesta de alimentos contaminados, en países como Brasil, Venezuela y Colombia. El mecanismo de infección de T. cruzi por vía oral involucra un proceso de interacción hospedero-parásito en el cual las formas infectantes del parásito deben alcanzar la mucosa gástrica a través de un proceso de adherencia e invasión celular dado por la expresión diferencial de glicoproteínas de superficie tales como Gp82, Gp90, Gp30 y Gp35/50. Objetivo: Esta revisión tiene como objetivo describir y relacionar las moléculas de superficie de T. cruzi involucradas en la transmisión por vía oral. Materiales y métodos: Estudio cualitativo, de tipo interpretativo-descriptivo, con un diseño no experimental y de corte transversal. Se realizó una revisión de literatura científica con documentos bibliográficos localizados en diferentes fuentes en español, inglés y portugués, los criterios de selección tenidos en cuenta fueron la transmisión de ECh por vía oral, principales moléculas de superficie del parásito, relación de las diferentes DTUs con la expresión de estas moléculas y la severidad de la enfermedad. Esta revisión se realizó en bases de datos como: ELSEVIER, PubMed, EBSCO HOST, ebrary, Scopus, entre otras, incluyendo palabras claves como: transmisión oral, enfermedad de Chagas, Trypanosoma cruzi, Gp82, Gp90, adhesión, invasión y mucosa gástrica, utilizando artículos publicados entre los años 2008 y 2015. Resultados: En nuestra búsqueda se localizaron 101 estudios experimentales, epidemiológicos y/o revisiones sistemáticas, que describían los mecanismos de invasión y las moléculas involucradas de forma específica como Gp82 y Gp90. Se compararon los análisis de la expresión de dichas moléculas en diferentes cepas y DTUs del parásito. 81 de estos artículos fueron relevantes en la discusión y elaboración del trabajo. Conclusiones: La enfermedad de Chagas aguda con transmisión oral pone en evidencia la capacidad invasiva de las formas infectantes de T. cruzi a través de la mucosa gástrica. Glicoproteínas como Gp82 y Gp90 están involucradas en el establecimiento de la infección y se expresan diferencialmente en tripomastigotes. Estas diferencias de expresión también se observan entre cepas, por lo tanto este hecho plantea diferencias en la capacidad infectiva por vía oral de las distintas cepas de T. cruzi.

Outbreaks of acute Chagas disease associated with oral transmission are easily detected nowadays with trained health personnel in areas of low endemicity, or in which the vector transmission has been interrupted. Given the biological and genetic diversity of Trypanosoma cruzi, the high morbidity, mortality, and the observed therapeutic failure, new characteristics of these outbreaks need to be addressed at different levels, both in Trypanosoma cruzi as in patient response. The aim of this work was to evaluate the patient’s features involved in six outbreaks of acute Chagas disease which occurred in Santander, Colombia, and the characteristics of Trypanosoma cruzi clones isolated from these patients, to establish the potential relationship between the etiologic agent features with host behavior. The clinical, pathological and epidemiological aspects of outbreaks were analyzed. In addition, Trypanosoma cruzi clones were biologically characterized both in vitro and in vivo, and the susceptibility to the classical trypanocidal drugs nifurtimox and benznidazole was evaluated. Trypanosoma cruzi clones were genotyped by means of mini-exon intergenic spacer and cytochrome b genes sequencing. All clones were DTU I, and based on the mini-exon intergenic spacer, belong to two genotypes: G2 related with sub-urban, and G11 with rural outbreaks. Girón outbreak clones with higher susceptibility to drugs presented G2 genotype and C/T transition in Cyt b. The outbreaks affected mainly young population (±25.9 years), and the mortality rate was 10 %. The cardiac tissue showed intense inflammatory infiltrate, myocardial necrosis and abundant amastigote nests. However, although the gastrointestinal tissue was congestive, no inflammation or parasites were observed. Although all clones belong to DTU I, two intra-DTU genotypes were found with the sequencing of the mini-exon intergenic spacer, however there is no strict correlation between genetic groups, the cycles of the parasite or the clinical forms of the disease. Trypanosoma cruzi clones from Girón with higher sensitivity to nifurtimox presented a particular G2 genotype and C/T transition in Cyt b. When the diagnosis was early, the patients responded well to antichagasic treatment, which highlights the importance of diagnosis and treatment early to prevent fatal outcomes associated with these acute episodes.

Human host genetic factors have been suggested to be determinants of the prevalence and clinical forms of Chagas disease. In this regard, IL-17A is believed to control parasitemia and protect against heart disease. In this work, we assessed whether IL17A gene polymorphisms are related to infection and/or development of the cardiac form of Chagas disease by genotyping for five IL17A SNPs (rs4711998, rs8193036, rs3819024, rs2275913 and rs7747909) in 1171 individuals from a Colombian region endemic for Chagas disease, classified as seronegative (n=595), seropositive asymptomatic (n=175) and chronic Chagas cardiomyopathy (n=401). Our results showed that SNP rs8193036, which is located upstream of the coding region of the gene, was slightly associated with protection against T. cruzi infection (P=0.0170, PFDR= 0.0851, OR=0.80, CI=0.66-0.96) and strongly associated with protection against the development of cardiomyopathy (P=0.0065, PFDR=0.0324, OR=0.75, CI=0.60-0.92). This finding suggests that this IL17A polymorphism could be associated with Trypanosoma cruzi infection and the development of chronic cardiomyopathy due to differential expression of cytokine IL-17A.