Marcelo Urbano Ferreira.

Atividades educativas e de assistência em saúde no município de Acrelândia, Acre.

Plasmodium vivax infection, the main cause of malaria in Latin America and Asia, affects 14.3 million people annually, with 3.3 billion people at risk worldwide. Individuals are repeatedly infected due to relapses from dormant liver forms or reinfection, with a major impact on wellbeing and socioeconomic development. No effective vaccine is available. P. vivax entry into red blood cells (RBCs) requires sequential ligand-receptor interactions and parasites can only invade immature RBCs (reticulocytes) expressing high levels of CD71, which account for up to 1.5 of circulating RBCs. CD71 is the receptor for PvRBP2b, a member of the P. vivax reticulocyte-binding protein (PvRBP) family. Another key pathway involves the Duffy-binding protein (PvDBP) and its receptor on RBCs, the Duffy antigen (DARC). RBCs lacking DARC are common among African descents and are refractory to P. vivax infection. The CD98 heavy chain (CD98hc) was recently identified as a reticulocyte-specific receptor for another PvRBP family member, PvRBP2a. Encoded by the SLC3A2 gene, CD98hc is part of a widely expressed multifunctional complex involved in amino acid transport, cell adhesion, immune activation, and murine erythropoiesis. We hypothesize that CD98hc might be a key modulator of human erythropoiesis and vivax malaria risk. Naturally occurring polymorphisms at the SLC3A2 locus that affect CD98hc expression or function might inhibit blood-stage P. vivax infection in two ways: (1) by accelerating human reticulocyte maturation, reducing CD71 expression and therefore inhibiting parasite entry via the CD71-PvRBP2b pathway and (2) by decreasing PvRBP2a binding affinity to its host-cell receptor, therefore partially blocking parasite entry via the alternative CD98hc-PvRBP2a pathway. This project aims at further exploring in vivo the dual role of CD98hc in human erythropoiesis and P. vivax infection. We will exploit unique humanized mice that support both human erythropoiesis and blood-stage P. vivax infection, with a focus on the bone marrow (the primary erythropoietic organ and extravascular reservoir of P. vivax). We will also characterize SLC3A2 polymorphism and anti-PvRBP2a antibody responses in a cohort of Amazonians with varying susceptibility to P. vivax infection. We will examine: (1) the role of CD98 in human erythropoiesis and P. vivax infection, (2) whether genetic diversity at the SLC3A2 locus and levels of anti-PvRBP2a antibodies in Amazonians are associated with their vivax malaria risk, and (3) the effects of CD98hc-targeted interventions in vivo on erythropoiesis and P. vivax infection. Our proposal is an international multidisciplinary effort that deploys several complementary expertise and resources, namely an in vivo humanized model of human erythropoiesis and P. vivax infection (French coordinator S. Garcia), field epidemiology and cohorts of P. vivax-exposed individuals in the Amazon (Brazilian coordinator M. U. Ferreira), genetics and invasion biology of malaria parasites (Brazilian Partner D. Y. Bargieri) and molecular immunology, malaria vaccines, and recombinant monoclonal antibody (mAb) production (Brazilian Partner S. B. Boscardin). This project will generate new insights into P. vivax interactions with a key host-cell receptor, opening new opportunities to devise new therapeutics using anti-CD98hc strategies and anti-PvRBP2a-based vaccines.

Despite the recent progress in reducing malaria transmission, nearly 130,000 cases are notified each year in the Amazon Basin of Brazil. Mâncio Lima, in the upper Juruá Valley, was the countrys municipality with the highest malaria incidence in the 2010s, with half of the cases reportedly acquired in its urban area. We hypothesize that residual urban malaria transmission in Mâncio Lima and similar settings is sustained by a minority of people who are more likely to infect local vectors known as superspreaders , originating a disproportionately high number of secondary infections. We build upon an ongoing, population-based study to address three specific aims. Aim 1: To leverage parasite samples collected in the Juruá Valley over more than one decade to investigate the clonal dynamics of local malaria parasites at the population level. We hypothesize that the malaria transmission decline in Mâncio Lima and surroundings in recent years has a measurable impact on population genetic parameters of malaria parasites such as the overall genome-wide diversity and the frequency of infections containing multiple parasite genotypes. Aim 2: To estimate key parameters associated with malaria transmission networks in the main urban transmission hotspot of Brazil. We hypothesize that a minority of infected people in Mâncio Lima are more likely to infect local vectors and sustain local transmission. To test this hypothesis, we will use molecular genotyping to identify secondary cases originating from each malaria case diagnosed in Mâncio Lima over a period of 15 months. Aim 3: To identify correlates of increased individual infectiousness in the study population, such as age, sex, parasite density, duration of infection, place of residence, that can inform a better targeting of malaria control measures. We hypothesize that modifiable factors associated with an increased individual infectiousness can be targeted by specific control interventions.

Extensive research has examined why some people have repeated Plasmodium falciparum malaria attacks in Sub-Saharan Africa while others remain free of disease most of the time. In contrast, malaria risk heterogeneity remains little studied in regions where P. vivax is the dominant species. Are repeatedly infected people in vivax malaria settings such as the Amazon just unlucky? Here we aim to explore specific factors including human and vector genetic polymorphism, acquired antibody-mediated immunity, and variation in parasite virulence that can modulate the individual risk of P. vivax infection and disease in well characterized malaria-endemic Amazonian communities. We combine classical epidemiological approaches, molecular genotyping of humans, vectors and parasites, and functional antibody assays with quantitative genetics, mathematical modeling and vector biology to explore longitudinally collected data and samples from a unique population-based cohort study carried out in the main malaria transmission hotspot of Brazil. We aim to: (1) estimate the contribution of human genetics, not limited to known or suspected malaria resistance genes, to individual malaria risk variation in Brazil; (2) to compare the differential impact of a specific human genetic polymorphism, pyruvate kinase deficiency, on P. falciparum and P. vivax malaria risk; (3) to investigate the association between naturally acquired antibodies to a key asexual blood-stage of P. vivax antigen and malaria risk; (4) to test the hypothesis that less virulent P. vivax lineages are positively selected as malaria vectors become less abundant and transmission declines; (5) to determine the impact of mosquito control measures on the genetic diversity and population structure of the main regional malaria vector; and (6) to estimate the population-wide impact of specific malaria control interventions targeted at high-risk individuals. We argue that individual risk variation must be considered when designing and implementing strategies for malaria control and elimination.

Despite the major recent progress towards malaria elimination in Latin America and the Caribbean, focal transmission persists mostly across the Amazon Basin and the Pacific and Atlantic Coast of Colombia and Central America, where Plasmodium vivax accounts for nearly 80 if the cases. One distinctive feature of P. vivax associated with its increased resilience is the ability to stay in the liver as a dormant stage, the hypnozoite, following a primary infection and reactivate over the next weeks or months, causing relapses. Primaquine (PQ), the only widely available hypnozoitocidal drug, is essentially an inactive pro-drug that requires biotransformation by the cytochrome P450 (CYP) enzyme CYP2D6 for its antirelapse effect. Here we hypothesize that individuals with low-activity CYP2D6 variants who are treated with chloroquine (CQ)-PQ regimens are at increased risk of P. vivax relapses in major malaria hotspots of South America, with major public health implications. To test this hypothesis, we will genotype CYP2D6 variants in: (a) participants in an ongoing cohort of 2,000 malaria-exposed individuals in Juruá Valley, in the Amazon Basin of Brazil, and (b) participants of a therapeutic efficacy study of supervised CQ-PQ treatment on the Caribbean Coast of Colombia that showed a P. vivax recurrence rate of 24.1 over 6 months of follow-up. The primary outcomes are: (a) the incidence of laboratory-confirmed clinical vivax malaria in subjects with varying CYP2D6 activity levels over two years of follow-up in Brazil and (b) the time of the first recurrent vivax malaria episode confirmed by microscopy, among study subjects with varying CYP2D6 activity levels, over 180 days of follow-up after supervised CQ-PQ therapy in Colombia.

O vírus SARS-CoV-2 disseminou-se globalmente e representa agora um importante desafio para os países de baixa e média renda, onde a infraestrutura de saúde pode rapidamente tornar-se sobrecarregada. Esta proposta parte de nossas pesquisas de campo em andamento, financiadas pela FAPESP, para investigar a epidemiologia e o controle da infecção por SARS-CoV-2 em Mâncio Lima, uma pequena cidade amazônica. Tem-se como objetivo geral traduzir as informações geradas pelo estudo de campo em evidências para orientar o controle de COVID-19 em uma das regiões mais pobres do Brasil. Partimos da hipótese de que muitas infecções por SARS-CoV-2 permanecem despercebidas e os portadores assintomáticos de infecção podem continuar disseminando o patógeno em suas interações sociais cotidianas até sua eliminação espontânea, tornando-se imunes a reinfecções ou, pelo menos, à doença grave. Os meios propostos para testar esta hipótese são: (a) utilizar ensaios sorológicos seriados para detectar retrospectivamente eventos de soroconversão, estimar o tamanho do surto de SARS-CoV-2 e identificar fatores de risco associados à soroconversão na comunidade; (b) identificar as interações sociais e os espaços compartilhados, como o domicílio, o local de trabalho, as escolas e as igrejas, que possam ter contribuído para a transmissão local de SARS-Cov-2; (c) calcular a proporção de infecções por SARS-CoV-2 diagnosticadas retrospectivamente que permaneceram assintomáticas ou cursaram com sintomas leves, geralmente sem diagnóstico prévio, e aquelas associadas à doença (COVID-19), resultando em visitas a serviços de saúde e até mesmo em hospitalização, e (d) determinar a proporção de indivíduos que, ao se tornarem soropositivos durante o surto, permanecem com anticorpos contra SARS-CoV-2 ao longo dos 12 meses seguintes.

Plasmodium vivax, espécie atualmente responsável por 88% dos casos de malária registrados no Brasil, originou-se na África e foi introduzida nas Américas principalmente com o tráfico transatlântico de escravos entre os séculos XVI e XIX. No Brasil, diversas linhagens do parasita chegaram ao interior do país, especialmente à Amazônia, onde são transmitidas entre seres humanos por anofelinos do subgênero Nyssorhynchus. Um número limitado de linhagens, no entanto, ficou restrito às regiões litorâneas cobertas por Mata Atlântica, onde são transmitidas por anofelinos do subgênero Kerteszia entre seres humanos e primatas não-humanos. Os níveis de divergência genética entre linhagens amazônicas e da Mata Atlântica permanecem inexplorados em escala genômica. Neste projeto, propõe-se uma abordagem de genômica populacional de P. vivax, com a obtenção de 42 novos genomas de alta qualidade, para comparar essas linhagens de parasitos que circulam em regiões endêmicas descontínuas do Brasil entre si e com amostras globais do parasito, revelar padrões evolutivos comuns e caracterizar fatores que promovem a diferenciação entre elas, que podem estar relacionados à adaptação dos parasitos a diferentes espécies de anofelinos e à capacidade de parasitar seres humanos e primatas não-humanos.

The broad, long-term objective of this project is to guide malaria elimination strategies in Amazonia taking into account human, environmental, and biological features that combine to maintain hypoendemic malaria in the region. The complexity of Amazonian malaria is augmented by intense human movement related to work and social interactions, which combined with asymptomatic infections lead to silent reservoirs of malaria parasites moving across space and time. Over the past ICEMR project period, population-based longitudinal cohort studies in Brazil and Peru have demonstrated complex patterns of malaria transmission in epidemiologically contrasting sites (e.g., increasing transmission vs. disappearing malaria). This new Project will continue longitudinal studies to delineate a fine level of malaria transmission and endemicity complexity in these and new sites. This Project is based on the primary hypothesis (as is the entire Amazonia ICEMR program) that asymptomatic, subpatent parasitemia drive ongoing hypoendemic malaria. Residual malaria (due to outdoor-biting Anopheles darlingi mosquitoes potentially related to anthropogenically-driven changing vector behaviors and genetics, Project 2) and emerging, complex patterns of malari reintroductions has made studying alternative approaches to malaria elimination a critical issue. In this project we seek to understand the patterns and determinants of two contrasting malaria epidemiological settings in the Amazon: residual malaria with continuing hypoendemicity, and foci of high transmission. These settings have different local ecologies (riverine, highway and urban areas) and human behavior (e.g., bednet use, occupation, mobility). In Aim 1, we will gather data to calculate and interpret local indices of transmission, and to comprehensively identify local determinants of malaria transmission. Aim 1 integrates all three Projects of the ICEMR by identifying and characterizing the context of malaria cases, and referring symptomatic and asymptomatic patients to Project 2 to guide mosquito population characterization and transmission biology studies, and to Project 3 for immunological experiments, respectively. In Aim 2 comprehensive molecular epidemiological approaches and population genetics will be used to identify temporal population changes in P. vivax and P. falciparum,to detect reintroductions and parasite population replacements, and to estimate parasite population complexity at baseline and potentially after interventions. Aim 3, also integrating all three ICEMR projects, will model the dynamics of malaria transmission, simulate the optimal intervention packages to reduce malaria in epidemiologically contrasting settings, explicitly accounting for ecological heterogeneity and differences in human sociodemographics. This Project will contribute new solutions to ongoing and emerging malaria challenges in Amazonia. The comprehensive molecular and epidemiological data sets from this Project, integrated with Project 2, studies of vector ecology and transmission biology, and with Project 3, immunology of asymptomatic malaria, will provide a roadmap for new approaches to malaria elimination.

Com 143.910 casos confirmados laboratorialmente e 41 óbitos associados à malária em 2014, o Brasil apresenta hoje a menor carga de malária em 35 anos, com transmissão virtualmente restrita à Amazônia Legal. Neste contexto, o Ministério da Saúde do Brasil lançou, em novembro de 2015, o Plano para a Eliminação da Malária no Brasil, com o objetivo de curto prazo de interromper a transmissão de Plasmodium falciparum nos próximos 15 anos. A natureza focal da malária no país indica que a sua eliminação depende da priorização de um pequeno número de focos de transmissão. Combinamos neste projeto abordagens epidemiológicas clássicas, que visam a caracterizar fatores de risco e identificar possíveis alvos para intervenção, com estudos de genética e genômica populacional de parasitas e de biologia e controle de vetores, com o objetivo de contribuir para a elaboração de estratégias mais eficazes para o controle e a eliminação da malária no Brasil. Esse estudo é complementado com modelagem matemática de diferentes cenários de eliminação da malária no país. As atividades de campo concentram-se no Vale do Juruá, que concentra 20% dos casos de malária registrados no Brasil. Abordamos dois desafios principais: (a) a persistência de infecções assintomáticas, que frequentemente apresentam carga parasitária abaixo do limiar de detecção dos exames diagnósticos disponíveis, formando um reservatório de infecção invisível ao sistema de saúde, e (b) a manutenção de altas densidades de vetores, especialmente em função do surgimento de novos criadouros artificiais resultantes da ação humana sobre o ambiente.

Mais de 85% % dos 300.000 casos clínicos de malária notificados anualmente na Amazônia brasileira devem-se a Plasmodium vivax. A partir de 1989 observa-se resistência de P. vivax à cloroquina, o esquizonticida sanguíneo utilizado no tratamento da malária vivax desde 1946; descrita inicialmente em Papua Nova Guiné, logo disseminou-se ao Sudeste e Sul da Ásia e, mais recentemente, à América do Sul. No Brasil, os únicos disponíveis provêm de 109 pacientes tratados em Manaus; destes, 10% apresentaram recidiva parasitária até 28 dias após o tratamento. Conhecer os padrões de resistência à cloroquina em diferentes áreas endêmicas da Amazônia, mediante a combinação de ensaios clínicos, ex-vivo e moleculares, é central para o planejamento de estratégias de controle da malária no Brasil. Este projeto tem como principal objetivo a caracterização fenotípica e genotípica da resistência de P. vivax à cloroquina, a fim de propor novos biomarcadores de resistência a esta droga, reunindo laboratórios associados em cinco instituições brasileiras (USP, UFRJ, Fiocruz, UFJF e UFAC). São objetivos específicos: (a) investigar se isolados de Plasmodium vivax da Amazônia Ocidental brasileira apresentam evidência de resistência à cloroquina, com base em ensaios de resistência ex-vivo realizados com parasitos frescos e com parasitos criopreservados e em ensaios clínicos padronizados e (b) investigar se a presença do fenótipo de resistência à cloroquina, determinado em ensaios clínicos (in vivo) e laboratoriais (ex-vivo), pode ser predito pela presença de quatro polimorfismos não-sinônimos (N89S, N500D, L908M, Y976F e F1076L) previamente descritos em PvMDR1, homólogo de glicoproteína P potencialmente associado à resistência a múltiplos antimaláricos, pela amplificação deste gene, bem como pela presença de polimorfismos em um conjunto de novos potenciais marcadores genéticos de resistência à cloroquina em validação em um de nossos laboratórios associados. Propõe-se aqui, pela primeira vez em populações de P. vivax do Brasil, o estudo simultâneo de polimorfismos em pvmdr1 e em outros genes candidatos e do fenótipo de resistência à CQ ex-vivo e in vivo. A análise fenotípica ex-vivo, pioneira no Brasil, baseia-se em protocolo amplamente utilizado no Sudeste Asiático e previamente padronizado em nossos laboratórios de campo. Os alvos genômicos, anteriormente estudados e propostos pelo nosso grupo como potenciais biomarcadores da resistência à cloroquina, serão amplificados, sequenciados e analisados em cada amostra de fenótipo determinado, a fim de buscar polimorfismos que possam ser usados no monitoramento da resistência à cloroquina na Amazônia brasileira.

O Brasil contribui atualmente com 56% dos casos de malária registrados nas Américas e no Caribe (260 mil casos novos notificados em 2012, 85% dos quais causados por Plasmodium vivax). Este projeto tem como objetivo geral implementar e avaliar uma estratégia de detecção de potenciais reservatórios de infecção em áreas de transmissão residual de malária através do monitoramento de focos de transmissão em torno de episódios clínicos diagnosticados no município de Acrelândia, extremo leste do estado do Acre. Os objetivos específicos são: (a) classificar novos episódios de malária confirmados laboratorialmente, ao longo de 12 meses, como casos autóctones, recaídas, casos importados ou casos introduzidos; (b) avaliar a eficácia da detecção de novas infecções em torno de cada caso índice, combinando a microscopia convencional e o diagnóstico molecular, comparando o monitoramento do foco potencial de transmissão com o monitoramento de domicílios fora do foco potencial de transmissão mas pertencentes à mesma localidade; e (c) determinar os elos epidemiológicos entre as infecções maláricas diagnosticadas por meio da genotipagem dos parasitos obtidos durante o monitoramento dos focos potenciais de transmissão. Espera-se, deste modo, traduzir evidências científicas em intervenções efetivas para a eliminação de focos de transmissão residual de malária no Brasil.

Plasmodium vivax, plasmódio humano relativamente negligenciado, é um dos mais importantes desafios para a Saúde Pública nas Américas do Sul e Central, Ásia Central, Sul e Sudeste Asiáticos, Oceania, Oriente Médio e África Oriental, onde 2,85 bilhões de pessoas vivem atualmente sob risco de infecção e 70-80 milhões de casos clínicos são relatados anualmente. O recente surgimento de cepas resistentes às drogas e de formas graves (às vezes fatais) da doença desafiam a visão tradicional da malária vivax como uma infecção benigna. A agenda de pesquisa para erradicação da malária (Malaria Eradication Research Agenda, MalERA) coloca o P. vivax no topo da lista de prioridades. Além do diagnóstico, drogas, vacinas e o controle dos vetores, considera-se também essencial desenvolver estratégias de monitoramento, avaliação e vigilância no campo, incluindo modelagem matemática. Esses aspectos são abordados nesta proposta. Temos um duplo objetivo geral: (i) caracterizar a estrutura genética e a dinâmica de transmissão do P. vivax, um parasito da malária humana negligenciado mas não benigno e (ii) fornecer índices malariológicos essenciais para serem usados no monitoramento ou na modelagem das intervenções no contexto dos recentes esforços amplamente distribuídos pelo mundo para a eliminação da malária. 
Os objetivos específicos são: (1) Comparar os níveis de polimorfismo genético e as taxas de recombinação e determinar a estrutura geográfica das populações de campo de P. vivax através do uso de dois conjuntos de marcadores genéticos bem padronizados e distribuídos pelo genoma do P. vivax: (a) marcadores de microssatélites atualmente em uso em nossos laboratórios, e (b) um novo conjunto de polimorfismos de base única (SNPs) provavelmente neutros a serem padronizados no objetivo específico 3. (2) Investigar a dinâmica de transmissão de cepas geneticamente distintas de P. vivax (caracterizadas com os marcadores listados no Objetivo Específico 1) através da genotipagem dos parasit

Institutions based in two malaria-endemic countries, Brazil and Peru, are partnering with a leading research group in the USA with the long-term goal of providing scientific evidence that can be translated into effective public health interventions for malaria control in Amazonia. To determine whether asymptomatic parasite carriage is a major contributor to malaria transmission across the region, we aim: (a) to estimate the prevalence, incidence and risk factors for asymptomatic malaria parasite carriage in rural Amazonia; (b) to estimate the prevalence, incidence, average duration and risk factors for gametocyte carriage; (c) to compare the ability of symptomatic and asymptomatic carriers of gametocytes to experimentally infect wild caught local vectors; (d) to compare prospectively the risk of subsequent clinical malaria among asymptomatic parasite carriers and non-infected controls living in the same communities and to determine whether these episodes are due to persistent parasite lineages or to new infections; and (e) to test whether intra-host competition of genetically distinct parasite clones contributes to increased parasite virulence, greater risk of disease, and increased gametocyte production. These aims will be achieved with population based surveys, using uniformized clinical and laboratory protocols, in three epidemiologically diverse Amazonian settings: (a) a typical agricultural settlement with endemic malaria transmission in Brazil, (b) periurban villages in Peru that became recently exposed to epidemic malaria, and (c) gold-mining enclaves in Peru with explosive malaria outbreaks due to P. vivax. The field-based clinical and epidemiological analysis will be complemented with measurements of immunological parameters, extensive parasite genotyping and experimental infections of mosquitoes through membrane-feeding assays, providing a unique multidisciplinary perspective on the public health significance of asymptomatic parasite carriage in the Amazon

Regular a magnitude da resposta inflamatória induzida pelo parasito é crucial para o desfecho clínico da malária. Níveis apropriados de citocinas pró-inflamatórias são essenciais para a redução inicial da carga parasitária, mas devem ser seguidos da indução de citocinas regulatórias para prevenir diversas complicações de natureza inflamatória que caracterizam a malária grave. Na última década, tem-se investigado o papel de populações celulares com ação reguladora no controle da imunopatologia observada na malária humana e em modelos experimentais de infecção em roedores. Embora as citocinas anti-inflamatórias IL-10 e TGF-β sejam importantes na regulação da inflamação, sua origem celular e mecanismos de indução permanecem mal definidos. A maior parte dos estudos concentra-se em células T reguladoras (Treg) clássicas, com fenótipo CD4+CD25+FOXP3+, o que pode subestimar o papel de outras populações celulares com papel regulador que são expandidas durante a malária. Este projeto tem como objetivo caracterizar fenotipicamente populações celulares com possível papel regulador, além das Treg clássicas, que se encontrem expandidas durante a malária humana e verificar se essas populações celulares exercem funções imunorreguladoras como a supressão da proliferação de células efetoras frente ao estímulo antigênico, a produção de citocinas anti-inflamatórias e a supressão da maturação de células dendríticas. Além disso, pretende-se verificar se diferentes espécies de plasmódios determinam padrões distintos de expansão e atividade imunorreguladora dos linfócitos T CD4+ durante a infecção humana.

A malária é uma das principais endemias parasitárias brasileiras, com mais de 300.000 casos clínicos notificados na Amazônia brasileira em 2009. Cerca de 85% desses casos devem-se a Plasmodium vivax. Compreender os padrões de diversificação desse patógeno humano no espaço e no tempo é uma questão central da ecologia e da genética de populações, com claras implicações para o planejamento de estratégias de controle. Este projeto tem como objetivo examinar a dinâmica populacional de linhagens geneticamente distintas de P. vivax, caracterizadas com marcadores evolutivamente neutros, em duas comunidades rurais bem delimitadas da Amazônia brasileira, que diferem quanto aos níveis de transmissão. O projeto baseia-se em estudos de coorte prospectiva realizados na Amazônia Ocidental brasileira (estados do Acre e Amazonas). O primeiro estudo reuniu 509 indivíduos seguidos entre 2004 e 2007 em um assentamento agrícola antigo (Granada) com baixos níveis de transmissão de malária; o segundo estudo compreende cerca de 200 indivíduos a serem seguidos entre 2010 e 2011 (12 meses) em um assentamento mais recente (Remansinho), com níveis de endemicidade de malária bem mais elevados. Amostras sangüíneas foram ou serão colhidas dos indivíduos com infecção incidente por P. vivax. Para a caracterização genética dos isolados, serão utilizados polimorfismos de única base (SNPs) em genes relacionados ao metabolismo do parasito -- portanto, potencialmente livres de pressão seletiva diversificadora -- distribuídos ao longo de 12 cromossomos distintos de P. vivax. Comparados aos marcadores de DNA microssatélite altamente polimórficos que empregamos em estudos anteriores, esses SNPs têm a vantagem de apresentar menor taxa de mutação e maior reprodutibilidade na tipagem, permitindo sua aplicação a escalas geográficas e temporais mais amplas e sua comparabilidade entre laboratórios.

A malária é uma das principais endemias parasitárias brasileiras, com 460.000 casos clínicos notificados na Amazônia brasileira em 2007. O interesse crescente em compreender a epidemiologia da malária no Brasil, fornecendo subsídios para seu controle, decorre principalmente de sua elevada morbidade em populações expostas continuamente ao risco de infecção, mas a ocorrência de infecções subclínicas por plasmódios na Amazônia brasileira é outro alvo importante de investigação. Este projeto visa a investigar a epidemiologia das infecções assintomáticas por plasmódios em dois contextos distintos da Amazônia rural brasileira: populações ribeirinhas tradicionais e assentamentos agrícolas. Objetiva (a) estimar a prevalência de infecção assintomática por plasmódio e caracterizar fatores de risco para o desenvolvimento de sintomas na vigência de infecção malárica, (b) estimar a prevalência e fatores de risco para a presença de gametócitos em infecções sintomáticas e assintomáticas, (c) estimar o risco de infecção sintomática subseqüente, entre portadores de parasitemia assintomática e indivíduos não infectados; (d) determinar, com base em genotipagem dos parasitos, se episódios subseqüentes de malária sintomática se devem à persistência de linhagens parasitárias originalmente encontradas no portador assintomático e (e) comparar os níveis de diversidade genética dos parasitos em infecções sintomáticas e assintomáticas.

The purpose of this research is to characterize the genetic structure and transmission dynamics of the human malaria parasite Plasmodium vivax, with the long-term goal of understanding the evolutionary biology of this species and its potential implications for malaria treatment and control. Plasmodium vivax is associated with 70-80 million clinical cases of malaria reported each year, with 2.6 billion people at risk of infection worldwide. Institutions based in two P. vivax-endemic countries, Brazil and Sri Lanka, are partnering with leading research groups in the USA to address the following specific research aims: 1) To estimate levels of microsatellite diversity , single-nucleotide polymorphism (SNP) density and recombination rates and to examine the geographic structure of worldwide populations of P. vivax; 2) To examine the transmission dynamics of genetically distinct P. vivax strains in a well-characterized cohort of malaria-exposed subjects and determine the rate at which new haplotypes are introduced or disappear in the population; 3) To carry out SNP and microsatellite discovery across a 300-kb chromosome segment of four representative strains of P. vivax and to standardize high-throughput strategies for large-scale typing of these SNPs in field isolates; 4) To compare these 300-kb of DNA sequence of P. vivax with the corresponding sequence in one of its closest relatives, the monkey malaria parasite P. knowlesi, to obtain estimates of single-nucleotide mutation rates and SNP density for various types of DNA sequence (microsatellite repeats vs. complex sequences, coding vs. noncoding DNA) of P. vivax and to allow the identification of genes under positive selection across this chromosome segment. This in-depth analysis of the mechanisms that create and maintain genetic variation in this human malaria parasite will provide crucial information to predict how fast novel phenotypes of public health importance, such as drug resistance and new antigenic variants

Desde a década de 1970, descreve-se que os linfócitos T provenientes de pacientes durante a fase aguda da infecção malárica apresentam baixa resposta proliferativa in vitro quando expostos a antígenos de plasmódios e antígenos não-relacionados, com recuperação parcial das respostas proliferativas após o tratamento da doença. Os mecanismos envolvidos na regulação das respostas celulares durante a infecção aguda permanecem pouco investigados. Com base em evidências recentes de que as células T reguladoras (Treg) CD4+CD25+ favorecem o desenvolvimento dos parasitas em modelos de malária experimental de roedores, este projeto objetiva avaliar o possível papel imunorregulador das células Treg CD4+CD25+ na infecção humana por P. falciparum e os possíveis mecanismos e mediadores associados a esse efeito. Baseia-se na análise de fenótipos celulares e de citocinas pró- e anti-inflamatórias liberadas in vitro em resposta a estímulo antigênico, em amostras pareadas de células mononucleares periféricas colhidas durante a malária aguda e durante a convalescença. Os pacientes a serem recrutados provêm de uma população bem delimitada e caracterizada, do ponto de vista epidemiológico, da Amazônia Ocidental brasileira.

A malária é uma das principais endemias parasitárias brasileiras, com cerca de 600.000 casos clínicos notificados na Amazônia brasileira em 2005. Mais de 80% desses casos devem-se a Plasmodium vivax. Este projeto tem como objetivos examinar a estrutura populacional e a dinâmica de transmissão de variantes de P. vivax em uma comunidade rural da Amazônia brasileira. Baseia-se em uma coorte de 509 indivíduos sob seguimento clínico e epidemiológico desde o início de 2004, com obtenção de amostras sangüíneas para a caracterização genética dos isolados nos casos incidentes de infecção por P. vivax e, para realizar comparações entre espécies simpátricas, também de P. falciparum. Trata-se do primeiro estudo de base populacional a empregar marcadores polimórficos de DNA microssatélite e polimorfismos base única (SNPs), recentemente padronizados, na análise de populações naturais de P. vivax. É também o primeiro estudo longitudinal sobre a dinâmica de transmissão de P. vivax, em uma comunidade bem delimitada, a investigar os padrões de circulação de populações geneticamente distintas do parasita no espaço e no tempo.