Toxoplasma gondii: Caracterização de nova cepa em carne suína, soroprevalência e biomarcadores sistêmicos associados com a infecção em doadores de sangue e em pacientes com e sem toxoplasmose ocular do sul do Brasil

Abstract

Objetivo: Determinar a presença de DNA de Toxoplasma gondii (T. gondii) e as características genéticas da cepa do parasita em amostras de coração, língua e linguiças suínas do Sul do Brasil. Analisar biomarcadores sistêmicos em amostras de pacientes infectados por T. gondii com e sem toxoplasmose ocular e, em doadores de sangue do Sul do Brasil. Métodos: Um total de 20 corações, 20 línguas e 20 linguiças suínas foram coletados em supermercados da cidade de Santa Maria, Rio Grande do Sul, Sul do Brasil. O DNA foi extraído de cada amostra e realizada a PCR em tempo real (qPCR). A análise de genotipagem de T. gondii foi realizada por PCR-RFLP. Os níveis de MDA, TBARS, micronúcleos, carbonil, GSH, vitamina C e vitamina E foram medidos em amostras de 8 pacientes positivos para anticorpos de T. gondii com toxoplasmose ocular (TO), de 20 pacientes positivos para anticorpos de T. gondii sem toxoplasmose ocular (sem TO) e de 12 indivíduos saudáveis negativos para anticorpos de T. gondii. Também foi coletado sangue periférico de 510 doadores de sangue (310 e 200 do Banco de Sangue nos municípios de Erechim e Chapecó, respectivamente). Anticorpos IgG e IgM específicos de T. gondii foram detectados por Eletroquimioluminescência, Nested PCR e qPCR foram realizados para detectar DNA de T. gondii. Vinte e sete diferentes citocinas, quimiocinas e fatores de crescimento foram analisados usando um ensaio Luminex de alto desempenho. Resultados: DNA de T. gondii foi detectado em 2 de 20 (10%) amostras de coração e em 1 de 20 (5%) amostras de língua usando o marcador 529 bp. Além disso, essas 2 (10%) amostras de coração também foram positivas para T. gondii pelo marcador B1. Todas as amostras de linguiça foram negativas para ambos os marcadores. A genotipagem revelou um novo genótipo atípico na carne suína. No segundo estudo, observou-se que os níveis de MDA, TBARS, carbonil e micronúcleos foram significativamente maiores nos pacientes sem TO, enquanto os níveis de MDA e TBARS foram menores nos pacientes TO. Em contraste, os fatores antioxidantes, GSH e vitamina E foram significativamente menores em pacientes sem TO, enquanto a vitamina C foi menor em pacientes sem TO e TO. O último estudo mostrou que entre 310 doadores de sangue da cidade de Erechim, 44,5% (138/310) eram IgM(-)/IgG(+), e 1,3% (4/310) eram IgM(+)/IgG(+), já entre os 200 doadores de sangue da cidade de Chapecó, 42,5% (85/200) eram IgM(-)/IgG(+) e 2% (4/200) eram IgM(+)/IgG(+). Não foi encontrado DNA de T. gondii nas amostras analisadas por Nested PCR e qPCR. Além disso, os doadores com IgM(-)/IgG(+) apresentaram níveis mais elevados de mediadores sistêmicos distintos, e foram indicados como altos produtores de vários mediadores sistêmicos (CCL11, CCL2, CCL3, CCL4, CXCL10, IL-1B, IL-17, IFN-γ, IL-4, IL-9, IL-13, IL-10, IL-1Ra, VEGF, PDGF, GM-CSF e IL-7). No entanto, doadores com IgM(+)/IgG(+) foram caracterizados como altos produtores de CXCL8, CXCL10, CCL4, IL-1β, IL-1Ra, IL-9, IL-13 e PDGF, enquanto doadores com IgM(-)/IgG(-) apresentaram níveis inalterados para os mediadores solúveis avaliados. Conclusões: Os estudos realizados mostraram a presença de DNA de T. gondii e um novo genótipo atípico do parasita em amostras de carne suína do Sul do Brasil. Além disso, encontramos altos níveis de stress oxidativo e dano ao DNA, e diminuição dos fatores antioxidantes em pacientes com Toxoplasma gondii, sendo necessários mais estudos para entender melhor a patogênese da infecção. Também observou-se alta soroprevalência de infecção por T. gondii em doadores de sangue e os resultados fornecem um ponto de partida de possíveis biomarcadores em doadores de sangue infectados com T. gondii.

Purpose: We determined the presence of Toxoplasma gondii (T. gondii) DNA and the genetic characteristics of the Parasite strain in pork heart, in pork tongue, and pork sausage samples from Southern Brazil. We also analyzed systemic biomarkers in samples from patients infected with T. gondii with and without ocular toxoplasmosis, and blood donors from Southern Brazil. Methods: A total of 20 pork hearts, 20 pork tongues and 20 sausages were collected from supermarkets of Santa Maria city, Rio Grande do Sul, Southern Brazil. DNA was extracted from each sample and real-time PCR (qPCR) was performed. T. gondii genotyping was performed by PCR–RFLP analysis. The levels of MDA, TBARS, micronuclei, carbonyl, GSH, vitamin C and vitamin E were measured on samples from 8 patients positive for T. gondii antibodies with ocular toxoplasmosis (OT), 20 patients positive for T. gondii antibodies without ocular toxoplasmosis (non OT), and 12 healthy individuals negative for T. gondii antibodies. Also, peripheral blood was collected from 510 blood donors (310 and 200 from Blood Bank of Erechim and Chapeco cities, respectively). Specific T. gondii IgG and IgM antibodies were detected by Eletrochemioluminescence, Nested PCR and qPCR were performed to detect T. gondii DNA. Twenty-seven different cytokines, chemokines, and growth factors were analyzed using a high-performance Luminex assay. Results: T. gondii DNA was detected in 2 of 20 (10%) heart samples and in 1 of 20 (5%) tongue samples using 529-bp marker. Besides those 2 (10%) heart samples also were positive for T. gondii using B1 marker. All sausage samples were negative for both markers. Genotyping revealed a new atypical genotype in the pork meat. In the second study, it was observed that the levels of MDA, TBARS, carbonyl and micronuclei were significantly higher in non OT patients, while MDA and TBARS levels were lower in OT patients. In contrast, the antioxidative factors, GSH and vitamin E levels were significantly lower in non OT patients, while vitamin C was lower in non OT and OT patients. The last study showed that among 310 blood donors from Erechim city, 44.5% (138/ 310) were IgM(-)/IgG(+), and 1.3% (4/ 310) were IgM(+)/IgG(+), while out of 200 blood donors from Chapeco city, 42.5% (85/200) were IgM(-)/IgG(+), and 2% (4/200) were IgM(+)/ IgG(+). We did not find T. gondii DNA in the samples analyzed by Nested PCR and qPCR. Additionally, IgM(-)/IgG(+) donors presented higher levels of distinct systemic mediators, and were indicated to be high producers of several systemic mediators (CCL11, CCL2, CCL3, CCL4, CXCL10, IL-1B, IL-17, IFN-γ, IL-4, IL-9, IL-13, IL-10, IL-1Ra, VEGF, PDGF, GM-CSF, and IL-7). However, IgM(+)/IgG(+) donors were found as high producers of CXCL8, CXCL10, CCL4, IL-1β, IL-1Ra, IL-9, IL-13, and PDGF, while IgM(-)/IgG(-) donors showed unaltered levels for the most soluble mediators evaluated. Conclusions: The studies showed the presence of T. gondii DNA and a new atypical genotype of the parasite in pork samples from southern Brazil. Also, we found high levels of oxidative stress and DNA damage, and low levels of antioxidant factors in patients with T. gondii; more studies are necessary to better understand the pathogenesis of the infection. Addicionally, we observed a high seroprevalence of T. gondii infection in blood donors, and the results provide a starting point of possible biomarkers in blood donors infected with T. gondii.