Parasite load, iNOS and cytokine profiles, and histopathological aspects of Leishmania infantum infection in dogs with different clinical presentations

Abstract

Visceral leishmaniasis (VL) is a zoonotic disease with a canine urban reservoir in South America. Dogs from an endemic area within Brazil, which were naturally infected with Leishmania infantum, and those presenting severe clinical (SC), mild, or no clinical (MNC) disease, were evaluated. Parasite load, histopathology, and cytokine and iNOS mRNA expressions were assessed in the spleen and liver in order to determine the potential markers for disease susceptibility or resistance. As a result, dogs with both SC and MNC had high parasite loads; IFN-γ was the most expressive cytokine in both organs, along with IL-6 and IL-4 being detected in the spleen and liver, and IL-10 only in liver. The hepatic tissue presented higher medians for IFN-γ and IL-10, and was the main organ to produce cytokines with hepatic IL-10 suggesting a regulatory follow up. Granulomas were detected in both organs; however, when absent in spleen, they were associated with elevated IL-6 levels, thus highlighting the anti-inflammatory role of IL-6. Microscopic lesions in the spleen were predominantly characterized by an extensively disorganized white pulp and splenic response was suggested as sub optimized. Parasite load, tissue damage, and immunological response may vary in the dogs with similar clinical symptoms, which may not be a good parameter for assessing the animal's susceptibility to VL. RESUMO:A Leishmaniose visceral (LV) é uma doença zoonótica com reservatório canino na América do Sul. Cães oriundos de área endemica brasileira, naturalmente infectados por Leishmania infantum, apresentando doença clínica severa (CS) ou doença branda ou ausente (BA) foram avaliados. Carga parasitária, histopatologia e expressão de mRNA de citocinas e iNOS foram analisados em baço e fígado, buscando determinar possíveis marcadores de susceptibilidade ou resistência à doença. Como principais resultados, tanto cães CS como BA apresentaram alta carga parsitária. IFN-γ foi a citocina mais expressiva em ambos os órgãos, sendo IL-6 e IL-4 também detectadas em baço e fígado e IL-10 em fígado. No tecido hepático foram encontradas as maiores medianas de IFN-γ e IL-10, sendo o fígado o principal órgão produtor de citocinas, com IL-10 sugerindo acompanhamento regulatório. Granulomas foram detectados em ambos os órgãos. Quando de sua ausência no baço, essa foi associada à elevação dos níveis de IL-6, salientando o papel anti-inflamatório dessa citocina. Alterações microscópicas foram principalmente caracterizadas por extensiva desorganização de polpa branca, com a resposta esplência sendo sugerida como subotimizada. Carga parasitária, dano tecidual e resposta immune variaram mesmo em cães com quadros clínicos similares, não sendo, portanto, a análise clínica um bom parâmetro para avaliação de susceptibilidade animal à LV. Palavras-chave: Leishmaniose visceral, imunopatologia, infecção canina, histopatologia, citocinas caninas. PaRaSItoLoGY

miR-148a regulation interferes in inflammatory cytokine and parasitic load in canine leishmaniasis

“…The disease in dogs did not alter IL-6 levels in SL culture supernatants, as reported in previous studies [ 44 ]; however, high IL-6 mRNA expression was found in canine spleens [ 45 ]. Taken together, these results suggest post-transcriptional regulation of this cytokine in leishmaniasis, contributing for parasite replication in the host, because, interleukin 6 is a pro-inflammatory cytokine that participates in immune responses, parasite control, and tissue repair [ 46 ], therefore, their reduction can be one reason for disease susceptibility.…”

Current Applications of Digital PCR in Veterinary Parasitology: An Overview

“…No correlation was found between the copy numbers recorded in ddPCR and the morphological changes in the spleen of the dogs included in the study. This finding is in concordance with the study of Vasconcelos et al, which demonstrated that dogs with severe disease, as well as asymptomatic or mildly symptomatic animals with moderate to extensive splenic tissue disorganization, can have high parasitic loads [44]. The authors suggested that ddPCR is advantageous over qPCR as it does not require a standard curve and is easy to standardize; therefore, it should be further used to investigate the relationship between parasitic load and the pathogenesis of the disease in dogs [43].…”

Aspectos Imunológicos Das Leishmanioses Dermotrópicas E Viscerotrópicas

“…Com isso, o resultado clínico da infecção por Leishmania depende do equilíbrio entre as citocinas ativadoras das células Th1 e Th2 1 . Estudos da Leishmaniose Visceral demonstraram que as citocinas IFN-γ, IL-27, IL-10, IL-6 estavam associadas à hepatoesplenomegalia, neutropenia e trombocitopenia, e, níveis elevados de IL-6 está relacionado fortemente à morte 12,19 . Estudos com L. braziliensis demonstram que, também, na resposta à leishmaniose cutânea e mucosa atuam um subtipo celular conhecido como Th17, relacionado com a produção de IL-17 que aumenta a produção de mediadores inflamatórios como IL-1, IL-6, TNF-α e NOS2.…”

“…As células TCD8 + podem moldar a resposta imune adaptativa inicial à leishmaniose, produzindo IFNγ em nódulos linfáticos. Isso irá depender da intensidade da infecção no inicio 19 . Pode-se observar que as lesões em camudongos foram curadas na ausência de células TCD8 + , depois de uma elevada dose de L.major No entanto, em lesões com baixas doses com duração prolongada, as células TCD8 + foram requisitadas 15 .…”