Análise metabolômica da leishmaniose visceral baseada na urina de hamsters dourados

Parasitas e Vetores volume 16, Número do artigo: 304 (2023) Citar este artigo

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A leishmaniose é uma das doenças tropicais mais negligenciadas e se espalha principalmente em regiões empobrecidas do mundo. Embora muitos estudos tenham focado na resposta do hospedeiro à invasão de Leishmania, sabe-se relativamente menos sobre os processos complexos a nível metabólico, especialmente as alterações metabólicas nos hospedeiros infectados.

Neste estudo, conduzimos análises metabolômicas na urina de hamsters dourados na presença ou ausência de leishmaniose visceral (LV) usando o sistema de cromatografia líquida de ultra-desempenho (UPLC) em conjunto com espectrômetro de massa de alta resolução (HRMS). As características metabólicas das amostras de urina, juntamente com a alteração histopatológica e a carga parasitária dos tecidos do fígado e do baço, foram detectadas 4 e 12 semanas após a infecção (WPI), respectivamente.

O metabolismo de aminoácidos foi extensivamente afetado em ambos os estágios da progressão da LV. Enquanto isso, também havia características metabólicas distintas em diferentes estágios. Aos 4 WPI, as vias metabólicas significativamente afetadas envolveram o metabolismo da alanina, aspartato e glutamato, a via das pentoses fosfato (PPP), o metabolismo da histidina, o metabolismo do triptofano e o metabolismo da tirosina. Aos 12 WPI, as vias metabólicas marcadamente enriquecidas estavam quase concentradas no metabolismo de aminoácidos, incluindo metabolismo da tirosina, metabolismo da taurina e hipotaurina e metabolismo do triptofano. Os metabólitos e vias metabólicas desregulados no 12º WPI foram obviamente menores do que aqueles no 4º WPI. Além disso, sete metabólitos que foram desregulados em ambos os estágios por meio de análise discriminante de mínimos quadrados parciais (PLS-DA) e testes de características de operação do receptor (ROC) foram selecionados para terem potencial diagnóstico. A combinação desses metabólitos como potencial painel de biomarcadores apresentou desempenho satisfatório na distinção de grupos infectados de grupos controle, bem como entre diferentes estágios de infecção.

Nossas descobertas podem fornecer informações valiosas para uma melhor compreensão da resposta do hospedeiro à infecção por Leishmania do ponto de vista do metaboloma da urina. O painel de biomarcadores urinários proposto poderia ajudar no desenvolvimento de uma nova abordagem para o diagnóstico e prognóstico da LV.

Causada por mais de 20 espécies de parasitas do gênero Leishmania, a parasitose leishmaniose transmitida por mosquitos-pólvora, uma das doenças tropicais mais negligenciadas, está espalhada em aproximadamente 97 países em todo o mundo [1]. Estima-se que sejam relatados 0,7 a 1 milhão de novos casos de leishmaniose por ano [2]. As manifestações da leishmaniose incluem principalmente LV, leishmaniose cutânea (LC) e leishmaniose mucocutânea (LMC). A LV é a forma mais grave e pode ser fatal se não for tratada a tempo. Nos últimos anos, os casos de LV concentraram-se na África Oriental, no subcontinente indiano e no Brasil, e 83% destes casos foram notificados no Brasil, Etiópia, Índia, Sudão do Sul e Sudão [1, 3]. Na China, foi reconhecido que a LV é a única forma autóctone de leishmaniose, distribuída principalmente esporadicamente em áreas locais das províncias de Xinjiang, Gansu e Sichuan, e a área endêmica está se expandindo gradualmente [4]. Através da discriminação anterior e da análise filogenética, Leishmania donovani e L. infantum foram confirmados como os principais agentes causadores da LV chinesa [5, 6].

Não há dúvida de que o diagnóstico precoce é crucial para a investigação epidemiológica e controle da leishmaniose, bem como para o seu tratamento. Além disso, considerando a grande diversidade de hospedeiros reservatórios em focos epidêmicos naturais e a complexa mobilidade da população, um método ideal de detecção/diagnóstico deve ser simples e rápido e adequado para triagem de alto rendimento. Métodos de exame laboratorial da LV têm sido estudados, incluindo testes sorológicos, ensaios imunológicos e métodos baseados em PCR. Alguns deles, como a vareta rK39, foram aplicados comercialmente. Devido à sensibilidade e especificidade, não existe outro método que possa fazer o diagnóstico final de LV do que biópsias invasivas de baço, fígado, medula óssea e gânglios linfáticos. Em particular, a aspiração esplênica ainda é o padrão-ouro atual [7]. Esses métodos invasivos com risco de vida exigem habilidades operacionais relativamente altas e, portanto, não são adequados para popularização em larga escala ou investigação de campo [8]. Portanto, o desenvolvimento de um novo método diagnóstico rápido e eficaz ainda é necessário. Para o tratamento, o antimonial pentavalente (SbV), a anfotericina B e a miltefosina têm sido utilizados há muito tempo na terapia da LV. Os desafios cada vez maiores de resistência aos medicamentos, reações adversas e toxicidade minaram a eficácia da quimioterapia para LV [9]. Há uma necessidade urgente de desenvolvimento de novos medicamentos específicos para melhorar a situação atual. Em resumo, as melhorias no diagnóstico ou na farmacoterapia da LV dependem essencialmente do conhecimento abrangente dos mecanismos subjacentes à leishmaniose.