Trypanosoma cruzi discrete typing units in Chagas disease patients with HIV co-infection

Abstract

Introducción. Las poblaciones naturales de T. cruzi han sido clasificadas en seis linajes filogenéticos o unidades de tipificación discreta: T. cruzi I, IIa, IIb, IIc, IId y IIe, que pueden jugar un rol en el tropismo tisular y patogénesis de la enfermedad de Chagas. El impacto de la infección por VIH en la diversidad genética de T. cruzi en pacientes coinfectados es un campo poco explorado en parasitología. Objetivo. Caracterizar linajes de poblaciones parasitarias naturales en muestras clínicas de pacientes coinfectados por T. cruzi y VIH. Materiales y Métodos. Se analizaron muestras de sangre y/o lesiones de 25 pacientes residentes en Argentina: 8 pediátricos nacidos de 7 madres coinfectadas, 3 adultos con Chagas indeterminado y VIH y 7 con encefalitis chagásica por SIDA. El diagnóstico molecular y seguimiento de tratamiento etiológico se realizó por PCR hacia secuencias del minicírculo y/o satélite. Los linajes de T. cruzi fueron identificados por PCR para fragmentos de genes para miniexón y ARN ribosomal 24s. La diversidad infra-linaje fue caracterizada por polimorfismo de fragmentos de restricción de las regiones variables del minicírculo. Resultados. De las 7 madres coinfectadas, 2 transmitieron tanto VIH como T. cruzi a sus hijos y 4 sólo transmitieron T. cruzi. El otro caso fue una mujer embarazada que al entrar en coma por presentar un cuadro de Chagas cerebral fue tratada con Benznidazol y no transmitió ni Chagas ni VIH a su hija. En los casos tratados se observó la negativización de la PCR. La mayoría de las poblaciones parasitarias sanguíneas fueron T. cruzi IId, con perfiles de minicírculos particulares de cada paciente, excepto en pares madre-niño infectados, en que resultaron idénticas. Se hallaron poblaciones mixtas con T. cruzi I-IId. En pacientes con reactivación chagásica se encontró tropismo diferencial de T. cruzi IIb y T. cruzi I en lesiones. En estos pacientes los perfiles de minicírculos mostraron patrones complejos sugiriendo poblaciones policlonales. Conclusiones. La elevada proporción de muestras PCR positivas es indicativa de cargas parasitarias más elevadas que en población chagásica sin VIH. Esta exacerbación estaría también implicada en la alta tasa de transmisión vertical. La prevalencia de linaje IId en sangre periférica concuerda con lo hallado en población chagásica en la región. La asociación de linajes infrecuentes en lesiones asociadas a encefalitis chagásica sugiere tropismo diferencial. El análisis directo de linajes parasitarios en muestras clínicas permitió detectar una mayor prevalencia de infecciones mixtas que la detectada a partir de aislamientos en cultivo.

Background. Natural populations of T. cruzi have been classified into six phylogenetic lineages or discrete typing units, T. cruzi I, IIa, IIb, IIc, IId, and IIe, believed to play a role in tissue tropism and disease pathogenesis. The impact of HIV infection in the T. cruzi genetic diversity in coinfected patients is a scarcely explored field of parasitology. Objective. To characterize parasitic lineages in clinical samples from patients co-infected with T. cruzi and HIV Materials and Methods. We analyzed blood and lesions samples from 25 patients residing in Argentina, namely 8 infants born to 7 HIV - T. cruzi co-infected mothers, 3 indeterminate adult chagasic patients with HIV co-infection and 7 presenting cerebral Chagas due to AIDS. Molecular diagnosis and monitoring of etiological treatment was carried out by PCR targeted to kinetoplastid (kDNA) and/or satellite sequences. T. cruzi lineages were identified by means of PCR targeted to the intergenic spacer of miniexon gene and 24s ribosomal ARN genes. To characterize the infra-lineage diversity, restriction fragment length polymorphism (RFLP) of KDNA amplicons was carried out. Results. Out of the 7 co-infected mothers, two transmitted both HIV and T. cruzi to their siblings, four transmitted only T. cruzi. The remaining case was a pregnant woman with cerebral Chagas disease who entered into a coma being treated with benznidazole; she did not transmit congenital Chagas disease nor HIV to her newborn. Most bloodstream populations belonged to T. cruzi IId, with unique minicircle signatures for each patient´s strain, but identical signatures between strains from mothers and their congenitally infected infants. Mixtures of lineages T. cruzi I and T. cruzi IId were also detected. Differential tissue tropism of T. cruzi IIb and T. cruzi I was found in patients with cerebral chagas. Minicircle signatures showed complex patterns suggestive of polyclonal populations. Conclusions. The higher proportion of PCR positive samples suggests higher parasite loads that in chagasic population without HIV. The higher prevalence of T. cruzi IId in bloodstream is in agreement with previous findings in this region. The association of rare lineages at sites of encephalytis suggests differential tropism. The direct characterization of parasite lineages in clinical samples allowed identification of a higher prevalence of mixed infections, than previously assumed, from studies based on culture isolates.