Capítulo 15: Toxoplasmosis

El agente de la toxoplasmosis es Toxoplasma gondii, parásito intracelular obligatorio. Nicolle y Manceaux lo aislaron por primera vez en 1908 de Ctenodactylus gondii, roedor del norte de África. Recibió el nombre con base en un término griego que significa “arco”, en virtud de la forma de media luna del parásito.

Reseña histórica

Varios aspectos de la historia de la toxoplasmosis son importantes. El primero de ellos es el ya mencionado descubrimiento del agente causal, Toxoplasma gondii, en 1908, por parte de Charles Nicolle y Louis Manceux que observaron al parásito en muestras de hígado y bazo del roedor de la especie Ctenodactylus gondii. En el mismo año el médico italiano Alfonso Splendore demostró la presencia de este microorganismo en cerebro de conejos; un año más tarde Nicolle le dio el nombre de Toxoplasma gondii en referencia a su forma arqueada y por su presencia en el gundi.

En esa época se tenía conocimiento sobre la leishmaniasis, enfermedad producida por el protozoario intracelular Leishmania y que produce un padecimiento importante en humanos. Cuando el médico francés Charles Nicolle fue enviado a Túnez, estableció un laboratorio perteneciente al Instituto Pasteur de París y junto con Louis Manceux investigaron en diferentes animales, entre ellos este roedor. Demostraron la presencia del parásito en células mononucleares, pero resulta que no se reproducía en los medios de cultivo donde normalmente Leishmania sí lo hacía; al microorganismo se le llamó Leishmania gondii.

En 1899 Splendore había viajado a Río de Janeiro, donde asumió el puesto de director del Hospital de Beneficencia Brasileña y creó su laboratorio. Al trabajar con conejos para realizar sus investigaciones, detectó al mismo parásito que Nicolle y Manceux habían descubierto. Cabe resaltar que al investigar a Leishmania, de manera accidental demostró la presencia del nuevo parásito. A fin de determinar su capacidad infectiva, Carini, otro investigador de esa época, infectó a conejos con homogenados de cerebro de conejos infectados con el protozoario, con lo que produjo la infección. De forma controlada y experimental por primera vez en 1937, Sabin y Olitsky lograron hacer pases repetidos de Toxoplasma gondii.

Su razonamiento científico fue que si Toxoplasma gondii es un parásito intracelular y los virus también son intracelulares, los cuales en esa época se mantenían mediante pases repetidos inoculando homogenados de tejidos, tal vez con T. gondii podría ocurrir lo mismo. Entonces, mediante homogenados de cerebros pudieron infectar nuevos ratones por inoculación intracraneal, subcutánea e intraperitoneal. También fue interesante percatarse de cómo los ratones mantenidos en una jaula adquirían la infección cuando se comían a otros infectados que convivían en la misma jaula, dando lugar al carnivorismo. Sin embargo, fue relevante saber que en lugares donde hay animales herbívoros o personas vegetarianas también contraían la toxoplasmosis.

En 1965 Hutchinson, Frenkel y otros investigadores pensaban que el gato, asociado al ratón, se infectaba mediante carnivorismo; la sorpresa fue que entre gatos que convivían también se infectaban, aunque no existía canibalismo entre ellos; dado que la vía de entrada era oral una posibilidad era que el medio donde se encontraba el parásito fueran las heces del gato. En principio se le asoció a la presencia de Toxocara cati, un nematodo que a través de las heces infectaba a los felinos, pero ciertos experimentos lograron separar a Toxocara cati de T. gondii, de modo que en 1970 quedó demostrado su ciclo biológico. El razonamiento científico, el pensamiento lógico y la tenacidad de los investigadores, principalmente el deseo de demostrar acontecimientos biológicos mediante experimentos, permitieron realizar grandes descubrimientos de la parasitología.

Toxoplasma gondii tiene un ciclo de reproducción y transmisión que comprende una fase sexual en el epitelio entérico del huésped principal (los felinos) y una fase de reproducción asexual extraintestinal en los huéspedes intermediarios (mamíferos y aves). Existen tres estadios o formas del toxoplasma infectantes para el ser humano: taquizoíto, bradizoíto y esporozoíto (figura 15-1).

El taquizoíto es el estadio observado en la fase aguda de la infección. Es intracelular obligado y capaz de invadir cualquier tipo de célula, con excepción de los eritrocitos. Tiene forma de media luna y mide entre 4 y 8 µm de largo por 2 a 4 µm de ancho (figura 15-2). Se reproduce por fisión binaria o endodiogenia, forma de división celular en la cual el parásito se divide dentro de la célula madre (figura 15-3). El taquizoíto sobrevive en una vacuola en el interior de la célula, donde se multiplica. Después de varias divisiones o endopoliogénesis, la célula se rompe y los parásitos liberados invaden otras células. Esta forma del parásito es muy sensible a diversos agentes químicos (enzimas digestivas) y físicos (calor); una transmisión por este estadio del parásito sólo puede ocurrir por vía hematógena.

Bajo ciertas condiciones, los taquizoítos se transforman en bradizoítos o cistozoítos, los cuales se multiplican con suma lentitud y se encuentran dentro de quistes, que pueden alcanzar un diámetro de 50 a 200 µm y contienen un gran número de bradizoítos (figura 15-4). La formación de quistes coincide con la aparición de la inmunidad antitoxoplasma del huésped, lo que ha hecho pensar que se forman debido al establecimiento de la reacción inmunitaria antitoxoplasma. Sin embargo, la respuesta inmunitaria no parece ser el único factor, puesto que se ha observado la formación de quistes en cultivo celular.

Los quistes aparecen ocho días después de la infección primaria y pueden persistir durante toda la vida del huésped, lo que da lugar a la fase crónica de la infección; se pueden formar en diferentes tejidos, en particular en el sistema nervioso, el corazón y el ojo. Los quistes son muy resistentes a las enzimas digestivas y pueden sobrevivir hasta 68 días a 4 °C, pero los inactiva el tratamiento a 56 °C durante 10 a 15 minutos o a −20 °C durante 18 a 24 horas, seguidos de descongelación.

El ooquiste, que contiene a los esporozoítos, se ha descrito sólo en los felinos, pues es resultado del ciclo sexual enteroepitelial del parásito. Los ooquistes se excretan en gran número en las heces del animal (10⁷ ooquistes/día), entre tres y 10 días después de una infección por quistes, o entre 20 y 34 días después de la infección por ooquistes, pero durante un periodo muy breve (siete a 20 días). En general, la expulsión de los ooquistes tiene lugar sólo después de la infección primaria, pero puede observarse algunas veces después de una reinfección; la cantidad de ooquistes expulsados en este caso es muy reducida.

Los ooquistes no son infectivos cuando su expulsión es reciente, ya que deben esporular. La esporulación ocurre en el suelo, toma dos a tres días y requiere de algunas condiciones de humedad y aireación. Dentro de cada ooquiste se forman dos esporoquistes, cada uno de los cuales contiene cuatro esporozoítos. El ooquiste se vuelve entonces muy infectivo para las personas y los animales por un periodo prolongado (hasta un año en climas templados); es muy resistente a diversos agentes químicos como el jugo gástrico, ácidos (H₂SO₄ al 5%), álcalis y desinfectantes comunes, así como al frío (−5 °C durante 120 días); sin embargo, lo destruye el calor (56 °C durante cinco a 10 minutos).

Cepas de T. gondii

Tradicionalmente, las cepas de T. gondii se han clasificado de acuerdo con su virulencia, la cual se define como la capacidad de matar a ratones. Las cepas virulentas presentan una DL₁₀₀ = 1 (dosis letal 100, es decir, dosis a la que 100% de los animales mueren) y no son capaces de generar una infección crónica. Por el contrario, las cepas avirulentas presentan una DL₁₀₀ ≥ 10³ e inducen una infección crónica. Estudios genéticos de las cepas de T. gondii han permitido la identificación de tres líneas clonales, denominadas tipo I, II y III. Las cepas virulentas corresponden a las cepas tipo I de la nueva clasificación, mientras que las cepas avirulentas corresponden a las cepas tipos II y III.

Los quistes y los ooquistes son las dos formas del toxoplasma que intervienen en la transmisión de la toxoplasmosis al humano y los animales. La resistencia de ambos estadios a diferentes agentes externos permite comprender la alta frecuencia de la infección en la naturaleza. La transmisión puede ser adquirida o congénita:

1. La toxoplasmosis adquirida puede tener lugar por vía oral, por ingestión de ooquistes que contaminen los alimentos (contaminación fecal) o quistes presentes en la carne cruda o parcialmente cocida (carnivorismo). También puede suceder en algunos casos de trasplante de órganos o transfusiones sanguíneas, si el órgano proviene de una persona infectada de modo crónico.

2. La toxoplasmosis congénita tiene lugar en el caso de mujeres que contraen la infección durante el embarazo. Los taquizoítos, que se multiplican durante los primeros días de la infección, pueden atravesar la placenta en forma extracelular o intracelular, e infectar al feto, con consecuencias muy graves. En la especie humana la transmisión congénita sólo se produce una sola vez en la vida, dado que la presencia de inmunidad antitoxoplasma en la madre antes del embarazo impide el paso trasplacentario del parásito si hay reinfección.

Como ya se mencionó, el ciclo de vida de T. gondii comprende una fase de reproducción sexual que ocurre en el gato doméstico y otros felinos (huésped principal), y una fase asexual que se lleva a cabo en la mayoría de los animales de sangre caliente (huéspedes intermediarios).

El gato se infecta principalmente por quistes presentes en los tejidos de sus presas (pájaros, roedores) (figura 15-5). La pared de los quistes se destruye por acción del jugo gástrico, y los bradizoítos liberados invaden las células epiteliales del intestino. Entonces se pueden reproducir de manera asexual y diferenciarse en taquizoítos. También pueden diferenciarse de manera sexual: hay formación de microgametocitos y macrogametocitos, que se desarrollan en microgametos y macrogametos, respectivamente. El microgameto (macho) fecunda entonces al macrogameto (hembra), lo que da lugar al nacimiento del ooquiste, que se expulsa en las heces del animal.

Los huéspedes intermediarios se contaminan por ingestión de ooquistes o quistes. Después de la ingestión, los quistes u ooquistes liberan los parásitos por acción del jugo gástrico y comienzan a multiplicarse en las células epiteliales del intestino. Los taquizoítos (extracelulares o intracelulares) se diseminan en el organismo por vía sanguínea y linfática, y pueden multiplicarse en todos los tipos celulares (salvo los eritrocitos), lo que produce la infección aguda. Después de una a dos semanas, cuando la inmunidad antitoxoplasma comienza a establecerse, los taquizoítos desaparecen de los tejidos y se enquistan. Los quistes son característicos de la fase crónica de la infección y persisten durante largos periodos e incluso durante toda la vida del huésped.

En los individuos cuyo sistema inmunitario es competente, la infección es casi siempre asintomática. En algunos casos, o en los individuos inmunodeficientes o inmunosuprimidos, se observa toxoplasmosis sintomática. Los síntomas son muy variables e inespecíficos e incluyen fiebre, malestar general, linfadenopatía, miocarditis y encefalitis, todos los cuales son comunes a otras enfermedades infecciosas, lo que dificulta el diagnóstico.

La infección por T. gondii puede persistir durante toda la vida del huésped sin ninguna complicación. Además, la inmunidad antitoxoplasma protege al individuo contra cualquier reinfección, por toda la vida. Sin embargo, en los individuos cuya respuesta inmune se encuentra suprimida o deficiente, la toxoplasmosis puede ser grave, con consecuencias fatales; la más frecuente de las cuales es la infección del sistema nervioso. Estos individuos forman grupos de riesgo, de los cuales se puede hacer referencia a los pacientes enfermos de síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) o que han recibido tratamiento inmunosupresor. En el caso de los primeros, la toxoplasmosis aguda suele ser consecuencia de una reactivación de la infección latente.

Las consecuencias de la toxoplasmosis congénita son variables según la etapa del embarazo en la cual se contrae la infección: mientras más temprana es la etapa en la que se contrae, más graves son las consecuencias (figura15-6). Así, durante los primeros meses del embarazo, la transmisión del parásito al feto puede provocar un aborto o conducir al nacimiento de niños anormales que presentan una tríada clásica: coriorretinitis, calcificaciones intracraneanas e hidrocefalia. Si la infección tiene lugar en los últimos meses del embarazo, los niños por lo general son asintomáticos al nacer, pero pueden presentar secuelas más tarde, como coriorretinitis, retraso psicomotor y mental, etc. Sin embargo, la frecuencia de la transmisión de la toxoplasmosis es muy alta si se adquiere durante los últimos meses del embarazo; por el contrario, si la infección se adquiere durante los primeros tres meses del embarazo, la frecuencia de transmisión es más baja.

El diagnóstico de la toxoplasmosis se lleva a cabo por la detección de anticuerpos en el suero. El método de referencia es la prueba clásica de Sabin-Feldman, en la que se miden los anticuerpos dirigidos contra los antígenos de membrana del parásito. En esta prueba, los parásitos viables se incuban con el suero a probar en presencia de complemento; si el suero contiene anticuerpos, los parásitos presentan una alteración del citoplasma y no se tiñen con el azul de metileno. El título es considerado como la dilución del suero en la cual 50% de los parásitos permanecen viables.

También se utilizan otros métodos de diagnóstico, como la inmunofluorescencia indirecta (IFA), hemaglutinación indirecta, ensayo por inmunoabsorción ligado a enzimas (ELISA, enzyme-linked immunosorbent assay) y reacción en cadena de la polimerasa (PCR, polymerase chain reaction).

Respuesta inmune

La infección por T. gondii genera una respuesta inmune que protege contra cualquier reinfección; sin embargo, se considera que esta inmunidad no es estéril, pues hay quistes que sobreviven en diversos tejidos durante toda la vida del huésped.

Una inmunidad de tipo humoral y celular contra el parásito aparece después de la infección. La inmunidad humoral puede demostrarse por la presencia de anticuerpos IgM o IgG en el suero y puede detectarse in vivo por una prueba de hipersensibilidad retardada (DTH), e in vitro por una prueba de transformación blástica de linfocitos sanguíneos.

La aparición de anticuerpos IgM antitoxoplasma se observa una a dos semanas después de la infección. La producción de anticuerpos de esta clase puede alcanzar su máximo después de dos a cuatro semanas y persistir durante algunos meses. Los anticuerpos IgG aparecen más tarde, de dos a tres semanas después de la infección primaria; alcanzan su concentración máxima dos meses más tarde, persisten durante meses o años, y disminuyen después de algunos años. En la mayoría de los casos, un título bajo de anticuerpos persiste durante toda la vida del huésped.

Aun cuando la detección de anticuerpos sea considerada como indicador de la inmunidad, diferentes resultados experimentales y observaciones clínicas muestran que los anticuerpos juegan un papel menor en la protección. Recuerde que T. gondii es un parásito intracelular, condición que lo protege de los efectos de los anticuerpos; por consecuencia, el papel de estos últimos en la protección parece ser limitado. Por el contrario, se ha demostrado ampliamente que los linfocitos T (tanto CD4⁺ como CD8⁺) son las células esenciales en la protección contra T. gondii.

El parásito sintetiza un compuesto llamado ciclofilina 18 (C-18), el cual se une al receptor para quimiocinas CCR5 en la superficie de células dendríticas y macrófagos, lo que lleva a la producción de interleucina 12 (IL-12). Esta última estimula a las células asesinas naturales (NK) y a los linfocitos T para la secreción de interferón -γ (IFN-γ). De esta manera, el parásito induce desde el inicio un microambiente TH1, caracterizado por la presencia de IL-12 e IFN-γ, lo que lleva a la diferenciación de los linfocitos T_H0 hacia T_H1, que son productores a su vez DE il-2 e IFN-γ.

Se ha demostrado ampliamente que el IFN-γ junto con la IL-12 y el TNF-γ son citocinas esenciales en la protección contra T. gondii. Sin embargo, también se requiere de la IL-10 para disminuir la fuerte respuesta T_H1. El IFN-γ es producido tanto por los linfocitos T CD4⁺ como por los linfocitos T CD8⁺.

Los taquizoítos son eliminados por las células por diferentes mecanismos. Las células activadas con IFN-γ destruyen a los taquizoítos por algunos radicales generados durante el estallido respiratorio, así como por el óxido nítrico (NO), los cuales son tóxicos para los parásitos. Por otro lado, los linfocitos T CD8⁺ eliminan a células infectadas con el parásito por mecanismos clásicos de citotoxicidad.

Los fármacos suministrados contra Toxoplasma gondii son trimetoprim-sulfametoxazol, sulfadiacina y pirimetamina (cuadro 15-1). No obstante, sólo son activos contra el taquizoíto y, por tanto, se utilizan en la toxoplasmosis aguda; por desgracia, no actúan sobre los quistes.

La toxoplasmosis adquirida es una infección muy común en el humano. Se ha reportado que aproximadamente una tercera parte de la población mundial se encuentra infectada; sin embargo, la incidencia varía entre 10 y 90%, según el país. Parece que esta variación obedece a las costumbres alimentarias; así, en Francia, donde la carne se consume cruda o parcialmente cocida, 80% de la población es seropositiva, mientras que en Inglaterra, donde la carne se consume cocida, sólo 29% de la población presenta una serología positiva.

Se ha estimado que la incidencia de la toxoplasmosis congénita es de 0.25-10 casos por cada 1 000 nacimientos, según el país. Se ha constatado, por ejemplo, que en Estados Unidos nacen cada año 3 000 niños con toxoplasmosis congénita. En los pacientes con SIDA, la toxoplasmosis es una de las infecciones oportunistas más frecuentes, y suele ser mortal. Se ha reportado que 30% de los pacientes HIV⁺ infectados con T. gondii desarrolla una encefalitis debida a este parásito.