Resumen Introducción. Las pruebas serológicas se utilizan para detectar infección por Trypanosoma cruzi y su precisión discriminatoria depende del umbral de decisión establecido. La metodología estándar y la de curva característica operativa del receptor (COR) permiten obtener tal umbral. Objetivo. Comparar la precisión discriminatoria de la metodología estándar y la metodología de curva COR en lo que respecta a pruebas serológicas para detectar infección por T. cruzi. Materiales y métodos. Se utilizó un conjunto de valores de anticuerpos contra T. cruzi de individuos clasificados como chagásicos o sanos y se realizaron simulaciones computarizadas en condiciones homocedásticas y heterocedásticas. Se calculó sensibilidad, especificidad, sensibilidad = 100%, especificidad = 100% y decisión-perfecta. Resultados. La precisión discriminatoria de la metodología estándar favoreció la especificidad (98.22% a 99.56%) sobre la sensibilidad (67.25% a 87.14%), mientras que la de la curva COR mostró un equilibrio entre sensibilidad (94.56% y 96.44%) y especificidad (90.35% y 92.11%). Esta última metodología también evidenció una mayor proporción de decisión-perfecta, la cual llegó a ser >90% en condiciones de homocedasticidad. Los umbrales de decisión fueron afectados por las condiciones de heterocedasticidad. Conclusión. La metodología de la curva COR mostró una mejor precisión discriminatoria, por lo que se recomienda su uso para el cálculo de umbrales de decisión en pruebas serológicas para la enfermedad de Chagas.

Abstract Introduction: Serological tests are used to confirm Trypanosoma cruzi infection and their discriminatory accuracy depends on the established decision threshold. Both, the standard methodology and the receiver operating characteristic (ROC) curve methodology allow obtaining such threshold. Objective: To compare the discriminatory accuracy of the standard methodology and the ROC curve methodology regarding serological tests for confirming T. cruzi infection. Materials and methods: A set of anti-T. cruzi antibodies values from subjects previously classified as healthy or as having Chagas disease were used, and computer simulations were performed under homoscedasticity and heteroscedasticity conditions. Sensitivity, specificity, 100% sensitivity, 100% specificity, and perfect-decision were calculated. Results: The discriminatory accuracy obtained with the standard methodology favored specificity (98.22% to 99.56%) over sensitivity (67.25% to 87.14%), while in the ROC curve methodology a balance between sensitivity (94.56% and 96.44%) and specificity (90.35% and 92.11%) was observed. Also, in the ROC curve methodology a greater perfect-decision ratio was observed, which, under homoscedasticity conditions, was >90%. Decisions thresholds were affected by het-eroscedasticity conditions. Conclusion: The ROC curve methodology showed better discriminatory accuracy, therefore its use for calculating decision thresholds in serological tests for detecting Chagas disease is recommended.

La epimastigogénesis de Trypanosoma cruzi es la transformación del tripomastigota sanguícola en epimastigota que ocurre en la porción anterior del tracto intestinal del insecto vector. Se ha reportado la activación de cisteín proteasas durante la epimastigogénesis in vitro en condiciones axénicas, sugiriendo la utilización de aminoácidos como fuente de carbono para la obtención de energía. El objetivo del presente trabajo fue estudiar a través de indicadores los cambios metabólicos producidos durante la diferenciación tripomastigota-epimastigota. Se partió de un 100% de tripomastigotas sobrenadantes de células Vero, incubados en medio LITB a 27ºC en condiciones de alta (epimastigogénesis horizontal) y baja (epimastigogénesis vertical) tensión de oxígeno. Se realizó contaje de parásitos (Cámara de Neubauer) y recuento diferencial (Giemsa) a diferentes tiempos de incubación (0, 1, 2, 4, 6, 8, 11 y 12 días). A cada tiempo se determinó en los sobrenadantes del medio de cultivo las concentraciones de glucosa y amoníaco, así como los valores de pH. Los resultados mostraron que: 1) Independientemente de la tensión de oxígeno se evidenció formas en diferenciación y amastigotas durante el proceso, siendo la aparición de epimastigotas más tardía en alta tensión de oxígeno; 2) El incremento poblacional fue significativamente mayor en condiciones de alta tensión de oxígeno, registrándose alta mortalidad de amastigotas durante los primeros días de incubación en la epimastigogénesis vertical; 3) El consumo de glucosa fue concomitante con la aparición de epimastigotas en ambas condiciones, siendo mayor en alta tensión de oxígeno; 4) No se registró liberación de amoníaco en ninguno de los casos estudiados; 5) Los valores de pH fueron similares hasta el sexto día en ambas condiciones, evidenciándose una acidificación gradual del medio de cultivo en alta tensión de oxígeno. Todo parece sugerir que durante la epimastigogénesis de T. cruzi, los parásitos involucrados en los procesos de diferenciación no muestran activación de las diferentes rutas metabólicas.

The epimastigogenesis of Trypanosoma cruzi is the transformation from bloodstream trypomastigote to epimastigote that occurs in the anterior portion of the intestinal tract of the insect vector. It has been reported cysteine proteases activation during axenic epimastigogenesis in vitro, suggesting the use of amino acids as a carbon source for the production of energy. The aim of this work was to study through indicators metabolic changes produced during the trypomastigote-epimastigote differentiation. We started with a 100% trypomastigotes derived from Vero cell supernatants, incubated in LITB medium at 27°C under high (horizontal epimastigogenesis) and low (vertical epimastigogenesis) oxygen tension. We estimated parasites number (Neubauer chamber) and differential morphology (Giemsa) at different incubation times (0, 1, 2, 4, 6, 8, 11 and 12 days). Each time was determined in the supernatants of the culture medium glucose and ammonia concentrations as well as the pH values. The results showed that: 1) Regardless of the oxygen tension it was evidenced differentiation forms and amastigote during the process, with the later occurrence of epimastigotes in high oxygen tension; 2) Population growth was significantly greater in high oxygen tension, registering high mortality of amastigotes during the firsts incubation days in the vertical epimastigogenesis; 3) Glucose consumption was concomitant with the appearance of epimastigotes in both conditions, being higher in high oxygen tension; 4) There was no ammonia release in any of the cases studied; 5) The pH values were similar to the sixth day in both conditions, showing gradual acidification of the culture medium at high oxygen tension. Everything seems to suggest that during the epimastigogenesis of T. cruzi parasites involved in differentiation processes show no activation of different metabolic pathways.

La metaciclogénesis de Trypanosoma cruzi es la transformación del estadio epimastigota en tripomastigota metacíciclico que ocurre en la ampolla rectal del insecto vector. Durante este proceso se ha implicado una activación del metabolismo proteico, con probable participación de proteasas en la degradación de proteínas del parásito. En el presente trabajo se determinó el efecto de las condiciones de mantenimiento de T. cruzi en el laboratorio sobre la actividad de proteasas y su relación sobre la metaciclogénesis espontánea en cultivos axénicos. Se trabajó con el clon Dm30L de Trypanosoma cruzi mantenido en el laboratorio mediante pases trimestrales chipo-ratón (condición triatomino: CT) o repiques semanales durante 15 años en medio LITB (condición cultivo: CC). En ambas condiciones, se hizo curva de crecimiento durante 30 días en medio LITB suplementado con 10, 24 y 48 mM glucosa, calculándose el porcentaje de metacíclicos espontáneos y determinación de la actividad de proteasas. En 10 mM glucosa, parásitos de la CT presentaron mayor expresión de proteasas y porcentaje de metacíclicos respecto a la CC. En la CT, el crecimiento en 48 mM glucosa redujo las variables antes mencionadas, mientras que no se evidenció actividad proteolítica ni metaciclogénesis espontánea en parásitos de la CC en altas concentraciones de glucosa. En todos los casos se evidenció mayor actividad de cisteín proteasas durante la fase estacionaria del cultivo. No se reportó actividades metaloproteasas en ninguna de las condiciones estudiadas, pero sí en el clon Dm28c utilizado como control de la expresión de este tipo de enzima. Estos resultados sugieren que la expresión de proteasas está influenciada por la constitución genética del parásito y que la CC provoca disminución de la actividad proteolítica que persisten aún en condiciones de agotamiento de carbohidratos del medio, con una concomitante reducción significativa en el porcentaje de metacíclicos espontáneos.

Trypanosoma cruzi metacyclogenesis is the transformation of epimastigote stage to trypomastigote metacyclic that happens in the rectal ampulla of the insect vector. During this process it has been implicated protein metabolism activation, with proteases likely involvement in parasite protein degradation. In this study we determined the effect of T. cruzi keeping conditions in the laboratory on the activity of proteases and their relationship on spontaneous metacyclogenesis in axenic culture. We worked with Trypanosoma cruzi Dm30L clone maintained in the laboratory by quarterly passes triatomine-mouse (triatomine condition: TC) or serial culture media during 15 years in LITB medium (culture condition: CC). In both conditions, growth curve was made for 30 days in LITB medium supplemented with 10, 24 and 48 mM glucose, calculating the percentage of spontaneous metacyclics and determining proteases activity. In 10 mM glucose, TC parasites showed higher expression of proteases and metacyclic percentage relative to the CC. In TC, the growth in 48 mM glucose reduced the above variables, while no evidenced proteolytic activity nor spontaneous metacyclogenesis on CC parasites in high glucose concentrations. In all cases there was greater cysteine proteases activity during the stationary phase of the culture. Metalloprotease activity was not reported in any of the conditions studied, but it was detected in clone Dm28c used as control of expression of this type of enzyme. These results suggest that the expression of proteases is influenced by the genetic makeup of the parasite and the CC causes decrease of proteolytic activity which persists even in carbohydrate depleted conditions of the medium, with a concomitant significant reduction in the percentage of spontaneous metacyclics.

En los últimos años se ha reportado en Venezuela una nueva realidad de la enfermedad de Chagas, con múltiples brotes de transmisión oral y vectorial, con participación de triatominos considerados antiguamente como silvestres que han colonizado zonas urbanas próximas a vegetaciones. El Municipio San Diego del Estado Carabobo se ha caracterizado por un gran crecimiento demográfico con expansión habitacional hacia zonas boscosas, y en donde se ha reportado la captura de triatominos domiciliarios y peridomicilarios. En este estudio se evaluó los factores de riesgo y nivel de conocimiento de la enfermedad de Chagas, así como determinación de infección por Trypanosoma cruzi en el Sector A del mencionado Municipio. A través de pruebas serológicas, se obtuvo una seroprevalencia de 5,6% de un total de 90 individuos evaluados. Haciendo uso de un cuestionario, se encontró baja frecuencia de los factores de riesgo clásicos (condiciones de vivienda y presencia de chipos); no obstante, se obtuvo un porcentaje elevado de presencia de animales en el intra o peridomicilio (74%), así como de vegetación abundante próxima al hogar (82%). En cuanto al nivel de conocimiento, aproximadamente la mitad de los encuestados (46%) mostró un nivel intermedio, seguido de una considerable proporción de participantes con nociones bajas (34%). Los conocimientos más elevados correspondieron a la definición sobre la enfermedad de Chagas y sintomatología más frecuente (60%) e insecto vector (72%). Por otro lado, se obtuvo baja frecuencia en cuanto a los mecanismos de transmisión y reservorios del parásito. Los resultados sugieren la necesidad de ampliar los mecanismos de acción en la lucha contra la enfermedad de Chagas, promoviendo estrategias educativas que aumenten el conocimiento en la comunidad.

In recent years it has been Venezuela reported in Venezuela a new reality of Chagas disease, with multiple outbreaks of oral and vectorial transmission, involving formerly considered as wild triatomines that have colonized urban areas near vegetation. The San Diego County Carabobo state was characterized by a high population growth with residential expansion into forested areas, and where it has been reported domiciliary and peridomiciliary triatomine capture. In this study we evaluated the risk factors and level of knowledge of Chagas disease, as well to identify Trypanosoma cruzi infection in Sector A of the said municipality. Through serological tests yielded a seroprevalence of 5.6 % of a total of 90 individuals tested. Using a questionnaire, we found low frequency of traditional risk factors (housing conditions and presence of triatomines), however, we obtained a high percentage of animals in the presence of intra-or peri (74 %) and abundant vegetation close to home (82 %). Regarding the level of knowledge, about half of respondents (46 %) showed an intermediate level, followed by a considerable proportion of participants with low notions (34 %). Knowledge was highest in the definition of Chagas disease and most common symptom (60 %) and insect vector (72 %). On the other hand, it was obtained a low frequency transmission mechanisms and reservoirs of parasite. The results suggest the need to broaden the mechanisms of action in the fight against Chagas disease, promoting educational strategies that increase community awareness.

El medio ML15-HA permite simular in vitro los eventos morfogenéticos del ciclo vital de T. cruzi. Se ha evidenciado que los cambios morfológicos de la epimastigogénesis del clon Dm28c de T. cruzi en ML15-HA, ocurren más rápidamente que para otros aislados. Nuestro propósito fue investigar si los cambios macromoleculares ocurren concomitantemente con la rápida transformación morfológica. Tripomastigotas derivados de células infectadas se incubaron por diferentes tiempos en medio ML15-HA a 27ºC. Los cambios morfológicos se determinaron por microscopía de contraste de fases y coloración con Giemsa. Los perfiles peptídico y glicopeptídico se analizaron mediante SDS-PAGE y coloraciones específicas. Los cambios antigénicos se estudiaron mediante Western blot usando sueros anti-Tripomastigotas y anti-Epimastigotas. Los resultados muestran: (1) caída del porcentaje de tripomastigotas e incremento de amastigotas en las primeras 24 horas, con incremento gradual de epimastigotas a partir de 48 horas; (2) tres perfiles peptídicos y glicopeptídicos diferentes: tripomastigotas, epimastigotas a partir del día 4, y un perfil intermedio los días 2 y 3, demostrando la estrecha correlación entre los eventos morfológicos y los cambios proteicos y glicoproteicos; (3) los perfiles antigénicos revelaron estrecha relación entre los cambios morfológicos y la expresión de antígenos estadio-específicos. Los resultados obtenidos evidencian de manera concluyente que los cambios moleculares son más acelerados para el clon Dm28c en medio ML15-HA que en otros medios. Estos hallazgos abren la interrogante, sí la velocidad de la epimastigogénesis está determinada por la constitución genética del aislado o por la riqueza nutricional del medio de diferenciación.

The ML15-HA medium allows simulate in vitro morphogenetic events in the life cycle of T. cruzi. It has been demonstrated that the morphological changes of epimastigogenesis in ML15-HA of the T. cruzi clone Dm28c, occur faster than for other isolates. Our purpose was to investigate whether macromolecular changes occur concomitantly with rapid morphological transformation. Trypomastigotes derived from infected cells were incubated for different times in ML15-HA medium at 27°C. Morphological changes were determined by phase contrast microscopy and staining with Giemsa. Peptide and glycopeptide profiles were analyzed by SDS-PAGE and specific staining. Antigenic changes were studied by Western blot using serum anti-trypomastigotes and anti-epimastigotes. The results show: (1) decline in the percentage of trypomastigotes and amastigotes increased in the first 24 hours, epimastigotes gradually increases from 48 hours, (2) three peptide and glycopeptide profiles different: trypomastigotes, epimastigotes from the day 4 and an intermediate profile on days 2 and 3, showing the close correlation between morphological events and protein and glycoprotein changes, (3) antigenic profiles showed close relationship between the morphological changes and the expression of stage-specific antigens. The results show conclusively that the molecular changes are more rapid for clone Dm28c in ML15-HA medium than in other media. These findings open the question, if the epimastigogenesis speed is determined by the genetic constitution of isolated or nutritional wealth differentiation medium.

La transformación de tripomastigotas sanguíneos de Trypanosoma cruzi en epimastigotas, ocurre naturalmente en el intestino del insecto y se identifica como epimastigogénesis. Aquí reportamos que durante la epimastigogénesis in vitro, los tripomastigotas se transforman en formas redondeadas, biológica y antigénicamente equivalentes al estadio amastigota; con un tiempo de persistencia dependiente de la altura del medio de cultivo. Formas tripomastigotas procedentes de cultivo de tejidos infectados se incubaron en envases con diferentes alturas de medio LITB (3 y 83 mm), y se compararon las cinéticas de transformación hacia epimastigotas. Para la obtención de antígenos se colectaron masas de parásitos a diferentes tiempos de diferenciación. Los cambios morfológicos, incremento del inóculo y resistencia a complemento, se estudiaron por microscopía de contraste de fases y extendidos coloreados con Giemsa. Los cambios antigénicos se analizaron mediante Western Blot usando anticuerpo IgY anti-amastigotas. Los resultados mostraron que las formas redondeadas resisten la lisis por complemento, expresan antígenos amastigota-específicos y la velocidad de transformación hacia epimastigotas depende de la altura del medio sobrenadante en el cultivo. Las evidencias sugieren que además de caída de la temperatura, una baja tensión de oxígeno disuelto y una alta densidad de parásitos por área, aceleran el proceso de diferenciación.

Transformation of blood Trypanosoma cruzi tripomastigotes into epimastigotes occurs naturally at the insect gut and is identified as epimastigogenesis. Here we report that during in vitro epimastigogenesis, tripomastigotes transform into rounded forms, biologically and antigenically equivalent to the amastigote stadium, with a persistance time which depends on the height of the culture medium. Tripomastigote forms from cultures of infected tissues were incubated in flasks with different LITB medium heights (3 and 83 mm), and kinetics of transformation to epimastigotes were compared. Masses of parasites at different differentiation times were collected for antigen production. Morphological changes, inoculum increase and resistance to complement were studied by phase contrast microscopy and Giemsa stained smears. Antigenic changes were analyzed through Western Blot using an IgY anti-amastigote antibody. Results showed that rounded forms resist lysis by complement, express amastigote-specific antigens, and that the speed of transformation to epimastigotes depends on the height of the supernatant medium in the culture. Evidences suggest that apart from a temperature fall, a low dissolved oxygen tension and a high parasite per area density accelerate the differentiation process.

In this study we examined whether the maintenance of Trypanosoma cruzi by long-time in axenic culture produces changes in gene expression and antigenic profiles. The studies were made with a Dm30L-clone from a low-virulent strain and a non-cloned virulent EP-strain of T. cruzi. Both parasites were maintained, for at least seven years, by successive alternate passage triatomine/mouse (triatomine condition), or by serial passage in axenic medium (culture condition). The comparison of the [35S]methionine metabolic labeling products of virulent and non-virulent parasites by 2D-SDS-PAGE, clearly indicates that the expression of metacyclic trypomastigotes (but not of epimastigotes) proteins have been altered by laboratory maintenance conditions. Western blot analysis of EP and Dm30L-epimastigotes using a serum anti-epimastigotes revealed that although most of antigens are conserved, four antigens are characteristics of triatomine condition parasites and three other are characteristics of culture condition parasites. Anti-metacyclics serum revealed significative differences in EP- and Dm30L-metacyclic trypomastigotes from triatomine condition. However, avirulent metacyclic forms were antigenically very similar. These results suggest that besides a possible selection of avirulent subpopulation from T. cruzi strains genetically heterogeneous when maintained by long time in axenic culture, changes in virulence might be due to post-translational modifications of the antigens induced by the absence of the natural alternability (vertebrate-invertebrate) in the life-cycle of T. cruzi