Nuevas perspectivas sobre enfermedades del corazón a partir de la infección por T. brucei

Trypanosoma brucei es un parásito protozoario que representa graves riesgos para la salud en toda África subsahariana. Este parásito se transmite a través de la mosca tsé-tsé y es responsable de dos enfermedades principales: la tripanosomiasis africana humana (HAT), también conocida como enfermedad del sueño, y la tripanosomiasis africana animal (AAT). En humanos y animales, la enfermedad genera síntomas como fiebre intermitente, pérdida de peso y, eventualmente, coma.

Hay dos tipos principales de T. Brucei que infectan a los humanos: T. b. gambiense, que se encuentra principalmente en África Occidental y Central, y T. b. rhodesiense, que se encuentra en África Oriental y Meridional. La enfermedad causada por T. b. rhodesiense suele ser más grave y progresa más rápido que la enfermedad causada por T. b. gambiense. Aunque la HAT es rara, con menos de 1000 casos reportados en 2019 y 2020, la presencia de reservorios animales y la mosca tsé-tsé significa que los brotes pueden ocurrir en cualquier momento. La AAT es un problema significativo para la ganadería en África subsahariana, provocando pérdidas económicas importantes, estimadas en 4.75 mil millones de dólares al año.

#Ubicación y Efectos de T. brucei

Se sabe que T. brucei infecta la sangre y el sistema nervioso central, pero estudios recientes sugieren que también puede infectar otros tejidos del cuerpo, como el corazón, los pulmones y la piel. En estos tejidos, la presencia del parásito provoca una inflamación y daño significativos, lo que puede afectar el funcionamiento de los órganos y aumentar el riesgo de muerte.

El corazón se ve afectado notablemente por T. brucei, lo que puede aumentar la mortalidad por HAT. Los pacientes con HAT a menudo tienen niveles altos de NT-proBNP, un marcador que indica insuficiencia cardíaca, y muchos experimentan síntomas de problemas cardíacos. Aunque las pruebas cardíacas no son rutinarias para los pacientes de HAT, se han observado anomalías en muchos casos. Por ejemplo, estudios han encontrado que un alto porcentaje de pacientes de HAT muestran cambios en la actividad cardíaca, como intervalos largos entre latidos. Un estudio indicó que los pacientes con problemas cardíacos tenían más probabilidades de llevar anticuerpos contra T. brucei, mostrando una conexión entre la infección y problemas cardíacos.

Se ha notado inflamación cardíaca en pacientes que murieron de HAT, lo que indica que la enfermedad cardíaca relacionada con la infección por T. brucei es una preocupación importante. Esta relación se ha observado tanto en infecciones por T. b. gambiense como por T. b. rhodesiense. Hay sugerencias de que T. b. rhodesiense causa problemas cardíacos más severos, pero debido a los casos limitados, esto necesita más investigación.

#Enfermedad Cardíaca Poco Estudiada

A pesar de saber que la enfermedad cardíaca es consecuencia de la infección por T. brucei, sigue siendo un tema poco explorado. Falta un modelo animal adecuado para estudiar la enfermedad cardíaca asociada con la infección. Estudios anteriores han investigado el daño cardíaco causado por T. brucei en animales más grandes, como ganado y primates. Aunque estos modelos son útiles, son costosos, complejos y plantean preocupaciones éticas.

Recientemente, se introdujo un modelo de rata para estudiar la enfermedad cardíaca causada por T. brucei. En este modelo, las ratas infectadas mostraron signos de inflamación cardíaca y actividad cardíaca irregular poco después de la infección. Sin embargo, este modelo estuvo limitado a las etapas tempranas de infección y carecía de evaluaciones detalladas de la función cardíaca a lo largo del tiempo.

Un modelo de ratón para la enfermedad cardíaca relacionada con T. brucei podría ofrecer muchos beneficios. Los ratones son económicos y fáciles de manejar, lo que los convierte en una opción práctica para los investigadores. Existen múltiples cepas de ratones, lo que puede ayudar a explorar cómo se desarrolla la enfermedad. Los ratones también han servido como modelos para otras enfermedades parasitarias, proporcionando un fondo útil para entender T. brucei.

Estudios históricos han encontrado signos de inflamación cardíaca en ratones infectados con T. brucei, estableciendo al ratón como un modelo potencial para estudiar la enfermedad cardíaca causada por este parásito. Establecer un fuerte modelo de ratón permitiría a los investigadores investigar los mecanismos de la enfermedad cardíaca relacionada con T. brucei y trabajar hacia nuevos tratamientos.

#Configurando el Modelo de Ratón

En este estudio, los investigadores buscaron crear un modelo de ratón confiable para entender mejor la enfermedad cardíaca relacionada con T. brucei. Encontraron que la infección por T. brucei en ratones refleja características clave de la enfermedad observadas en humanos. El objetivo principal era investigar cambios importantes en el corazón y el sistema inmunológico relacionados con la infección.

El equipo infectó ratones C57Bl/6J a través de la vena tail con parásitos de T. brucei. Monitorearon la infección a lo largo del tiempo, controlando la cantidad de parásitos en la sangre. Se notaron los primeros signos de infección alrededor de 4 a 6 días después de la infección inicial, con picos de parásitos ocurriendo alrededor de los 6 a 7 días. La cantidad de parásitos fluctuaba, dejando claro que la infección tenía un curso variable.

Los ratones infectados mostraron una severa agrandamiento del bazo, que es una respuesta común a las infecciones por T. brucei en todos los hospedadores. Los ratones infectados mostraron un aumento significativo en el tamaño del bazo en comparación con los ratones no infectados, demostrando los efectos sistémicos de la infección. La tasa de supervivencia de los ratones infectados también fue medida, con un tiempo de supervivencia mediana de aproximadamente 39 días, lo que indica que la infección puede ser amenazante para la vida.

#Función Cardíaca y Biomarcadores

Después de 28 días de infección, los investigadores evaluaron la función cardíaca y los niveles de biomarcadores en los ratones. Miraron los niveles de NT-proBNP, un indicador clave de insuficiencia cardíaca, y encontraron que estos niveles eran notablemente más altos en los ratones infectados. Esta elevación en NT-proBNP se vio en ratones machos y hembras, aunque los ratones machos mostraron niveles ligeramente más altos.

Luego, se realizó una ecocardiografía -un procedimiento que usa ondas sonoras para crear imágenes del corazón- para evaluar la función cardíaca de manera más directa. Los investigadores observaron que los ratones infectados tuvieron aumentos significativos en métricas de función cardíaca, como la fracción de eyección, en comparación con los ratones no infectados. Sin embargo, la frecuencia cardíaca fue más baja en los ratones infectados, y se notaron varias anomalías eléctricas en el ECG, indicando problemas potenciales con el sistema de señalización del corazón.

El equipo también revisó estas métricas nuevamente a los 33 días post-infección, donde notaron una disminución en la función cardíaca en comparación con las mediciones iniciales a los 28 días. Esto sugiere que a medida que la infección progresaba, la capacidad del corazón para bombear efectivamente disminuía.

#Investigando el Daño Cardíaco

Para entender mejor el daño cardíaco causado por T. brucei, los investigadores investigaron la presencia de parásitos en el músculo cardíaco mismo. Usaron parásitos modificados de T. brucei que podían ser identificados debido a un marcador fluorescente. Después de examinar los tejidos cardíacos de ratones infectados, encontraron que los parásitos estaban ubicados fuera de los vasos sanguíneos, confirmando que T. brucei puede invadir y colonizar el músculo cardíaco.

El análisis histopatológico mostró que la mayoría de los ratones infectados exhibieron signos de Miocarditis, una inflamación del músculo cardíaco. La respuesta inmunológica en el corazón estuvo caracterizada por un aumento en las células inmunitarias, incluyendo linfocitos, células plasmáticas y macrófagos. Esto indica que el sistema inmunológico reacciona agresivamente a la presencia de T. brucei en el corazón, lo que podría provocar daño.

Los investigadores también analizaron los niveles de colágeno, una proteína que puede indicar cicatrices en los tejidos. Aunque hubo un aumento en los niveles de colágeno en los corazones de ratones infectados, este aumento no fue estadísticamente significativo, lo que sugiere que, si bien hubo inflamación, es posible que aún no se haya producido cicatrización severa.

#Respuesta Inmunológica en el Corazón

Para entender la respuesta inmunológica dentro del corazón tras la infección por T. brucei, se utilizó citometría de flujo para identificar varios tipos de células inmunitarias. El análisis reveló un aumento significativo en el número total de células inmunitarias en el corazón de los ratones infectados, indicando una fuerte actividad inmunológica.

Notablemente, hubo un aumento tanto en las células T CD4+ como en los macrófagos, que son esenciales para combatir infecciones. El tipo específico de macrófago que más aumentó fue el proinflamatorio, sugiriendo que T. brucei desencadena una robusta respuesta inflamatoria en el corazón.

Curiosamente, también se observaron niveles más altos de células T CD8+ y células asesinas naturales (NK), aunque estas células normalmente no juegan un papel importante contra T. brucei. Esto podría sugerir un aspecto autoinmune, donde la respuesta inmunitaria podría también atacar células del corazón junto con el parásito.

Los investigadores notaron que el paisaje inmunológico en el corazón durante la infección por T. brucei parece favorecer la inflamación, lo que podría ser perjudicial. En última instancia, esto sugiere que la enfermedad cardíaca asociada con T. brucei podría estar vinculada a un desequilibrio en la respuesta inmunitaria y la inflamación en el tejido cardíaco.

#Conclusión

En este estudio, los investigadores desarrollaron un modelo de ratón confiable para investigar la enfermedad cardíaca asociada con la infección por T. brucei, arrojando luz sobre un aspecto descuidado de la tripanosomiasis africana. Descubrieron que T. brucei puede invadir el tejido cardíaco, causando inflamación y afectando la función cardíaca. Los hallazgos revelaron que la respuesta inmunitaria juega un papel crítico en este proceso, sugiriendo que tratamientos enfocados en la modulación inmunitaria podrían ser beneficiosos.

Investigaciones futuras utilizando este modelo pueden ayudar a entender los efectos a largo plazo de las infecciones por T. brucei, incluyendo si los pacientes que se recuperan de la infección están en riesgo de problemas cardíacos persistentes. Dado que T. brucei puede causar problemas de salud significativos en humanos y animales, abordar esta brecha de conocimiento es esencial para mejorar las opciones de tratamiento y las estrategias de manejo para quienes se ven afectados por la tripanosomiasis africana.