Caracterización del proceso de metaciclogénesis in vitro de promastigotes de Leishmania (Leishmania) mexicana

Karla Fabiola Chacón-Vargas, Gerardo Manuel Corral-Ruíz, Luvia Enid Sánchez-Torres

Resumen

Introducción. La leishmaniasis es un espectro de enfermedades trasmitidas por vector causada por protozoarios del género Leishmania sp. En México, son endémicas especies del complejo Leishmania mexicana causantes de leishmaniasis cutánea. Durante el desarrollo del parásito en el vector y en cultivo, se ha descrito el proceso de metaciclogénesis que consiste en cambios morfológicos y bioquímicos para la transformación de promastigotes procíclicos en promastigotes metacíclicos.

Objetivo. Caracterizar el proceso de metaciclogénesis en cultivos axénicos de Leishmania mexicana.

Materiales y métodos. En cultivos de promastigotes de L. mexicana se evaluaron diferentes parámetros diariamente y a la misma hora durante 15 días para conocer los cambios a través del tiempo. Se analizó la densidad celular, morfología y parámetros de viabilidad celular por microscopía óptica y citometría de flujo.

Resultados. Durante el seguimiento de la curva de crecimiento se identificaron 3 etapas; a) fase logarítmica, del día 0 al 6, predominan promastigotes procíclicos, poseen mayor tamaño, son viables, metabólicamente activos y con alta tasa de replicación; b) fase estacionaria, del día 7 al 10, predominan promastigotes metacíclicos, son delgados y alargados, una proporción de los parásitos presentan pérdida de viabilidad; c) fase de declive, a partir del día 11, hay disminución de la densidad celular y los parásitos restantes presentan características apoptóticas.

Conclusiones. La caracterización de la curva de crecimiento de L. mexicana permite identificar fácil, rápido y a bajo costo, cuando hay mayor proporción y calidad de promastigotes metacíclicos, reduciendo la variabilidad en los resultados de experimentos in vitro e in vivo. 

Texto completo:

PDF EPUB HTML

Referencias

Burza S, Croft SL, Boelaert M. Leishmaniasis. Lancet. 2018 Sep; 392(10151):951-970. doi: 10.1016/S0140-6736(18)31204-2.

Herrera G, Barragán N, Luna N, Martínez D, De Martino F, Medina J, et al. An interactive database of Leishmania species distribution in the Americas. Sci Data. 2020 Apr ;7 (1):110. doi: 10.1038/s41597-020-0451-5.

Instituto De Diagnóstico Y Referencia Epidemiológicos “Dr. Manuel Martínez Báez”. Lineamientos Para La Vigilancia Por Laboratorio De La Leishmaniasis, INDRE. México: Secretaría De Salud; 2019

Pan American Health Organization. LEISHMANIASES Epidemiological Report of the Americas. Report No. 10. PAHO; 2021

Scott P, Novais FO. Cutaneous leishmaniasis: immune responses in protection and pathogenesis. Nat Rev Immunol. 2016 Sep; 16(9):581-92. doi: 10.1038/nri.2016.72.

Von Stebut E. Leishmaniasis. J Dtsch Dermatol Ges. 2015 Mar; 13(3):191-200; quiz 201. (German). doi: 10.1111/ddg.12595

Ghorbani M, Farhoudi R. Leishmaniasis in humans: drug or vaccine therapy? Drug Des Devel Ther. 2017 Dec; 12:25-40. doi: 10.2147/DDDT.S146521.

Ikeogu NM, Akaluka GN, Edechi CA, Salako ES, Onyilagha C, Barazandeh AF, et al. Leishmania Immunity: Advancing Immunotherapy and Vaccine Development. Microorganisms. 2020 Aug; 8(8):1201. doi: 10.3390/microorganisms8081201.

Serafim TD, Coutinho-Abreu IV, Dey R, Kissinger R, Valenzuela JG, Oliveira F, et al. Leishmaniasis: the act of transmission. Trends Parasitol. 2021 Nov; 37(11):976-987. doi: 10.1016/j.pt.2021.07.003.

Teixeira DE, Benchimol M, Rodrigues JC, Crepaldi PH, Pimenta PF, de Souza W. The cell biology of Leishmania: how to teach using animations. PLoS Pathog. 2013;9(10):e1003594. doi: 10.1371/journal.ppat.1003594.

Kaye P, Scott P. Leishmaniasis: complexity at the host-pathogen interface. Nat Rev Microbiol. 2011 Jul; 9(8):604-15. doi: 10.1038/nrmicro2608.

Amiri-Dashatan N, Rezaei-Tavirani M, Zali H, Koushki M, Ahmadi N. Quantitative proteomic analysis reveals differentially expressed proteins in Leishmania major metacyclogenesis. Microb Pathog. 2020 Dec; 149:104557. doi: 10.1016/j.micpath.2020.104557.

Bilbao-Ramos P, Sifontes-Rodríguez S, Dea-Ayuela MA, Bolás-Fernández F. A fluorometric method for evaluation of pharmacological activity against intracellular Leishmania amastigotes. J Microbiol Methods. 2012 Apr; 89(1):8-11. doi: 10.1016/j.mimet.2012.01.013. Epub 2012 Jan 28. PMID: 22310031.

Wanderley JL, Pinto da Silva LH, Deolindo P, Soong L, Borges VM, Prates DB, et al. Cooperation between apoptotic and viable metacyclics enhances the pathogenesis of Leishmaniasis. PLoS One. 2009 May; 4(5):e5733. doi: 10.1371/journal.pone.0005733

Wheeler RJ, Gluenz E, Gull K. The cell cycle of Leishmania: morphogenetic events and their implications for parasite biology. Mol Microbiol. 2011 Feb; 79(3):647-62. doi: 10.1111/j.1365-2958.2010.07479.x.

Chacón-Vargas KF, Andrade-Ochoa S, Nogueda-Torres B, Juárez-Ramírez DC, Lara-Ramírez EE, Mondragón-Flores R, et al. Isopropyl quinoxaline-7-carboxylate 1,4-di-N-oxide derivatives induce regulated necrosis-like cell death on Leishmania (Leishmania) mexicana. Parasitol Res. 2018 Jan; 117(1):45-58. doi: 10.1007/s00436-017-5635-3.

Sacks DL. Metacyclogenesis in Leishmania promastigotes. Exp Parasitol. 1989 Jul; 69(1):100-3. doi: 10.1016/0014-4894(89)90176-8.

Bates PA. Complete developmental cycle of Leishmania mexicana in axenic culture. Parasitology. 1994 Jan; 108 (Pt 1):1-9. doi: 10.1017/s0031182000078458.

Bates PA, Tetley L. Leishmania mexicana: induction of metacyclogenesis by cultivation of promastigotes at acidic pH. Exp Parasitol. 1993 Jun; 76(4):412-23. doi: 10.1006/expr.1993.1050.

da Silva IA Jr, Morato CI, Quixabeira VB, Pereira LI, Dorta ML, de Oliveira MA, et al. In vitro metacyclogenesis of Leishmania (Viannia) braziliensis and Leishmania (Leishmania) amazonensis clinical field isolates, as evaluated by morphology, complement resistance, and infectivity to human macrophages. Biomed Res Int. 2015;2015:393049. doi: 10.1155/2015/393049.

Zakai HA, Chance ML, Bates PA. In vitro stimulation of metacyclogenesis in Leishmania braziliensis, L. donovani, L. major and L. mexicana. Parasitology. 1998 Apr; 116 (Pt 4):305-9. doi: 10.1017/s0031182097002382.

Muskus CE, Marín Villa M. Metaciclogénesis: un proceso fundamental en la biología de Leishmania. Biomedica. 2002 Jun;22(2):167-77. (Español).

Sacks DL, Perkins PV. Development of infective stage Leishmania promastigotes within phlebotomine sand flies. Am J Trop Med Hyg. 1985 May; 34(3):456-9. doi: 10.4269/ajtmh.1985.34.456.

Saraiva EM, Pinto-da-Silva LH, Wanderley JL, Bonomo AC, Barcinski MA, Moreira ME. Flow cytometric assessment of Leishmania spp metacyclic differentiation: validation by morphological features and specific markers. Exp Parasitol. 2005 May; 110(1):39-47. doi: 10.1016/j.exppara.2005.01.004.

Jiménez-Ruiz A, Alzate JF, Macleod ET, Lüder CG, Fasel N, Hurd H. Apoptotic markers in protozoan parasites. Parasit Vectors. 2010 Nov; 3:104. doi: 10.1186/1756-3305-3-104.

Wlodkowic D, Telford W, Skommer J, Darzynkiewicz Z. Apoptosis and beyond: cytometry in studies of programmed cell death. Methods Cell Biol. 2011;103:55-98. doi: 10.1016/B978-0-12-385493-3.00004-8.

de Souza W, Attias M, Rodrigues JC. Particularities of mitochondrial structure in parasitic protists (Apicomplexa and Kinetoplastida). Int J Biochem Cell Biol. 2009 Oct; 41(10):2069-80. doi: 10.1016/j.biocel.2009.04.007.

Basmaciyan L, Casanova M. Cell death in Leishmania. Parasite. 2019; 26:71. doi: 10.1051/parasite/2019071.

Proto WR, Coombs GH, Mottram JC. Cell death in parasitic protozoa: regulated or incidental? Nat Rev Microbiol. 2013 Jan; 11(1):58-66. doi: 10.1038/nrmicro2929.

Lee N, Bertholet S, Debrabant A, Muller J, Duncan R, Nakhasi HL. Programmed cell death in the unicellular protozoan parasite Leishmania. Cell Death Differ. 2002 Jan; 9(1):53-64. doi: 10.1038/sj.cdd.4400952.

Wanderley JL, Benjamin A, Real F, Bonomo A, Moreira ME, Barcinski MA. Apoptotic mimicry: an altruistic behavior in host/Leishmania interplay. Braz J Med Biol Res. 2005 Jun; 38(6):807-12. doi: 10.1590/s0100-879x2005000600001.

El-Hani CN, Borges VM, Wanderley JL, Barcinski MA. Apoptosis and apoptotic mimicry in Leishmania: an evolutionary perspective. Front Cell Infect Microbiol. 2012 Jul; 2:96. doi: 10.3389/fcimb.2012.00096.

Cecílio P, Pérez-Cabezas B, Santarém N, Maciel J, Rodrigues V, Cordeiro da Silva A. Deception and manipulation: the arms of Leishmania, a successful parasite. Front Immunol. 2014 Oct; 5:480. doi: 10.3389/fimmu.2014.00480.

Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.