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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO DIRETORIA DE PESQUISA PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA – PIBIC/UFPA, PIBIC/UFPA CAMPI DO INTERIOR, PIBIC/UFPA EBTT, PIBIC- AF/UFPA, PIBIC-UFPA/PcD, PIBIC/CNPq, PIBIC-AF/CNPq, PIBITI/CNPq, PIBIC- EM, PIVIC, PRODOUTOR e PRODOUTOR RENOVAÇÃO. PROGRAMA VOLUNTÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA - PIVIC RELATÓRIO TÉCNICO - CIENTÍFICO FINAL Período: De agosto de 2019 a julho de 2020 IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO Título do Projeto de Pesquisa: Detecção molecular do Mycobacterium leprae Nome do Orientador: Moises Batista da Silva Titulação do Orientador: Doutor Faculdade: Faculdade de Biologia Instituto/Núcleo: Instituto de Ciências Biológicas Laboratório: Laboratório de Dermato-Imunologia Título do Plano de Trabalho: Avaliação sorológica e detecção molecular do Mycobacterium leprae. Nome do Bolsista: Yohan Lucas Gonçalves Corrêa Tipo de Bolsa: PIBIC/UFPA Avaliação sorológica e detecção molecular do Mycobacterium leprae Página 2 de 13 AVALIAÇÃO SOROLÓGICA E DETECÇÃO MOLECULAR DO Mycobacterium leprae Yohan Lucas Gonçalves Corrêa (Bolsista PIBIC/CNPq) – yohanluks69@gmail.com Biomedicina, Instituto de Ciências Biológicas Prof. Dr. Moises Batista da Silva – moises@ufpa.br Instituto de Ciências Biológicas Palavras-chave: Hanseníase, Busca ativa, Epidemiologia. Título do projeto do orientador: O que tem sustentado a transmissão de hanseníase na ex- colônia de Marituba, Pará? O Mycobacterium leprae um bacilo álcool-ácido resistente é o agente causador da hanseníase, uma infecção crônica que leva a desmielinização de nervos periféricos, lesões na pele e podendo causar incapacidades físicas. Atendendo ao preconizado pela Organização Mundial de Saúde, realizamos um estudo epidemiológico que avaliou a representatividade das notificações feitas pela URE-MC, de onde selecionamos 32 casos índices para a avaliação clínico-laboratorial de 203 contatos de pacientes, tendo sido diagnosticados 31/203 (15,3%) casos novos. A positividade da titulação de IgM anti-PGL-I, no grupo de casos índices chegou a 81,3% (26/32), enquanto os casos novos presentaram positividade em 21/31 (67,7%) e de 73/172 (42,2%) dos contatos saudáveis. A detecção molecular da região RLEP, por qPCR entre os casos índices revelou positividade em 28/32 (87,5%), em 24/31 (77,4%) nos casos novos e 54/177 (32,3%) dos comunicantes que aceitaram realizar a coleta de raspado intradérmico dos lóbulos auriculares. A análise dos resultados de contatos clinicamente saudáveis que apresentaram positividade em ambos os testes laboratoriais foi de 19/172 (11%) e devem ser acompanhados durante alguns anos, pois além de apresentar marcador sorológico de exposição também foi positivo para a presença de DNA do bacilo M. leprae em seu organismo, entendendo que o teste de pPCR pode ser útil para detectar portadores assintomáticos. Classificação do trabalho na Tabela de Áreas do Conhecimento no CNPq. Grande-área: Ciências Biológicas Área: Microbiologia Aplicada Sub-área: Microbiologia Médica 1. INTRODUÇÃO A hanseníase é uma doença crônica causada pelo Mycobacterium leprae, que pode ser transmitida de uma pessoa acometida pela hanseníase para uma pessoa suscetível à doença, levando a danos nos nervos periféricos, lesões na pele e podendo causar incapacidades físicas1. Devido a aspectos inerentes tanto ao patógeno, quanto ao hospedeiro que resultam em diversas Avaliação sorológica e detecção molecular do Mycobacterium leprae Página 3 de 13 manifestações clínicas e complicações, um diagnóstico precoce da doença, bem como sua correta classificação, são requisitos essenciais para a garantia de um tratamento adequado 2. O diagnóstico da hanseníase é essencialmente clínico, mas o diagnostico laboratorial pode auxiliar no diagnostico diferencial com outras doenças negligenciadas3. O teste considerado padrão ouro para o diagnostico dessa infecção é a baciloscopia, que tem como objetivo a visualização do bacilo com base na coloração da amostra de raspado subcutâneo dos lóbulos auriculares e cotovelos pelo método de Ziehl-Nielsen.4 Se não tratada na forma inicial, a doença pode evoluir e torna-se transmissível, podendo atingir pessoas de qualquer sexo ou idade, inclusive crianças e idosos4. Essa evolução ocorre, em geral, de forma lenta e progressiva, podendo levar a incapacidades físicas. O curso da hanseníase, desde a exposição ao bacilo até o surgimento de lesões cutâneas e de nervo, ou cura espontânea, é determinado pela imunidade do hospedeiro. Frente a esta questão, Ridley e Jopling (1966) observaram a importância de classificar os pacientes em cinco grupos, os que apresentam pólos extremos e bem definidos: tuberculóides (TT) e virchowianos (VV); e pacientes que apresentam as formas intermediárias: dimorfo- tuberculóides (DT), dimorfo-dimorfo (DD), dimorfo-virchowianos (DV). O principal avanço no diagnóstico laboratorial da hanseníase tem sido o desenvolvimento de ferramentas moleculares para a detecção do DNA do M. leprae em amostras clínicas, utilizando a técnica da reação em cadeia da polimerase (PCR)5,6. Os estudos imunológicos também são de grande importância para a compreensão das características epidemiológicas da hanseníase. A reatividade sorológica a antígenos do M. leprae foi demonstrada como uma ferramenta efetiva para avaliar a exposição ao agente infeccioso 7–11. Um importante antígeno do M. leprae é o Glicolipídeo Fenólico I (PGL-I)12, e por não se tratar de um antígeno proteico, o principal anticorpo na detecção da circulação do bacilo é a IgM e não uma IgG, já que os anticorpos não passam pela conversão (mudança) de cadeia de base pesada13. A técnica imunológica ELISA (enzime-linked immunosorbent assay) já demonstrou que a produção de anticorpos anti PGL-I tem relação com o espectro clínico da hanseníase, é um marcador imunológico para a carga bacilar e uma ferramenta auxiliar na classificação de pacientes14 e a presença dos anticorpos IgM anti-PGL-I em contatos e em população sadia indica a exposição aos antígenos bacilares e sugere a disseminação do bacilo em comunidades endêmicas 7,15–17. Seguindo o estabelecido pela OMS, a partir do diagnóstico de um caso de hanseníase, deve ser feita a investigação clínica de seus comunicantes intradomiciliares e socias, com o Avaliação sorológica e detecção molecular do Mycobacterium leprae Página 4 de 13 objetivo de interromper a cadeia de transmissão da doença18,19. A avaliação de contatos é essencial na identificação de indivíduos oligossintomáticos, colaborando no diagnóstico e tratamento precoce evitando o estabelecimento de neuropatia da hanseníase e impedindo o estabelecimento de incapacidades físicas20. Contudo, de acordo com os dados oficiais do Sistema de Informação de Agravos de Notificação em 2017 apenas 48,6% dos contatos intradomiciliares dos casos de hanseníase entre brasileiros foram examinados21. A proporção de contatos examinados entre os contatos registrados é um indicador que pretende monitorar a efetividade das estratégias de atenção básica de saúde20. Para a devida avaliação de contatos são necessárias ações efetivas de saúde nas populações mais vulneráveis. 2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo geral: Relacionar a titulação de anticorpos IgM anti-PGL-I com a progressão da hanseníase. 2.2. Objetivos Específicos 2.2.1. Titular IgM anti-PGL-I nas diferentes formas clínicas de casos novos de hanseníase e seus comunicantes. 2.2.2. Titular IgM anti-PGL-I após o tratamento dos pacientes. 2.2.3. Realizar a PCR em tempo real (qPCR) nos casos novos e comunicantes. 2.2.4. Avaliar correlação entre a titulação de anticorpo circulante com aspectos clínico- laboratoriais de comunicantes e casos novos de hanseníase. 2.2.5. Avaliar a dispersão do bacilo relacionando a titulaçãoanti PGL-I e a positividade da qPCR. 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1. CRITÉRIOS DE INCLUSÃO: Para participar deste projeto foram selecionados 50 casos índices e dentre esses escolhidos os que possuíam três ou mais contatos avaliados provenientes de 10 diferentes municípios do estado do Pará (Anapú, Belém, Breves, Cametá, Curralinho, Gurupá, Maracanã, Mocajuba, Nova Esperança do Piriá, Benevides). 3.2. ELISA: Foi coletado 5ml de sangue periférico de cada indivíduo, retirado uma alíquota de plasma para a titulação de anticorpos anti-PGL-I, através de ELISA (Enzyme-Linked Avaliação sorológica e detecção molecular do Mycobacterium leprae Página 5 de 13 Immunosorbent Assay), e leitura com filtro de 490nm. Após o processamento foi separado o plasma para a titulação de anticorpos IgM anti-PGL-1 com sensibilização por antígeno ND-O-BSA e a leitura será feita por espectrofotômetro em comprimento de onda de 490nm (GONÇALVES BARRETO et al., 2011). 3.3. PCR QUANTITATIVA: Para a análise de qPCR é necessário extrair e armazenar em etanol 70% raspados intradermicos de ambos os indivíduos avaliados para extração total de DNA que é realizada seguindo as recomendações do fabricante (DNeasy Blood and Tissue Kit - Qiagen, Germantown, MD). Para a detecção de RLEP foi utilizada 10 ng de DNA total usando iniciadores 5'-GTGAGGGTAGTTGTT-3 ' (LP1) e 5' - GGTGCGAATAGTT-3' (LP2), um corante de ligação fluorescente SYBR green e um sistema de diagnóstico específico (Applied Biosystems® 7500 Real-Time PCR Systems). Para determinar a positividade por amplificação de qPCR foi estabelecida uma curva padrão, preparada a partir do DNA purificado de M. leprae extraído após o processamento de pata de camundongo (seis meses após a inoculação). Foi feita uma suspensão (109 bacilos/mg) para 1 mg de extração de DNA. A curva padrão foi composta por cinco pontos e foi realizada por diluição seriada (1:100 a 1:5000). Os resultados foram obtidos de acordo com o primeiro limite de ciclo de detecção de sinal fluorescente (Ct), criando um limiar automático (ΔCt) de 0,2. Esta curva foi realizada em cada placa e duas amostras negativas são adicionadas em cada experimento. 3.4. ASPECTOS ÉTICOS: Participaram da seleção apenas os indivíduos que concordaram em assinar o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE), excluindo os indivíduos que se recusaram a participar deste estudo 3.5. ANÁLISE ESTATÍSTICA: Utilizamos a plataforma GraphPad 6 para realização da estatística descritiva das populações que compõe o estudo, bem como o teste de Mann- Whitney para avaliação das titulações de IgM anti-PGL-I, por tratar-se de amostras não pareadas, e variável não paramétrica (que não apresentam distribuição Gaussiana), com nível de significância de p < 0,05. Avaliação sorológica e detecção molecular do Mycobacterium leprae Página 6 de 13 4. RESULTADOS Realizamos um estudo epidemiológico que avaliou a representatividade das notificações feitas pela URE-MC frente as notificações estaduais com os mais recentes dados disponibilizados pelo Sistema de Informação de Agravos de Notificação - SINAN (2018), com dados de 2017.Naquele ano foram notificados 5.092 casos novos na região Norte do Brasil pelo SINAN, com 2.510 notificações somente no estado do Pará. Destas notificações 20,5% (515/2.510) foram feitas pela URE Dr. Marcello Cândia, localizada na ex-colônia de hansenianos de Marituba-Pa. Os casos notificados pela URE-MC abrangem 47,9% (69/144) municípios do estado, sendo a maioria dos pacientes oriundos da região metropolitana de Belém 66% (340/515), esse percentual demostra a falta de efetividade da atenção básica em saúde mesmo na capital do estado em diagnosticar pessoas atingidas pela hanseníase, sendo a cobertura de atenção básica desse município de 38,8% (Figura 01). Trabalho publicado em 2015 confirma que 50% da população brasileira não é coberta pela estratégia saúde da família (ESF), que é responsável pela detecção dos casos da doença, dificultando ainda mais o diagnóstico dos casos nas formas iniciais da doença 22. As notificações de casos novos realizadas pela URE-MC neste mesmo período representaram 377/515 (73,2%), destes 319/377 (84,6%) diagnosticados nas formas multibacilares (MB) e que apresentaram algum grau de incapacidade física em 144/377 (38,2%) desses casos. O que evidenciou o atraso diagnóstico, causando represamento de casos por falta de cobertura das estratégias públicas de saúde e isso reflete na permanência da elevada carga da doença nas áreas de situação econômica desfavorável 23. Figura 01 – Distribuições das populações segundo as notificações realizadas pela URE Dr. Marcello Cândia no ano de 2017 Avaliação sorológica e detecção molecular do Mycobacterium leprae Página 7 de 13 Após o reconhecimento do padrão epidemiológico local, foi feita uma seleção de famílias atendidas para avaliar a importância de testes laboratoriais no auxílio do diagnóstico. Dentre indivíduos atendidos entre os anos de 2016 e 2019 na URE-MC foram selecionados casos índices que possuíam três ou mais contatos avaliados, gerando um total de 32 casos índices e 203 contatos, provenientes de 10 diferentes municípios do estado do Pará (Anapú, Belém, Breves, Cametá, Curralinho, Gurupá, Maracanã, Mocajuba, Nova Esperança do Piriá e Benevides). Os contatos intradomiciliares, assim como os casos índices, foram avaliados pelo hansenologista e, com apoio da equipe multiprofissional, foi feito coleta de material biológico de raspado intradérmico dos lóbulos auriculares e coleta de sangue periférico. Alguns desses indivíduos foram até a URE-MC, enquanto outros foram avaliados por busca ativa, devido à impossibilidade da vinda à unidade de saúde em ações de busca ativa. Os 32 casos índices e eram em sua maioria homens 18/32 (56,3%) que apresentavam idade média de 33 anos, todos multibacilares (Figura 02A), sendo a principal forma clínica a dimorfo-tuberculóide 21/32 (65,6%), 04/32 (12,5%) dimorfos-virchowianos, 04/32 (12,5%) com a forma neural pura e 03/32 (9,4%) com a forma dimorfa-dimorfa. A maior frequência de formas MB é relevante, pois a alta baciloscopia propicia a dispersão do bacilo, além de indicar o diagnóstico tardio desses pacientes 24–27. Os 203 contatos de pacientes eram predominantemente mulheres 55,7% (113/203), com idade média de 34 anos, tendo sido diagnosticados 31/203 (15,3%) como casos novos (Tabela 2), um percentual muito superior aos 9,9% de detecção de casos novos de hanseníase entre contatos descritos no Boletim Epidemiológico Especial da Secretaria de Vigilância em Saúde do Ministério da Saúde2. Ações como as realizadas nesse projeto atende a diretrizes da estratégia de detecção ativa para a descoberta de casos, realizando o diagnóstico da maneira mais precoce possível, contribuindo para a queda da cadeia de transmissão e reduzindo, consequentemente, as incapacidades físicas que surgem em decorrência do atraso no diagnóstico. Os casos novos diagnosticados entre os comunicantes intradomiciliares, 19/31 (61,3%) classificados como dimorfo-tuberculóides, 11/31 (35,5%) com a forma neural pura e 01/31 (3,2%) com a forma Virchowiana da doença (Figura 02B). Avaliação sorológica e detecção molecular do Mycobacterium leprae Página 8 de 13 1 2 .5 0 % 4 /3 2 - N e u ra l p u ra 6 5 .6 3 % 2 1 /3 2 - d im o r fo - tu b e rc u ló id e 9 .3 8 % 3 /3 2 - d im o rfa -d im o ra 1 2 .5 0 % 0 4 /3 2 - d im o rfo s -V irc h o v ia n a 6 1 .2 9 % 1 9 /3 1 D im o rfo -T u b e rc u ló id e 3 5 .4 8 % 1 1 /31 N eu ra l p u ra 3 .2 3% 0 1 /3 1 V irch o v iana A B Figura 02: Distribuição dos casos índices (A) e casos novos entre comunicantes (B) de acordo com a classificação e Ridley & Joplin Os casos novos forampredominantemente mulheres 58,1% (18/31), mostrando assim que esse grupo populacional comparece mais em unidades de saúde para o controle de comunicantes, assim, nosso achados concordam com dados de hanseníase entre mulheres, incluindo prevalência, características clínicas, evidenciando que a triagem, tratamento e reabilitação de mulheres com hanseníase são aspectos que devem ser levados em consideração nos programas de controle da hanseníase em países com maior endemicidade, como Índia 28 e Brasil. A detecção das formas multibacilares (MB) apresentam maior frequência nos homens do que nas mulheres, essa intensidade é entendida pelo fato da existência da maior exposição ao bacilo e pelo baixo cuidado das pessoas do sexo masculino com a saúde, o que atrasa o diagnóstico e eleva o risco para o desenvolvimento de incapacidades físicas29. Porém é importante ressaltar o aumento do número de casos no sexo feminino, que pode ser decorrente do aumento de mulheres infectadas, ou devido a uma maior identificação dessas portadoras, pelo fato de terem mais acesso ao serviço de saúde e serem mais preocupadas com a autoimagem do que os homens30. Diante dessa situação e considerando as orientações da OMS, a investigação epidemiológica de acordo com o sexo é de suma importância para a formulação e implementação de políticas públicas para o combate a hanseníase. Dentre os indivíduos que realizaram o teste de titulação de IgM anti-PGL-I, no grupo de casos índices 81,3% (26/32) pessoas apresentaram resultado positivo em 26/32 (81,3%), Avaliação sorológica e detecção molecular do Mycobacterium leprae Página 9 de 13 com mediana de 0,9215, enquanto os casos novos presentaram positividade em 21/31 (67,7%) com mediana de 0,4973 e 73/172 (42,2%) dos contatos saudáveis foram apresentaram titulação positiva, com mediana de 0,319 (figura 03). D e n s id a d e Ó p ti c a ( 4 9 0 n m ) C a s o s In d ic e C as o s n o v o s C o n ta to s s au d áv e is 0 1 2 3 C u t- o f f 0.0011p = p < 0.0001 Figura 03. Titulação do Anti-corpo IgM anti-PGL-I nas populações avaliadas. A elevada positividade observada entre casos índices e casos novos é esperada, já que esses indivíduos estão infectados, contudo a positividade entre os comunicantes saudáveis reafirma achados sore a exposição ao bacilo de Hansen relatada em outros trabalhos e concordando com a hipótese de que ainda existem casos não diagnosticados de hanseníase na população31,32, evidenciando que o serviço de vigilância epidemiológica ainda não tem alcançado sucesso em atender as diretrizes do Ministério da Saúde definidas para o controle epidemiológico da doença1. A detecção molecular da região RLEP, por qPCR entre os casos índices revelou positividade em 28/32 (87,5%), em 24/31 (77,4%) nos casos novos e 54/177 (32,3%) dos comunicantes que aceitaram realizar a coleta de raspado intradérmico dos lóbulos auriculares (figura 04). Avaliação sorológica e detecção molecular do Mycobacterium leprae Página 10 de 13 C t C a so s Ind ic e C a so s no vo s C o nta to s sa ud á ve is 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 0.0258p = 0.0063p = Figura 04. Resultados do número de ciclos para detecção da região RLEP por PCR em Tempo Real (qPCR). As amostras dos raspados intradérmicos dos lóbulos auriculares O acompanhamento dos contatos com qPCR positivo é importante para avaliar o aparecimento de sintomas clínicos no decorrer dos anos, já que é uma doença de desenvolvimento lento e progressivo e foi atestado a existência do DNA do M. leprae em material biológico desses indivíduos, visto que a Reação em Cadeia Polimerase é importante ferramenta no diagnóstico precoce da hanseníase, por ser altamente sensível e específico, conseguindo detectar pequenas quantidades do DNA alvo nos tecidos dos pacientes33,34. A análise dos resultados de contatos clinicamente saudáveis que apresentaram positividade em ambos os testes laboratoriais foi de 19/172 (11%) e devem ser acompanhados durante alguns anos, pois além de apresentar marcador sorológico de exposição também foi positivo para a presença de DNA do bacilo M. leprae em seu organismo, entendendo que o teste de pPCR pode ser útil para detectar portadores assintomáticos. 3. PERSPECTIVAS O referido aluno dará continuidade ao projeto, com a ampliação do tamanho amostral, bem como o acompanhamento – junto a equipe multiprofissional da Laboratório de Dermato-Imunologia e da URE Dr. Marcello Candia - dos contatos com dupla positividade. Avaliação sorológica e detecção molecular do Mycobacterium leprae Página 11 de 13 4. DIFICULDADES Considerou-se como limitação deste estudo a pandemia de Coronavírus 2019- 2020, impedindo o retorno as cidades citadas no projeto para a coleta de dados. As demais dificuldades encontradas ao longo do processo de realização das técnicas e análises de dados são superadas com a ajuda dos professores e profissionais do laboratório e da URE Dr. Marcello Candia. 5. CONCLUSÕES Identificamos então que esses testes podem ser metodologias validas como ferramentas auxiliares para a classificação dos pacientes e viável aplicação na identificação de portadores sadios e com infecção subclínica entre contatos domiciliares, além de indicar quando fazer um diagnóstico para hanseníase em ocasiões de suspeita e selecionar quais indivíduos clinicamente saudáveis necessitam de acompanhamento de saúde mais próximo, em especial aqueles que possuem positividade em ambos os testes. 8. REFERENCIAS BILIOGRAFICAS 1. Ministério da Saúde. Diretrizes para a vigilância, atenção e eliminação da Hanseníase como problema de saúde pública: manual técnico-operacional. Ministério da Saúde (2016). doi:978-85-334-2348-0. 2. 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