Resúmenes
Las parasitosis intestinales afectan sobre todo a los países en vías de desarrollo y constituyen un problema de salud pública, relacionado muchas veces con la falta de sistemas de salud eficientes, o fuentes de agua potable, que también se acentúan con enfermedades de fondo como Sida, que se presentan también en los países desarrollados. La bibliografía describe que <span name="style_italic">Cryptosporidium</span> spp, <span name="style_italic">Isospora belli </span>y <span name="style_italic">Cyclospora cayetanensis </span>son los parásitos con más frecuencia asociados con diarrea persistente en casos avanzados de pacientes con VIH/Sida. Este grupo de protozoarios requiere exámenes específicos para su diagnóstico, siendo la coloración de Ziehl-Neelsen, uno de los exámenes no rutinarios que permiten su identificación y que, en la mayoría de las ocasiones, no se realiza en el laboratorio si no es solicitado por el médico de manera explícitason los parásitos con más frecuencia asociados con diarrea persistente en casos avanzados de pacientes con VIH/Sida. Este grupo de protozoarios requiere exámenes específicos para su diagnóstico, siendo la coloración de Ziehl-Neelsen, uno de los exámenes no rutinarios que permiten su identificación y que, en la mayoría de las ocasiones, no se realiza en el laboratorio si no es solicitado por el médico de manera explícita
diarrea; coccidios; Cryptosporidium; Isospora; Cyclospora; Sida
Intestinal parasites affect mainly developing countries and constitute a public health problem, often related to the lack of efficient health systems, or drinking water sources. These are also enhanced by underlying diseases such as AIDS, which are also present in developed countries. The literature describes that <span name="style_italic">Cryptosporidium </span>spp, <span name="style_italic">Isospora belli </span>and <span name="style_italic">Cyclosporacayetanensis </span>are the parasites most frequently associated with persistent diarrhea in patients with advanced cases of HIV/AIDS. This group of protozoa requires specific tests for diagnosis; the Ziehl-Neelsen stain is one of the nonroutine tests that allows their identification. In most cases, it is not performed in the laboratory if not explicitly requested by the doctorare the parasites most frequently associated with persistent diarrhea in patients with advanced cases of HIV/AIDS. This group of protozoa requires specific tests for diagnosis; the Ziehl-Neelsen stain is one of the nonroutine tests that allows their identification. In most cases, it is not performed in the laboratory if not explicitly requested by the doctor
diarrhea; coccidia; Cryptosporidium; Isospora; Cyclospora; AIDS
Intestinal parasites affect mainly developing countries and constitute a public health problem, often related to the lack of efficient health systems, or drinking water sources. These are also enhanced by underlying diseases such as AIDS, which are also present in developed countries. The literature describes that <i>Cryptosporidium </i>spp, <i>Isospora belli </i>and <i>Cyclosporacayetanensis </i>are the parasites most frequently associated with persistent diarrhea in patients with advanced cases of HIV/AIDS. This group of protozoa requires specific tests for diagnosis; the Ziehl-Neelsen stain is one of the nonroutine tests that allows their identification. In most cases, it is not performed in the laboratory if not explicitly requested by the doctor
diarrhea; coccidia; <i>Cryptosporidium</i>; <i>Isospora</i>; <i>Cyclospora</i>; AIDS
Lucía Quesada-Lobo1*
*Dirección para correspondencia:
Cryptosporidium spp, Isospora belli y Cyclospora cayetanensis son los parásitos con más frecuencia asociados con diarrea persistente en casos avanzados de pacientes con VIH/Sida. Este grupo de protozoarios requiere exámenes específicos para su diagnóstico, siendo la coloración de Ziehl-Neelsen, uno de los
Cryptosporidium, Isospora, Cyclospora, Sida
Cryptosporidium spp, Isospora belli and Cyclosporacayetanensis are the parasites most frequently associated with persistent diarrhea in patients with advanced cases of HIV/AIDS. This group of protozoa requires specific tests for diagnosis; the Ziehl-Neelsen stain is one of the nonroutine tests that allows their identification. In most cases, it is not performed in the laboratory if
Cryptosporidium, Isospora, Cyclospora, AIDS
1En etapas tardías de la enfermedad, hay un descenso del número de células CD4+ por debajo de 200 células/mm3 y desarrollo de infecciones oportunistas, tumores y complicaciones neurológicas.2
Las parasitosis intestinales tropicales, afectan principalmente a los países en vías de desarrollo y constituyen un problema de salud pública, relacionado muchas veces con la falta de sistema de salud eficiente, fuentes de agua potable, pero también acentuadas por enfermedades de fondo como SIDA, que afectan asimismo a los países desarrollados. La literatura describe que Cryptosporidium spp, Isospora belli y Cyclospora cayetanensis son los parásitos más frecuentemente asociados con diarrea persistente y con pérdida de peso, en casos avanzados de pacientes con VIH/SIDA. 3-8
3,4 El objetivo de esta revisión es destacar los coccidios que se desempeñan como los actores principales en los cuadros de diarrea de pacientes con VIH/Sida, la patología en estos pacientes y las herramientas para su diagnóstico.
Cystoisospora (Isospora) son protozoarios parásitos pertenecientes al Filo apicomplexa, a los cuales también se les conoce como coccidios. El término coccidio abarca también a las especies de Cryptosporidium, Toxoplasma gondii y otros miembros del suborden Eimeriorina. En términos generales, los coccidios se caracterizan por ciclos de vida complejos. Sin embargo, los miembros del género Cystoisospora son capaces de completar su ciclo de vida en un solo hospedador. Los ooquistes de las especies del género Cystoisospora contienen dos esporoquistes, cada uno con cuatro esporozoitos. Los ooquistes de los géneros Toxoplasma y Sarcocystis, entre otros, están constituidos de manera similar, pero estos parásitos son heteroxenos y tienen un hospedador vertebrado intermediario, a diferencia de Isospora, por lo que se ubican en otra familia de coccidios.5
C. belli o a especies de Sarcocystis. Ejemplo de dicha confusión se encuentra en un trabajo pionero sobre las coccidiosis de E. R. Becker, publicado en 1934. Becker incluye bocetos que ejemplifican la esporulación propia de C. belli, pero al referrirse al parásito, lo hace como I. hominis.5
Las infecciones por C. belli son cosmopolitas, pero aparecen con mayor frecuencia en regiones tropicales y subtropicales, especialmente en Haití, México, Brasil, El Salvador, África, Medio Oriente y Sureste Asiático.6,7,8Durante un estudio longitudinal llevado a cabo en Los Ángeles con pacientes con VIH/Sida (8), se determinó que la prevalencia de C. belli encontrada entre 16.351 pacientes a lo largo de 8 años, fue del 1%. La prevalencia era mayor cuando los pacientes eran nacidos en El Salvador (prevalencia de 7,4%), México (prevalencia de 5,4%) o cualquier otra étnia hispánica (prevalencia de 2,9%). Los pacientes con historia previa de pneumonía por Pneumocystis jirovecci resultaron menos propensos a la infección con C. belli, probablemente porque recibieron tratamiento con TMPSMX. Los investigadores concluyen que este comportamiento de cistoisosporiasis, de mayor prevalencia en los pacientes con VIH/Sida de origen latino, se debe a que están más expuestos a viajar a sus países, donde la enfermedad es más abundante, o a que tienen una inmigración reciente.8
C. belli.9En Sao Pablo, Brasil, de 81 muestras de heces de pacientes inmunocompetentes, todas resultaron negativas por C. belli; mientras, de otras 81 muestras de heces de pacientes con VIH/Sida, 13 resultaron positivas (9,9%).10Entre los países desarrollados, en España, 3 de 60 muestras (5%) de pacientes con VIH/Sida con diarrea, estaban positivas por ooquistes de C. belli.11
12, 13No obstante, se desconoce si otros animales servirían como hospedadores durante la transmisión de C. belli, pero la existencia de hospedadores paraténicos explicaría porqué suceden infecciones donde las medidas sanitarias son correctas.5
C. belli produce en pacientes inmunocompetentes, un cuadro acompañado de esteatorrea, cefalea, fiebre, malestar, dolor abdominal, vómito, deshidratación y pérdida de peso. La sangre en las heces no es un hallazgo común, al igual que la eosinofilia periférica observada en unos cuantos pacientes. La enfermedad tiende a la cronicidad, con parásitos en heces o en muestras de biopsia, incluso meses y hasta años después, y la recurrencia es frecuente. 14, 15, 16
C. belli, la cual fue de desenlace fatal, a pesar de la continua nutrición parenteral.17En este caso, la diarrea se caracterizó por deposiciones de 1 a 3 litros diarios, debido a una hipersecreción de fluido intraluminal tipo cólera. Sin embargo, no todas las infecciones en niños se desarrollan de esa manera, y hay diversos casos en los que el paciente se recupera sin mayor problema.18
C. belli en pacientes con la enfermedad de Hodgkin,14con enfermedad linfoproliferativa de no-Hodgkin,19en adultos con leucemia de las células T asociada al virus humano tipo I de células T20y en pacientes con leucemia linfoblástica aguda.21
C. belli en individuos con Sida, es normalmente una diarrea tipo secretora, la cual además del cuadro febril y de la pérdida de peso significativa, conduce a una deshidratación muy severa que requiere hospitalización. A pesar de esto, las lesiones intestinales inducidas por C. belli y la respuesta al tratamiento son similares en los pacientes inmunosupresos y en los inmunocompetentes.5
22, 23Este tipo de cuadro se puede presentar como una historia de disfagia, náuseas, vómito y diarrea profusa, con gran pérdida de peso y conjuntamente con oportunistas como Pneumocystis carinii, citomegalovirus y candidiasis.22En las autopsias se ha determinado caquexia severa, focos eritematosos y hemorrágicos a nivel de intestino delgado, ulceraciones de hasta 5 mm de diámetro, atrofia del borde en cepillo e hipertrofia de los ganglios linfáticos mesentéricos.5
C. belli, 160 y 800 mg de TMP-SMX, respectivamente, o bien, 500 mg de ciprofloxacina dos veces al día durante 7 días.24Quienes respondieron clínica y microbiológicamente recibieron después profilaxis durante 10 semanas (una dosis 3 días a la semana). El cuadro diarreico resolvió en 10 de los 12 pacientes tratados con ciprofloxacina. Uno solo de los pacientes tratado con TMP-SMX continuó excretando Cystoisospora incluso el día 7 postratamiento, pero sin síntomas diarreicos, y ya con 3 días adicionales de tratamiento, dejó de detectársele ooquistes en heces. Otra opción es la pirimetamina asociada con ácido fólico durante 14 días, seguida de dosis profilácticas.25
Cryptosporidium, así como el reconocimiento de la existencia de varias especies a partir de estudios con C. muris de ratón.26Tras el descubrimiento de Cryptosporidium, pasaron cerca de 50 años durante los cuales el parásito fue constantemente confundido con coccidios del género Sarcocystis. Tal confusión entre los dos géneros tuvo lugar porque muchos de los ooquistes de Sarcocystis spp. poseen una pared delgada que a menudo se rompe y libera los esporoquistes, cada uno con cuatro esporozoitos, tal y como los ooquistes de Cryptosporidium, que albergan en su interior cuatro esporozoitos.27En los últimos años, las diversas caracterizaciones a nivel molecular de Cryptosporidium han contribuido a elucidar la confusa taxonomía de este protozoario, así como a validar la existencia de múltiples especies. Como resultado, se tiene a C. andersoni en ganado vacuno, C. canis en perros, C. felis en gatos, C. hominis en humanos, C. baileyi en gallinas y otras aves, C. galli en aves, C. meleagridis en aves y humanos, C. molnari en peces, C. muris en roedores y otros mamíferos, C. parvum en rumiantes y humanos, C. wrairi en cerdos de Guinea, C. saurophilum y C. serpentis en lagartijas y serpientes.26-32
Cryptosporidium corresponde al ooquiste, elemento de resistencia del parásito que permite la diseminación de la infección. El ooquiste presenta una pared que puede ser fina o gruesa, lo cual se relaciona con diferentes vías de desarrollo esporogónico y de infección.27
Los esfuerzos más recientes en cuanto a la investigación sobre la cryptosporidiosis están principalmente dirigidos a la caracterización ecológica del parásito, sus fuentes de infección y los factores de riesgo asociados. Para ello se ha acudido a herramientas moleculares, a la identificación de vías metabólicas propias de Cryptosporidium para el desarrollo de drogas terapéuticas, y al esclarecimiento de la respuesta inmune durante la patología.33Gracias a esos esfuerzos se ha facilitado la secuenciación completa del genoma de Cryptosporidium parvum, Cryptosporidium hominis y Cryptosporidium muris.24
La criptosporidiosis es responsable de altas morbilidad y mortalidad entre los pacientes infectados con el VIH. Entre este grupo de personas, quienes tienen diarrea elevan las prevalencias hasta un 14% y un 24% en países desarrollados y en vías de desarrollo, respectivamente.34
Cryptosporidium spp. De ellos, el 33,3% eran personas homosexuales y un 10,6% utilizaban drogas intravenosas. Un 30% del 15,6% infectado con Cryptosporidium spp., sufría además de criptosporidiosis extraintestinal.35
En 1982, el Centro para el Control de Enfermedades en Atlanta documentó el papel de C. parvum como el responsable de la infección de 21 pacientes de Sida y 12 inmunocompetentes. Esas personas se expusieron a C. parvum de origen vacuno. Se ha observado la transmisión animalhumano, particularmente de ganado a veterinarios o hacia habitantes de zonas rurales, incluso desde conejos en contexto de laboratorio hacia los investigadores.36Una serie de estudios señala que la transmisión de aislamientos humanos es contagiosa para una variedad de mamíferos.37Se ha descrito la infección de turistas, principalmente cuando viajan a países en vías de desarrollo, de trabajadores de centros de salud y del personal y niños en guarderías.38, 39, 40La infección en seres humanos con aislamientos de animales no mamíferos ha sido poco estudiada.Cryptosporidium es, de los coccidios asociados a diarrea, el que ha sido más estudiado, por lo tanto, es del que se tiene más información acerca de su patología e inmunología. Infecta principalmente a nivel de intestino delgado. Con independencia de la especie, la infección con Cryptosporidium spp. se manifiesta como un cuadro diarreico en el 90% de los casos. El paciente inmunocompetente termina por controlar la infección, caracterizada por ser una diarrea acuosa, aguda y autolimitante, que perdura de 5 a 10 días. Sin embargo, en pacientes con defectos en la respuesta celular (Sida, desnutrición, leucemias, etc.), Cryptosporidium causa frecuentemente una diarrea crónica que podría involucrar el tracto biliar.41
A pesar de los numerosos estudios con modelos animales llevados a cabo con Cryptosporidium parvum, el alcance de estos modelos para explicar la respuesta inmunológica humana es limitada. El panorama clínico en roedores dista del humano, en tanto los ratones no desarrollan diarrea tras la infección. Los primates no humanos, aunque probablemente sean el mejor modelo, pues mimetizan la enfermedad humana, presentan muchas dificultades técnicas en comparación con el modelo murino. Cryptosporidium hominis, el principal agente causante de cryptosporidiosis, infecta únicamente a humanos y cerdos gnotobióticos, por lo que los modelos animales para su estudio son muy limitados. Para hacer los análisis aún más difíciles, la comparación que surge entre el modelo animal y el humano muestra que la respuesta inmunológica dista entre uno y otro. Por ejemplo, pareciera que en el ratón la producción de IFN-γ está asociada con las respuestas innata y primaria, 42, 43mientras es posible que en el ser humano se asocie más con la respuesta de memoria hacia el parásito.44Cryptosporidium spp. en nódulos linfáticos mesentéricos.45Se cree que estos también son sitios disparadores de la respuesta inmune adaptativa. En la infección por Cryptosporidium, la secreción de quimiocinas por parte de las células epiteliales produce reclutamiento de células T activadas hacia la lámina propia, provenientes de las placas de Peyer, vía NLM y mediante la circulación. En cuanto a la presencia de anticuerpos, si bien se ha hallado inmunoglobulinas específicas del tipo IgG, IgM, IgA e IgE en pacientes infectados y convalecientes, se ha demostrado que ratones con depleción de células B pudieron resolver la infección por Cryptosporidium. De todas maneras, la IgA secretoria colaboraría en el control de la infección, bloqueando la entrada de los estadios luminales del parásito.45
2 a (MIP-2 a).45Estas sustancias presentan función quimiotáctica. Diferentes tipos celulares (linfocitos T, células natural killer o NK, células dendríticas, monocitos, neutrófilos, eosinófilos y basófilos) son atraídos hacia el sitio de infección, según interacciones específicas entre las moléculas y sus receptores. Las células que son reclutadas hacia el intestino en mayor cantidad son linfocitos, macrófagos y neutrófilos, aunque estos últimos no tendrían una función muy relevante en el control de Cryptosporidium spp.45No obstante, lo que es determinante para la resolución de la diarrea son los linfocitos CD4+, razón por la cual se exacerba la patología en el Sida.
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Con frecuencia el paciente inmunocompetente resuelve por sí solo la infección. En el inmunocomprometido la severidad de los síntomas y el desarrollo de la enfermedad justifican el uso de drogas terapéuticas. En el paciente con Sida es vital restablecer, hasta donde sea posible, la inmunidad, mediante terapia antirretroviral altamente activa, incluyendo inhibidores de VIH-proteasa.47
Cryptosporidium spp., no existe aún en el mercado una droga determinada.24Solo la nitazoxanida, la paramomicina y algunos macrólidos junto con otros antibióticos, han sido considerados medianamente recomendables, sin que puedan llegar a denominarse curativos. La nitazoxanida se ha utilizado en una dosis de 500-1500 mg dos veces al día, durante varias semanas, incluso meses. La paramomicina se puede utilizar en pacientes inmunocompetentes en una dosis de 1500-2000 mg al día, durante 7-14 días, para reducir los síntomas, pero sin que se logre erradicar a Cryptosporidium. En pacientes con Sida la paramomicina no parece surtir efecto. Entre los macrólidos, diversos ensayos catalogan la espiramicina, la claritromicina y la azitromicina como drogas con eficacia dudosa en pacientes con Sida. Es probable que el rifabutin, administrado como profilaxis contra Mycobacterium aviaum, tenga un efecto protector en un porcentaje de los casos de pacientes con Sida.24
48describieron un cuadro diarreico en cuatro viajeros que regresaban de México y Haití, y sugirieron que el agente causal era un patógeno nuevo. Entre 1991 y 1992, Ortega y colaboradores49caracterizaron este organismo que durante mucho tiempo generó controversia, y lo definieron como una nueva especie de coccidio capaz de infectar al ser humano y perteneciente al género Cyclospora.
Cuando un hospedador susceptible ingiere alimentos o agua contaminada con ooquistes infectantes, los esporozoitos son liberados para infectar el epitelio intestinal de duodeno y yeyuno. Luego de dos ciclos de multiplicación asexual se forman merontes tipos I y II; este último se diferencia en formas sexuales o gametocitos. El macrogametocito es fertilizado por el microgametocito y se produce un cigoto a partir del cual se desarrolla el ooquiste, que será excretado por heces en forma de ooquistes no esporulados.50
Cyclospora proviene de turistas y de países en donde el protozoario es endémico, como Haití, Guatemala, Perú y Nepal. Entre 1996 y 1998 se presentó una serie de epidemias de diarrea causadas por C. cayetanensis en los Estados Unidos y Canadá. En ambos países se atribuyó como causa el consumo de frambuesas originarias de Guatemala.51-53Investigaciones llevadas a cabo a partir de estos hechos, sugieren que Guatemala es un país en donde la infección por Cyclospora cayetanensis es endémica.54, 55
Cyclospora se caracteriza por anorexia, náuseas, flatulencia, fatiga, dolor abdominal, diarrea, fiebre moderada y pérdida de peso.56-60La presentación clínica varía ligeramente entre las áreas no endémicas y las endémicas, en donde las infecciones asintomáticas suelen ser más frecuentes. Los síntomas clínicos son más severos en los niños. En las regiones endémicas los cuadros tienden a ser cada vez más favorables, conforme el paciente avanza en sus años de vida y la duración de la infección es menor. En el adulto mayor, al igual que en la población infantil, los síntomas vuelven a agravarse.53, 56, 61
Cyclospora puede pasar como asintomática en regiones endémicas y pacientes inmunocompetentes. Sin embargo, se ha reportado diarrea severa en ambos casos.
Cyclospora. En pacientes inmunocompetentes se produce una pérdida de peso moderada (3,5 Kg en promedio), mientras que la pérdida de peso es mucho mayor en el paciente con Sida (7,2 Kg en promedio).63, 64El período de incubación de la enfermedad es de alrededor de los 7 días.57, 58No obstante, existe una diferencia en cuanto a su duración entre los inmunocompetentes y los pacientes con Sida. Mientras en el primer grupo la infección persiste cerca de 57 días, en los pacientes del segundo se prolonga alrededor de 199 días.65,66La frecuencia de los movimientos intestinales en los pacientes inmunocompetentes con diarrea por Cyclospora es de 5 a 15 movimientos al día. Adicionalmente a la pérdida abrupta de fluidos, se ha reportado mala absorción de la D-xilosa.67Con mayor frecuencia en el paciente con Sida, también se reporta enfermedad biliar tras la infección con Cyclospora.66La colecistitis es otro hallazgo informado en los pacientes con Sida, 66,68los cuales presentaron dolor abdominal en el cuadrante superior derecho y elevación de la fosfatasa alcalina.60
Cyclospora, Cryptosporidium y otros parásitos.69Asimismo, se han detectado ooquistes de Cyclospora en muestras de origen no gastrointestinal. En dos reportes se describe la presencia de ooquistes en esputo de pacientes HIV positivo, con antecedentes de tuberculosis pulmunonar, 70, 71lo que sugiere que Cyclospora podría considerarse un patógeno oportunista.
El tratamiento con TMP-SMX, en diversos esquemas de dosificación, ha resultado ser efectivo en la mayoría de los casos para resolver ladiarrea y lograr la negativización de las muestras de heces. La ciprofloxacina es el tratamiento de segunda elección. La tasa de recurrencia de la infección es mayor cuando no se utiliza posteriormente tratamiento profiláctico con dichos medicamentos.24
Cystoisospora belli, Cryptosporidium spp. y Cyclospora cayetanensis pueden ser detectados en muestras de heces por métodos muy similares. En los tres casos las muestras fijadas y teñidas con las técnicas de Ziehl-Neelsen o de Kinyoun, permiten ver los ooquistes con un tono que va desde rosado pálido hasta rojo intenso. En el caso de Cystoisospora belli, la identificación del ooquiste usualmente no esporulado de 20-30 um de diámetro, puede producirse también por las tinciones de Giemsaymediantesuautofluorescenciaazul-neón,aunalongitud de onda de 330-380 nm.72Para detectar Cryptosporidium spp, en heces y otros fluidos, como esputo y contenido biliar, se han desarrollado técnicas de fluorescencia que emplean anticuerpos específicos, así como técnicas moleculares; no obstante, las tinciones ácido-resistentes siguen siendo las más utilizadas. La importancia de estas técnicas es que, dependiendo de su diseño, permiten identificar la especie de Cryptosporidium, lo cual a nivel epidemiológico es fundamental, dado que hay especies antroponóticas y antropozoonóticas.24
coccidiosis asociadas a diarrea en individuos inmunocompetentes se caracterizan por una diarrea aguda, normalmente autolimitada. En pacientes inmunocomprometidos la enfermedad puede adquirir formas graves, potencialmente fatales. Las personas afectadas por el síndrome de inmunodeficiencia adquirida son particularmente propensas a padecer formas graves de criptosporidiosis.
En cuanto al abordaje de la coccidiosis por Cystoisospora belli y Cyclospora cayetansis, sí posee un esquema de tratamiento adecuado, especialmente de relevancia en el paciente con Sida. Hasta la fecha, lo que pareciera generar las mejores respuestas para el tratamiento de la diarrea por Cryptosporidium, es la nitazoxanida; desafortunadamente, aún no se cuenta con un antiparasitario 100% efectivo contra ese agente.Se debe tener presente que este grupo de protozoarios requiere exámenes específicos para su diagnóstico. Los coccidios intestinales se logran distinguir con la coloración de Ziehl-Neelsen, uno de los exámenes no rutinarios que permiten su identificación y que en muchas ocasiones no se realiza si no es solicitado por el médico.
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Afiliación de los autores: Universidad de Costa Rica y Laboratorio Clínico, Hospital México1
Abreviaturas: VIH, virus de inmunodeficiencia humana; SIDA, síndrome de inmunodeficiencia adquirida.
Fecha recibido: 11 de noviembre de 2011 Fecha aceptado: 05 de junio de 2012
Authors’ Affiliation: University of Costa Rica and Clinical Laboratory, Mexico Hospital
Abbreviations: HIV: human immunodeficiency virus, AIDS: acquired immunodeficiency syndrome
Cryptosporidium spp, Isospora belli and Cyclosporacayetanensis are the parasites most frequently associated with persistent diarrhea in patients with advanced cases of HIV/AIDS. This group of protozoa requires specific tests for diagnosis; the Ziehl-Neelsen stain is one of the non routine tests that allows their identification. In most cases, it is not performed in the laboratory if not explicitly requested by the doctor.
Keywords: diarrhea, coccidia, Cryptosporidium, Isospora, Cyclospora, AIDS
1 In late stages of the disease, there is a decrease in the number of CD4+ cells, below 200 cells/mm³ and development of opportunistic infections, tumors, and neurologic complications.2
Cryptosporidium spp, Isospora belli and Cyclosporacayetanensis as the parasites most frequently associated with persistent diarrhea and weight loss, in patients with advanced cases of HIV/AIDS.3-8
3,4 The objective of this review is to highlight the coccidia that play a role as the main agents in episodes of diarrhea in patients with HIV/AIDS, the pathology in these patients and the diagnostic tools.
Cystoisospora (Isospora) are parasitic protozoa that belong in the Apicomplexaphylum, which are also known as coccidia. The term coccidia also involves the species Cryptosporidium, Toxoplasma gondii and other members of the Eimeriorina suborder. In general terms, coccidia are characterized for having complex life cycles. However, members of the genre Cystoisospora are capable of completing their life cycle in a single host. The oocysts of the species in the Cystoisospora genre contain two sporocysts, each one with four sporozoites. The oocysts of the genre Toxoplasma and Sarcocystis, among others, are constituted in a similar way, but these parasites are heteroxenous and have an intermediate vertebrate host, unlike Isospora, which is the reason they belong in another family of coccidia.5
C. belli or species of Sarcocystis. An example of this confusion can be found in a pioneer work about coccidiosis of E.R. Becker, published in 1934. Becker includes sketches that exemplify the sporulation of C. belli, but when referring to the parasite, he does as I. hominis.5
C. belli are cosmopolite, but they appear with a higher frequency in tropical and subtropical regions, especially in Haiti, Mexico, Brasil, El Salvador, Africa, Middle East and Southeast Asia.6,7,8 During a longitudinal study conducted in Los Angeles with patients with HIV/AIDS, it was determined that the prevalence of C. belli found among 16.351 patients through 8 years, was of 1%. This prevalence was higher when patients were born in El Salvador (prevalence of 7,4%), Mexico (prevalence of 5,4%) or any other Hispanic ethnicity (prevalence of 2,9%). Patients with previous history of pneumonia by Pneumocystis jirovecci resulted less prone to infection with C. belli, probably because they received treatment with TMP-SMX. Investigators concluded that this behavior of cystoisosporiasis, of higher prevalence in patients with HIV/AIDS of Latin origin, is due to their travels to their countries, where the disease is more abundant, or because of a recent immigration.8
C. belli.9 In Sao Paulo, Brasil, of 81 feces samples from immunocompetent patients, all of them resulted negative for C. belli; while, from other 81 samples of feces from patients with HIV/AIDS, 13 resulted positive (9,9%).10 Among developed countries, in Spain, 3 out of 60 samples (5%) of patients with HIV/AIDS with diarrhea were positive for oocysts of C. belli.11
12,13 Nonetheless, it is unknown if other animals could serve as hosts during transmission of C. belli, but the existence of paratenic hosts could explain why infections occur where sanitary measures are correct.5
C. belli produces, in immunocompetent patients, an episode characterized by steatorrhea, cephalea, fever, malaise, abdominal pain, vomiting, dehydration and weight loss. Blood in stools is not a common finding, as the peripheral eosinophilia observed in some patients. The disease tends to chronicity, with parasites on feces or in biopsy samples, even months or years later, and recurrence is frequent.14,15,16
C. belli for 30 weeks, which had a fatal outcome, despite the continuous parenteral nourishment.17 In this case, the diarrhea was characterized by stools of 1 to 3 liters daily, due to a hypersecretion of cholera-type intraluminal fluid. However, not all infections in children develop that way, and there are multiples cases in which the patient recovers without major problems.18
C. belli in patients with Hodgkin´s disease,14 with non-Hodgkin lymphoproliferative disease,19 in adults with T cell leukemia associated with type I human virus of T cells20 and in patients with acute lymphoblastic leukemia.21
C. belli in individuals with AIDS is normally a secretory-type diarrhea, which, besides the febrile episode and the significant weight loss, leads to a very severe dehydration that requires hospitalization. Despite these findings, intestinal lesions caused by C. belli and the response to the treatment are similar in immunosuppressed and immunocompetent patients.5
22,23 This type of episode can be present as a history of dysphagia, nauseas, vomiting and profuse diarrhea, with a significant weight loss and in association with opportunistic infections like Pneumocystis carinii, cytomegalovirus and candidiasis.22 During autopsies it has been determined the presence of severe cachexia, erythematous and hemorrhagic foci in small intestine, ulcerations up to 5 mm in diameter, atrophy of the brush border and hypertrophy of the lymphatic mesenteric ganglia.5
C. belli were assigned 160 and 800 mg of TMP-SMX, respectively or, 500 mg of ciprofloxacine twice a day during 7 days.24 Those who responded clinically and microbiologically later received prophylaxis during 10 weeks (one dose 3 days a week). The diarrheic episode was resolved in 10 of 12 patients treated with ciprofloxacine. Only one of the patients treated with TMP-SMX continued excreting Cystoisospora, even on day 7 post-treatment, but without diarrheic symptoms, and with 3 additional days of treatment, there were no more oocysts detected in the feces. Another option is pyrimethamine associated with folic acid during 14 days, followed by prophylactic doses.25
Cryptosporidium, as well as to acknowledge the existence of various species through studies with C. muris from mice.26 After the discovery of Cryptosporidium, nearly 50 years passed during which the parasite was constantly confused with coccidia from the Sarcocystisgenre. Such confusion between both genres was because many of the oocysts of Sarcocystisspp.have a thin wall that frequently breaks and frees sporocysts, each one with four sporozoites, such as the oocysts of Cryptosporidium that harbor in their interior four sporozoites.27 In the last years, various molecular characterizations of Cryptosporidium have contributed to elucidate the confused taxonomy of this protozoan, as well as to validate the existence of multiple species. As a result there are C. andersoni in cattle, C. canis in dogs, C. felis in cats, C. hominis in humans, C. baileyi in chickens and other birds, C. galli in birds, C. meleagridisin birds and humans, C. molnari in fish, C. murisin rodents and other mammals, C. parvum in ruminants and humans, C. wrairi in guinea pigs, C. saurophilum and C. serpentis in lizards and snakes.26-32
Cryptosporidium corresponds to the oocyst, a resistance element of the parasite which permits the dissemination of the infection. The oocyst presents a wall that can be either thin or thick, which is related with different ways of sporogonic development and infection.27
Cryptosporidium for the development of therapeutic drugs, and the clarification of the immune response during the infection.33 Thanks to these efforts, the complete sequencing of the genome was made easier for Cryptosporidium parvum, Cryptosporidium hominis and Cryptosporidium muris.
24
34
Cryptosporidium spp. Out of that group, 33,3% were homosexual persons, and 10,6% used intravenous drugs. A 30% of the 15,6% infected patients with Cryptosporidium spp., also suffered of extraintestinal cryptosporidiosis.35
Atlanta documented the role of C. parvum as the responsible for the infection of 21 patients with AIDS and 12 immunocompetents. These persons were exposed to C. parvum of bovine origin. Animal-human transmission has been observed, particularly from cattle to veterinarians, or towards inhabitants of rural zones, even from rabbits in laboratory context, towards investigators.36 A series of studies point out that transmission of human isolates is contagious for a variety of mammals.37 The infection of tourists has been described, mainly while travelling to developing countries, of workers in health centers and of personnel and children in daycares.38,39,40 The infection in human beings with isolates from non-mammal animals has not been studied extensively.
Cryptosporidium is most studied of the coccidia associated with diarrhea; therefore, it is the one for which more information is available regarding its pathology and immunology. It infects mainly the small intestine. Regardless of the species, infection with Cryptosporidium spp. manifests itself as a diarrheic episode in 90% of cases. The immunocompetent patient ends up controlling the infection; it is characterized as an aqueous diarrhea, acute and self-limiting, that lasts from 5 to 10 days. However, in patients with defects in immune cellular response (AIDS, malnutrition, leukemia, etc.), Cryptosporidium frequently causes a chronic diarrhea that could involve the biliary tract.41
Cryptosporidium pavrum, the reach of these models to explain the human immunological response is limited. The clinical perspective in rodents is far from the human one, as the mice don’t develop diarrhea after the infection. Nonhuman primates; although they could probably be the best model, since they mimic the human disease; they present many technical difficulties in comparison with the murine models. Cryptosporidium hominis, the principal causal agent of cryptosporidiosis, infects only human and gnotobiotic pigs, these makes the animal models used for its study very limited. To make the analysis even more difficult, the comparison that emerges between the animal and human models shows that the immunological response is very far from each other. For example, it looks like in the mouse, the production of IFN is associated with innate and primary responses,42,43 while it is possible that in the human it is more associated with the memory response towards the parasite.44
Cryptosporidium spp. has been detected in mesenteric lymphatic nodules.45It is believed that these are also sites that trigger an adaptive immune response. In the infection by Cryptosporidium, the secretion of chemokines by the epithelial cells produces recruitment of activated T cells towards the own lamella, which come from the Peyer plates, via NLM and through circulation. Regarding the presence of antibodies, even though there have been found specific immune globulines subtype IgG, IgM, IgA and IgE in patients infected and convalescent, it has been proven that mice with B cell depletion were able to resolve the infection by Cryptosporidium. At any rate, the secretory IgA would collaborate in controlling the infection, by blocking the entrance of the luminal stages of the parasite.45
2 a (MIP-2 a).45 These substances have a chemotactic function. Different cellular types (T lymphocytes, natural killer cells or NK, dendritic cells, monocytes, neutrophils, eosinophils, and basophils) are attracted towards the site of the infection, due to specific interactions between molecules and their receptors. The cells that are recruited to the intestine in a higher quantity are lymphocytes, macrophages and neutrophils, although these last would not have a relevant function in controlling Cryptosporidium spp.45 Nonetheless, what is determinant for the resolution of the diarrhea are the CD4+ lymphocytes, reason for which this pathology is exacerbated in patients with AIDS.
46
47
Cryptosporidium spp., there is no determined drug that yet exists in the market.24 Only the nitazoxanide, the paromomycin and some macrolides combined with other antibiotics, are considered moderately recommended, without them being considered curative. Nitazoxanide has been utilized in a dose of 500-1500 mg twice a day, during several weeks, even months. Paromomycin can be used on immunocompetent patients at a dose of 1500-2000 mg daily, during 7-14 days, to reduce symptoms, but without eradicating Cryptosporidium. In patients with AIDS, paromomycin appears to have no effect. Among the macrolides, various trials catalog the spiramycin, the clarithromycin, and the azithromycin, as drugs with doubtful efficiency in patients with AIDS. It is possible that Rifabutin, administered as prophylaxis against Mycobacterium aviaum, has a protective effect in a percentage of the cases of patients with AIDS.24
48 described a diarrheic episode in four travelers returning from Mexico and Haiti, and they suggested that the causal agent was a new pathogen. Between 1991 and 1992, Ortega and colleagues49 characterized this organism that during a long time generated controversy, and they defined it as a new species of coccidian capable of infecting the human being and belonging to the Cyclospora genre.
50
Cyclospora comes from tourists and countries where the protozoan is endemic, like Haiti, Guatemala, Peru and Nepal. Between 1996 and 1998 there were a series of epidemic diarrhea cases secondary to C. cayetanensis in the United States and Canada. In both countries the infection was attributed to the consumption of imported raspberries from Guatemala.5153Researchdone after this situations suggested that Guatemala is a country where the infection by Cyclosporacayetanensis is endemic.54,55
Cyclosporais characterized by anorexia, nausea, flatulence, fatigue, abdominal pain, diarrhea, low grade fever and weight loss.56-60 Clinical presentation varies slightly between non-endemic and endemic areas, where asymptomatic infections are more frequent. The clinical symptoms are more severe in children. In the endemic regions, the episodes tend to be more favorable each time as the patient advances in his life and the duration of the infection is shorter. In the elderly, as in children, the symptoms become more severe again.53,56,61
Cyclospora can be asymptomatic in endemic regions and immunocompetent patients. However, severe diarrhea has been reported in both cases. There are a few reports of fatal outcomes in cases of infection by Cyclospora.62 In immunocompetent patients a moderate weight loss is experienced (3,5 kg. average), while the weight loss is much greater in the patient with AIDS (7,2 kg. average).63,64The incubation period lasts around 7 days.57,58 Nonetheless, there is a difference regarding its duration between immunocompetents and patients with AIDS. While in the first group the disease persists for around 57 days, in patients of the second group it extends to around 199 days.65,66 The frequency of bowel movements in immunocompetent patients with diarrhea by Cyclospora is arount 5 to 15 movements per day. Besides to the sudden loss of fluids, a poor absorption of D-xylose has been reported.67Biliary disease is also reported after the infection with Cyclospora with a higher frequency in the patient with AIDS.66Cholecystitis is another finding in patients with AIDS,66,68 which presented as abdominal pain in the upper-right quadrant and elevation of the alkaline phosphatase.60
69 Moreover, Cyclosporaoocysts have been detected in samples of non-gastrointestinal origins. There are two reports of the presence of oocysts in sputum of HIV-positive patients, with a background of pulmonary tuberculosis,70,71this suggests that Cyclosporacould be considered an opportunistic pathogen.
24
Cystoisospora belli, Cryptosporidium spp. and Cyclosporacayetanensis can be detected in feces samples by very similar methods. In the three cases, the fixed and dyed samples with Ziehl-Neelsen or Kinyoun techniques allow the observation of the oocysts with a color that goes from light pink to an intense red. In the case of Cystoisospora belli, the identification of anoocystthat is usually non-sporulatedand of 20-30 um in diameter, can also be done using the Giemsa stain and that produces neon-blue auto fluorescence, at a wave length of 330-380 nm.72 In order to detect Cryptosporidium spp. in feces and other fluids, like sputum and biliary contents, fluorescence techniques have been developed with the use of specific antibodies, as well as other molecular techniques; however, acid-resistant stains continue to be the used commonly. The importance of these techniques is that, depending on their design, they help identify the species of Cryptosporidium, which is fundamental at an epidemiologic level, since there are anthroponotic and anthropozoonoticspecies.24
coccidiosis associated to diarrhea in immunocompetent individuals are characterized by an acute diarrhea, normally self-limited. In immunocompromised patients, the disease can acquire severe forms, potentially fatal. People affected by the acquired immunodeficiency syndrome are particularly prone to suffer severe forms of cryptosporidiosis.
coccidiosis caused by Cystoisospora belli and Cyclosporacayetanensis, it does possess an adequate treatment scheme, especially relevant in the patient with AIDS. Up to date, what appears to generate the best response for the treatment of diarrhea by Cryptosporidium, is the nitazoxanide; unfortunately, an antiparasitic that is 100% effective against this agent still does not exist.
coccidia can be distinguished with the Ziehl-Neelsentinction, one of the nonroutinary tests that allow its identification and, that in many occasions, is not performed unless requested by the physician.
Fechas de Publicación
-
Publicación en esta colección
07 Mayo 2013 -
Fecha del número
Set 2012
Histórico
-
Recibido
11 Nov 2011 -
Acepto
05 Mayo 2012