EPIDEMIOLOGÍA MOLECULAR

OBJETIVO GENERAL

El Laboratorio de Biología Molecular de Protozoarios, perteneciente a la Sección de Epidemiología Molecular del Instituto de Medicina Tropical, UCV, tiene como objetivo principal el estudio de la enfermedad de Chagas en Venezuela. Para ello se analizan los ciclos de transmisión del agente causante de la enfermedad, el Trypanosoma cruzi, el cual es un protozoario que afecta principalmente el corazón y en algunos casos las vías digestivas (esófago y colon), siendo una enfermedad potencialmente mortal en su fase inicial e incapacitante en su fase crónica luego que la persona infectada supera la fase aguda, limitando con el tiempo su capacidad física debido a daño cardíaco progresivo, causando la muerte por fallo cardíaco congestivo severo. Así mismo, la Sección de Epidemiología, como parte de su actividad en Investigación y desarrollo, realiza pruebas de detección del Virus SARS-CoV-2, causante de la Covid-19, incluyendo sus variantes, y podremos ofrecer, en corto plazo, ampliar el servicio de detección de otros agentes patógenos virales, bacterianos y micóticos, mediante el uso de técnicas moleculares.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar las características genéticas y/o marcadores genéticos de las cepas o variantes infectantes que circulan en Venezuela con el propósito de establecer su posible relación con las manifestaciones clínicas de la enfermedad en cualquiera de sus fases, así como la virulencia y patogenicidad del organismo infeccioso. Se busca identificar los marcadores genéticos y moleculares en las cepas de T. cruzi obtenidas de los pacientes infectados y que pudieran servir de indicadores para la prognosis o pronóstico de desarrollo de la enfermedad de Chagas tanto en la fase aguda como crónica. Analizar e identificar marcadores moleculares asociados a la resistencia natural observada en algunas cepas de T. cruzi, a las dos únicas drogas utilizadas en el tratamiento de la enfermedad en la fase aguda, las cuales presentan a su vez baja efectividad contra el parásito y severos efectos secundarios en algunos pacientes, siendo prácticamente nula su acción antiparasitaria en la fase crónica. Detectar e identificar en forma rápida, confiable y eficiente, la presencia de organismos infecciosos, mediante metodologías de biología molecular, siendo esto un valioso recurso para el tratamiento específico contra el agente patógeno.

Contacto

Teléfono: +58212-605.35.46
Email: sem.imt@ucv.ve
Instagram: @tuchipoucv

INVESTIGACIÓN

El T. cruzi es una especie que presenta una gran diversidad genética y se reconoce la existencia de 6 genotipos distintos en el Continente Americano (identificados como TcI al TcVI), de los cuales 3 de ellos han podido ser identificados por nuestro grupo de investigación en Venezuela (Carrasco y cols. 2012).

Según los resultados de nuestros estudios, de las personas con enfermedad de Chagas en Venezuela, el 80% aproximadamente se encuentran infectadas con el genotipo TcI de T. cruzi, mientras que el restante 20% se encuentra infectada con el genotipo TcIV, mostrando una correlación entre la severidad de la enfermedad en fase crónica y el genotipo de la cepa infectante de T. cruzi, siendo el TcI mas patógeno en comparación con el TcIV (Carrasco y cols. 2014). Uno de nuestros aportes es haber podido establecer un mapa de distribución geográfica de los diferentes genotipos de T. cruzi que circulan en Venezuela, en el cual se incluyen cepas obtenidas de humanos con infección aguda y crónica de la enfermedad, así como cepas obtenidas de diferentes animales domésticos y silvestres, además de diversas especies de insectos triatominos (chipos), que incluye especies de de importancia epidemiológica y especies consideradas secundarias por ser de habitad silvestres.

Nuestro grupo de investigación ha venido realizando estudios sistemáticos de los diferentes ciclos de transmisión de T. cruzi (selváticos, domésticos y peridomésticos) en las regiones y Estados Occidentales, Centrales y Orientales de Venezuela, incluyendo la región Centro Norte que abarca el Distrito Metropolitano de Caracas y los Estados La Guaira y Miranda. Esto nos ha permitido establecer un Banco de cepas y clones de T. cruzi, mantenidas bajo un sistema de crio-preservación en nitrógeno líquido, alcanzando hasta fecha la cantidad de 5.000 muestras, las cuales son representativas de todo el territorio nacional.

Durante nuestros estudios también hemos obtenido cepas de Trypanosoma rangeli procedentes de humanos, de animales domésticos y silvestres, así como de triatominos (chipos) en diferentes estados de Venezuela. De igual manera, hemos logrado obtener cepas de otros países de América Latina tales como Colombia, Brasil, Bolivia, Chile, Paraguay y la isla de Aruba, que incluyen aislados de humanos, mamíferos silvestres y triatominos (chipos). Así mismo, a través del apoyo de Centros de investigaciones a nivel Nacional y en el Exterior, se han logrado obtener Cepas de Referencia Internacional.

Todo esto hace que el Banco Criogénico de cepas de T. cruzi y otros protozoarios, establecido en Instituto de Medicina Tropical, sea único en su tipo y constituye un patrimonio de la UCV, del País y de la humanidad, Este banco de cepas representa un recurso genético y un acervo científico invalorable por contener muestras de parásitos obtenidos a lo largo de más de 30 años, con un potencial ilimitado para el estudio de la enfermedad de Chagas, posible desarrollo de blancos quimioterapéuticos, diseñar sistemas de diagnostico 100% sensibles y específicos, así como la posibilidad de establecer un protocolo de inmuno-protección e inmuno-terapia contra la enfermedad.

ACTIVIDADES DE LA SECCIÓN DE EPIDEMIOLOGÍA MOLECULAR (SEM)

SERVICIO

En la SEM se reciben los triatominos (chipos) que traen las personas al IMT, donde se identifica la especie de insecto, se examinan para detectar la presencia de parásitos y sangre en el tracto digestivo. Estos análisis permiten establecer el riesgo de infección en las personas que han sido picadas o entrado en contacto con el triatomino (chipo). Se lleva un registro sistemático anual y detallado de todos los triatominos que han sido traídos por los habitantes de la región Capital, Estados vecinos y otras regiones geográficas del país durante más de 16 años. Todos los especímenes se mantienen preservados bajo congelamiento para futuros estudios poblacionales, genéticos y filogenéticos de las especies de importancia epidemiológica para la enfermedad de Chagas. Así mismo, a través de la página web de la SEM (www.chipo.chagas.ucv.ve), se ofrece información y orientación sobre la enfermedad de Chagas, que hacer en caso de encontrar o ser picado por un chipo e imágenes de algunas especies de chipos de mayor importancia epidemiológicas.

Actualmente, en la SEM se realiza la detección del virus SARS-CoV-2, causante de la COVID-19, utilizando protocolos de extracción de ARN viral y de Transcriptasa Reversa seguido de PCR multiplex en tiempo real, cumpliendo con los más elevados estándares de calidad y excelencia a nivel internacional, siguiendo rigurosamente las normas y procedimientos de Bioseguridad establecidos por la OMS y por el Ministerio de Sanidad del País. Así mismo, la SEM, ofrecerá, próximamente, ampliar el servicio de detección de otros agentes patógenos virales, bacteriales y micóticos, mediante el uso de técnicas moleculares de muy alta sensibilidad y especificidad.

EXTENSIÓN

El equipo de investigación de la SEM, ha realizado durante varios años, actividades de campo en zonas Rurales y Agrícolas, consideradas endémicas para la enfermedad de Chagas, ubicadas en los Estados Orientales, Centrales y Occidentales de Venezuela. En las comunidades atendidas se les ha hecho pesquisa para detectar la infección con T. cruzi, se han evaluado cardiológicamente a las personas infectadas y se les ha indicado tratamiento según su condición clínica y la edad. También se han hecho evaluaciones nutricionales en niños menores de 15 años y se les han realizado exámenes para determinar la presencia de parasitosis intestinal.

Se realiza el diagnóstico de infección con T. cruzi en las comunidades que atendemos mediante exámenes parasitológicos y moleculares orientando a las personas que resulten infectadas para que sean atendidas por cardiólogos especialistas en la enfermedad.

DOCENCIA

En el laboratorio se han dirigido y realizado 3 tesis de Doctorado, 5 tesis de Maestría, 22 tesis de pregrado y dos trabajos de ascenso.

Se presta apoyo en las actividades docentes de Postgrado que se realizan en el IMT.

Así mismo, los Investigadores de la SEM dictan clases de Pregrado en la Escuela de Nutrición y Dietética y prestan apoyo docente en la Escuela de Bioanálisis, en la Facultad de Medicina de la UCV.

PERSONAL

Jefe de la Sección de Epidemiología Molecular IMT. Profesor Titular. PhD en Parasitología Médica, Master of Science en Biología molecular aplicada en enfermedades infecciosas Jefe del Departamento de Ciencias Básicas Profesor de la Cátedra de Bioquímica Escuela de Nutrición y Dietética Facultad de Medicina, UCV

Profesor Asistente a Dedicación Exclusiva, Doctor en Biología Celular

Profesor Instructor a Tiempo Completo de la Escuela de Nutrición, Magister Scientiarum en Parasitología

Auxiliar de Laboratorio

Prof. Raúl Espinosa. Médico Cardiologo. Hospital Pérez Carreño en Caracas
Dr. Antonio Morocoima, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de Oriente.
Dr. Rafael Bonfante Cabarca, Fac. de Ciencias de la Salud, UCLA, Estado Lara.
Dra. Venezia Rodríguez, Hospital Pérez de León.

Dr. Martin Lewellyn, Universidad de Glasgow, Reino Unido.
Dr. Alfredo Mijares, Centro de Biofísica y Bioquímica, IVIC.
Prof. Luis Alfonso Colmenares, Cátedra de Medicina Tropical, Esc. de Medicina Luis Razetti.
Dra. Mary Carmen Graterol, Hospital Clínico Universitario

PUBLICACIONES

Ariane Cristina Caris Garcia, Jader de Oliveira,…. Hernán José Carrasco, et al. (2021). Intraspecific and Interspecific Phenotypic Differences Confirm the Absence of Cryptic Speciation in Triatoma sordida (Hemiptera, Triatominae). Am. J. Trop. Med. Hyg. doi: 10.4269/ajtmh.21-0323
Nilsa Elizabeth Gonzalez-Britez, Kaio Cesar Chaboli Alevi……..and Hernán José Carrasco. (2021). Chagas disease Vector of Paraguay: Entomoepidemiological Aspects of Triatoma sordida (Stal, 1850) and development of an Identification Key for Paragauyan Triatomines Based on Cytogenetics Data. Am. J. Trop. Med. Hyg. 105(1): 130-133.
Philipp Schwabl, Jalil Maiguashca Sánchez, Jaime A. Costales, Sofía Ocaña-Mayorga, Maikell Segovia, Hernán J. Carrasco, Carolina Hernández, Juan David Ramírez, Michael D. Lewis, Mario J. Grijalva, Martin S. Llewellyn. Culture-free genome-wide locus sequence typing (GLST) provides new perspectives on Trypanosoma cruzi dispersal and infection complexity. (2020). PLoSGenet 16(12): e1009170. https://doi.org/10.1371/journal. pgen.1009170.
CarlosTalavera-Lopez, Louisa A.Messenger, Michael D.Lewis,…. Hernán José Carrasco, et al. 2021. Repeat-driven generation of antigenic diversity in a major human pathogen, Trypanosoma cruzi. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology.11. doi: 10.3389/fcimb.2021.614665.
María Gracia Albornoz González, Clara Martínez, Diamela Carías, Edgar Acosta García, Hernán J. Carrasco. (2020). Estado nutricional, síndrome metabólico e inflamación en pacientes con enfermedad de Chagas. Archivos Latinoamericanos de Nutrición. 70(2): 102-114.
Anaibeth Nessi , Clara Martínez, Hernán Carrasco, Lucelia Briceño, Belkisyolé Alarcón de Noya, Marlenes Rodríguez. (2019). Caracterización genética y biológica de un aislado venezolano de Trypanosoma cruzi, procedente de un paciente en estadío crónico asíntomático (chagas I) de la enfermedad de chagas en ratones isogénicos y no isogénicos (C3H/HE y NRMI-IMT). Revista de la Facultad de Medicina, Volumen 42 – Número 2.
Caicedo-Garzón, V., Salgado-Roa, F. C., Sánchez-Herrera, M.,…, Carrasco, H. J., et al. (2019). Genetic diversification of Panstrongylus geniculatus (Reduviidae: Triatominae) in northern South America. PLoS ONE 14(10): e0223963. https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0223963.
Grillet M, Hernández J, Llewellyn M, Paniz-Mondolfi A, Tami A, Vincenti-Gonzalez M, Marquez M,…Carrasco HJ,.. et al.2019. Venezuela’s humanitarian crisis, resurgence of vector-borne diseases and implications for spillover in the region: a call for action. Lancet Infect Dis. 2019. 3099:1–13.
Bechara CC, Londoño JC, Segovia M, Leon Sanchez MA, Martínez P CE, Rodríguez R MM, Carrasco HJ. 2018. Genetic variability of Panstrongylus geniculatus (Reduviidae: Triatominae) in the Metropolitan District of Caracas, Venezuela. Infect Genet Evol . 66. 236-244
Bhattacharyya T, Falconar AK, Luquetti AO, Costales JA, Grijalva MJ, Lewis MD, Messenger LA, Tran TT, Ramirez J-D, Guhl F, Carrasco HJ, Diosque P, Garcia L, Litvinov S V, Miles MA. 2014. Development of peptide-based lineage-specific serology for chronic Chagas disease: geographical and clinical distribution of epitope recognition. Debrabant A, editor. PLoS Negl Trop Dis. 8(5):e2892.
Carrasco HJ, Segovia M, Londoño JC, Ortegoza J, Rodríguez M, Martínez CE. 2014. Panstrongylus geniculatus and four other species of triatomine bug involved in the Trypanosoma cruzi enzootic cycle: high risk factors for Chagas’ disease transmission in the Metropolitan District of Caracas, Venezuela. Parasit Vectors. 7(1):602.
González-Britez, N., Carrasco, H. J., Martínez, C, Feliciangeli. D., Maldonado, M., López, E., Segovia M.,Rojas de Arias, A. 2014. Genetic and morphometric variability of Triatoma sordida (Hemiptera: Reduviidae) from the eastern and western regions of Paraguay. Front. Pub. Health. 2: 1-9.
Carrasco, H. J., Nessi, A. J., Londono, J. C., et.al. 2013. Molecular Epidemiology of Chagas disease in Venezuela. SOJ Microbiology & Infectious Diseases. 1. 1- 6.
Mastrolonardo, V.. Ramos, D., Paravisini, I., Morales, J., Carrasco, H., Lo Huang, S. and Lemma, C. 2013. Tripanosomiasis en el embarazo. Rev Obstet Ginec. Venez. 73(3):149-156.
Segovia M, Carrasco HJ, Martínez CE, Messenger LA, Nessi A, Londoño JC, Espinosa R, Martínez C, Alfredo M, Bonfante-Cabarcas R, Lewis MD, de Noya BA, Miles MA, Llewellyn MS. 2013. Molecular epidemiologic source tracking of orally transmitted Chagas disease, Venezuela. Emerg Infect Dis . 19(7):1098–101.
Recchimuzzi Giannina, Carrillo Ileana, Carrasco Hernán. 2013. Aplicación de una metodología novedosa en la epidemiología molecular de la enfermedad de chagas. Observador del Conocimineto.1 (1): 93-100.
Alvarado-Tapias, E., Miranda-Pacheco, R., Rodríguez-Bonfante, C., Velásquez, G., Loyo, J Gil-Oviedo, M., Mogollón, N., Pérez-Aguilar, M. C., Recchimuzzi, G., Espinosa, R., Carrasco, H. J., Concepción, J. L., Bonfante-Cabarcas, R. A. 2012. Electrocardiography repolarization abnormalities are characteristic signs of acute chagasic cardiomyopathy.Investigación Clínica. 53 (4). 1-17.
Carrasco HJ, Segovia M, Llewellyn MS, Morocoima A, Urdaneta-Morales S, Martínez C, Martínez CE, Garcia C, Rodríguez M, Espinosa R, et al. 2012. Geographical distribution of Trypanosoma cruzi genotypes in Venezuela. Büscher P, editor. PLoS Negl Trop Dis. 6(6):e1707.
Gaunt MW, Yeo M, Frame IA, Stothard JR, Carrasco HJ, Taylor MC, Mena SS, Veazey P, Miles GAJ, Acosta N, de Arias AR, Miles MA. 2003. Mechanism of genetic exchange in American trypanosomes. Nature . 421(6926):936–9. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12606999 PMID: 12606999.
Carrasco HJ, Frame IA, Valente SA, Miles MA. Genetic exchange as a possible source of genomic diversity in sylvatic populations of Trypanosoma cruzi. Am J Trop Med Hyg . 1996. 54(4):418–24. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8615458 PMID:8615458.
Ariane Cristina Caris Garcia, Jader de Oliveira, Hernán José Carrasco, et al. (2021). Intraspecific and Interspecific Phenotypic Differences Confirm the Absence of Cryptic Speciation in Triatoma sordida (Hemiptera, Triatominae). Am. J. Trop. Med. Hyg. doi: 10.4269/ajtmh.21-0323
Nilsa Elizabeth Gonzalez-Britez, Kaio Cesar Chaboli Alevi and Hernán José Carrasco. (2021). Chagas disease Vector of Paraguay: Entomoepidemiological Aspects of Triatoma sordida (Stal, 1850) and development of an Identification Key for Paragauyan Triatomines Based on Cytogenetics Data. Am. J. Trop. Med. Hyg. 105(1): 130-133.
Philipp Schwabl, Jalil Maiguashca Sánchez, Jaime A. Costales, Sofía Ocaña-Mayorga, Maikell Segovia, Hernán J. Carrasco, Carolina Hernández, Juan David Ramírez, Michael D. Lewis, Mario J. Grijalva, Martin S. Llewellyn. Culture-free genome-wide locus sequence typing (GLST) provides new perspectives on Trypanosoma cruzi dispersal and infection complexity. (2020). PLoSGenet 16(12): e1009170. https://doi.org/10.1371/journal. pgen.1009170.
CarlosTalavera-Lopez, Louisa A.Messenger, Michael D.Lewis,…. Hernán José Carrasco, et al. 2021. Repeat-driven generation of antigenic diversity in a major human pathogen, Trypanosoma cruzi. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology.11. doi: 10.3389/fcimb.2021.614665.
María Gracia Albornoz González, Clara Martínez, Diamela Carías, Edgar Acosta García, Hernán J. Carrasco. (2020). Estado nutricional, síndrome metabólico e inflamación en pacientes con enfermedad de Chagas. Archivos Latinoamericanos de Nutrición. 70(2): 102-114.
Anaibeth Nessi , Clara Martínez, Hernán Carrasco, Lucelia Briceño, Belkisyolé Alarcón de Noya, Marlenes Rodríguez. (2019). Caracterización genética y biológica de un aislado venezolano de Trypanosoma cruzi, procedente de un paciente en estadío crónico asíntomático (chagas I) de la enfermedad de chagas en ratones isogénicos y no isogénicos (C3H/HE y NRMI-IMT). Revista de la Facultad de Medicina, Volumen 42 – Número 2.
Caicedo-Garzón, V., Salgado-Roa, F. C., Sánchez-Herrera, M.,…, Carrasco, H. J., et al. (2019). Genetic diversification of Panstrongylus geniculatus (Reduviidae: Triatominae) in northern South America. PLoS ONE 14(10): e0223963. https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0223963.
Grillet M, Hernández J, Llewellyn M, Paniz-Mondolfi A, Tami A, Vincenti-Gonzalez M, Marquez M,…Carrasco HJ,.. et al.2019. Venezuela’s humanitarian crisis, resurgence of vector-borne diseases and implications for spillover in the region: a call for action. Lancet Infect Dis. 2019. 3099:1–13.
Bechara CC, Londoño JC, Segovia M, Leon Sanchez MA, Martínez P CE, Rodríguez R MM, Carrasco HJ. 2018. Genetic variability of Panstrongylus geniculatus (Reduviidae: Triatominae) in the Metropolitan District of Caracas, Venezuela. Infect Genet Evol . 66. 236-244

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

Co-Investigador en el proyecto titulado: Citizen Science for Vector-Borne Disease surveillance in Venezuela

Investigador Responsable: Dr. Martin Llewellyn

Institucion: IBAHCM, University of Glasgow

Fecha: Octubre 2018-marzo 2019

Organismo Financiador: University of Glasgow. The Global Challenges Research Fund and Small Grants Fund