Chagas' disease: IgA, IgM and IgG antibodies to T. cruzi amastigote, trypomastigote and epimastigote antigens in acute and in different chronic forms of the disease

Primavera, Kátia S. C.; Umezawa, Eufrosina S.; Peres, Benedito Anselmo; Camargo, Mário E.; Hoshino-Shimuzu, Sumie

doi:10.1590/S0036-46651990000300005

Abstracts

In an attempt to find a better T. cruzi antigen and possible immunological markers for the diagnosis of different clinical forms of Chagas' disease, amastigote and trypomastigote antigens obtained from immunosuppressed mice infected with T. cruzi (Y strain) were assessed in comparison with conventional epimastigote antigens. A total of 506 serum samples from patients with acute and with chronic (indeterminate, cardiac and digestive) forms, from nonchagasic infections, and from healthy individuals were assayed in immunofluorescence (IF) tests, to search for IgG, IgM and IgA antibodies. Amastigote proved to be the most convenient antigen for our purposes, providing higher relative efficiency indexes of 0.946, 0.871 and 0.914 for IgG, IgM and IgA IF tests, respectively. Anti-amastigote antibodies presented higher geometric mean titers (GMT) than anti-trypomastigote and anti-epimastigote. Anti-amastigote IgG antibodies were found in all forms of Chagas' disease, and predominantly IgA antibodies, in chronic digestive and in acute forms, as well as IgM antibodies, in latter forms. Thus, tests with amastigote antigen could be helpful for screening chagasic infections in blood banks. Practical and economical aspects in obtaining amastigotes as here described speak in favour of its use in developing countries, since those from other sources require more complex system of substruction, specialized personnel or equipment.

T. cruzi infections; IgG; IgM and IgA antibodies; Amastigote; Trypomastigote and Epimastigote

Com o intúito de se aperfeiçoar o diagnóstico sorológico das diferentes formas clínicas da doença de Chagas, foram estudados antígenos de formas amastigota e tripomastigota, obtidas de camundongos imunossuprimidos infectados com cepa Y de T. cruzi, em comparação com o de epimastigota convencionalmente utilizado. Um total de 506 amostras de soro de pacientes chagásicos com formas aguda e crônicas (indeterminada, cardíaca e digestiva), de indivíduos com infecções não relacionadas e de indivíduos sadios foi analisado por reação de imunofluorescência, para detecção de anticorpos IgG, IgM e IgA. O antígeno de amastigota apresentou os mais altos índices de eficiência relativa em testes de IF IgG (0,946), IF IgM (0,871) e IF IgA (0,914), mostrando ser mais conveniente para a finalidade proposta. Anticorpos anti-amastigota apresentaram médias geométricas de títulos mais altas que anti-tripomastigota e anti-epimastigota. Anticorpos IgG anti-amastigota foram encontrados em todas as formas clínicas da doença de Chagas, e anticorpos IgA foram encontrados predominantemente em formas crônicas digestivas e em formas agudas, além de anticorpos IgM nestas últimas formas. Portanto, testes com antígeno amastigota poderiam ser úteis para a triagem de indivíduos chagásicos em bancos de sangue. Aspectos práticos e econômicos na obtenção de amastigotas, conforme descrito neste trabalho favorecem seu uso em países em desenvolvimento, já que o antígeno obtido por meio de outras fontes requer uma infraestrutura mais complexa, equipamentos e pessoal especializados.

ORIGINAL ARTICLES

Chagas' disease: IgA, IgM and IgG antibodies to T. cruzi amastigote, trypomastigote and epimastigote antigens in acute and in different chronic forms of the disease

Doença de Chagas: anticorpos IgG, IgM e IgA contra antígenos de amastigota, tripomastigota e epimastigota de T. cruzi em formas agudas e em diferentes formas crônicas da doença

Kátia S. C. Primavera^I; Eufrosina S. Umezawa^II; Benedito Anselmo Peres^II, Mário E. Camargo^II; Sumie Hoshino-Shimuzu^I

^ISetor de Imunologia Clínica, Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Universidade de São Paulo, SP, Brasil

^IIInstituto de Medicina Tropical de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil

^{Address for correspondence} Address for correspondence: Dra. Kátia S. C. Primavera Setor de Imunologia Clínica, Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade de São Paulo Av. Prof. Lineu Prestes, 580 Bloco 17, Cidade Universitária CEP 05508 São Paulo, SP, Brasil

SUMMARY

In an attempt to find a better T. cruzi antigen and possible immunological markers for the diagnosis of different clinical forms of Chagas' disease, amastigote and trypomastigote antigens obtained from immunosuppressed mice infected with T. cruzi (Y strain) were assessed in comparison with conventional epimastigote antigens. A total of 506 serum samples from patients with acute and with chronic (indeterminate, cardiac and digestive) forms, from nonchagasic infections, and from healthy individuals were assayed in immunofluorescence (IF) tests, to search for IgG, IgM and IgA antibodies. Amastigote proved to be the most convenient antigen for our purposes, providing higher relative efficiency indexes of 0.946, 0.871 and 0.914 for IgG, IgM and IgA IF tests, respectively. Anti-amastigote antibodies presented higher geometric mean titers (GMT) than anti-trypomastigote and anti-epimastigote. Anti-amastigote IgG antibodies were found in all forms of Chagas' disease, and predominantly IgA antibodies, in chronic digestive and in acute forms, as well as IgM antibodies, in latter forms. Thus, tests with amastigote antigen could be helpful for screening chagasic infections in blood banks. Practical and economical aspects in obtaining amastigotes as here described speak in favour of its use in developing countries, since those from other sources require more complex system of substruction, specialized personnel or equipment.

Key words: T. cruzi infections; IgG, IgM and IgA antibodies; Amastigote, Trypomastigote and Epimastigote.

RESUMO

Com o intúito de se aperfeiçoar o diagnóstico sorológico das diferentes formas clínicas da doença de Chagas, foram estudados antígenos de formas amastigota e tripomastigota, obtidas de camundongos imunossuprimidos infectados com cepa Y de T. cruzi, em comparação com o de epimastigota convencionalmente utilizado. Um total de 506 amostras de soro de pacientes chagásicos com formas aguda e crônicas (indeterminada, cardíaca e digestiva), de indivíduos com infecções não relacionadas e de indivíduos sadios foi analisado por reação de imunofluorescência, para detecção de anticorpos IgG, IgM e IgA. O antígeno de amastigota apresentou os mais altos índices de eficiência relativa em testes de IF IgG (0,946), IF IgM (0,871) e IF IgA (0,914), mostrando ser mais conveniente para a finalidade proposta. Anticorpos anti-amastigota apresentaram médias geométricas de títulos mais altas que anti-tripomastigota e anti-epimastigota. Anticorpos IgG anti-amastigota foram encontrados em todas as formas clínicas da doença de Chagas, e anticorpos IgA foram encontrados predominantemente em formas crônicas digestivas e em formas agudas, além de anticorpos IgM nestas últimas formas. Portanto, testes com antígeno amastigota poderiam ser úteis para a triagem de indivíduos chagásicos em bancos de sangue. Aspectos práticos e econômicos na obtenção de amastigotas, conforme descrito neste trabalho favorecem seu uso em países em desenvolvimento, já que o antígeno obtido por meio de outras fontes requer uma infraestrutura mais complexa, equipamentos e pessoal especializados.

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ACKNOWLEDGEMENTS

This work was supported by Conselho de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq PIDE VI), and by Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo.

We thank Rosely dos Santos Malafronte for technical assistance and Maria Inês Cardillo Serafim for helping in the preparation of the manuscript.

Recebido para publicação em 25/9/1989.

1. ABRAHAMSON, I.A.; KATZIN, A.M. & MILDER, R. . A method for isolating T. cruzi amastigotes from spleen and liver using two-step discontinuous gradient centrifugation. J. Parasit., 69: 437-439, 1983.
2. ARAUJO, F.G. & BATISTA, S. Observaçőes sobre os testes de fixaçăo do complemento e imunofluorescęncia indireta em doença de Chagas. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 11: 104-110, 1969.
3. ARAUJO, F.G. & GUPTILL, D. Use of antigen preparations of the amastigote stage of T. cruzi in the serology of Chagas' disease. Amer. J. trop. Med. Hyg., 33: 362-371, 1984.
4. BIAGIONI, L.; SOUZA, M.J.; CHAMMA, L.G.; MENDES, R.P.; MARQUES, S.A.; MOTA, N.G.S. & FRANCO, M. Serology of paracoccidioidomycosis. II Correlation between class-specific antibodies and clinical forms of the disease. Trans. roy. Soc. trop. Med. Hyg., 78: 617-621, 1984.
5. CAMARGO, M.E. Fluorescent antibody test for the scrodiagnosis of American trypanosomiasis technical modification employing preserved culture forms of T. cruzi in slide test. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 8: 227-234, 1966.
6. CAMARGO, M.E.; HOSHINO-SHIMIZU, S. & UMEZAWA, E.S. Further evaluation of the "IMT-Chagas flocculation test". Comparison with complement fixation, hemagglutination and immunofluorescence tests. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 17: 230-235, 1975.
7. CAMARGO, M.E.; LESER, P.G. & ROCCA, A. Detection of IgM anti-Toxoplasma antibodies in acute acquired and congenital toxoplasmosis after protein A treatment of serum. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 25: 201-206, 1983.
8. CAMARGO, M.E. & TAKEDA, G.K.F. Diagnóstico de laboratório. In: BRENNER, Z. & ANDRADE, Z.. ed. Trypanosoma cruzi e doença de Chagas. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 1979. p. 175-198.
9. CERISOLA, J.A.; ALVAREZ, M.; BOCK, M. & WEGNER, D. A comparison of a new antigen from amastigotes of T. cruzi and an antigen from epimastigotes for the diagnosis of Chagas' disease by the indirect immunofluorescence test. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 13: 162-166, 1971.
10. COSSIO, P.M.; CASANOVA, M.B.; GONZALES-CAPPA, S.; FERNÁNDEZ, L. & ARANA, R.M. El posible uso de amastigotes tisulares de T. cruzi para pruebas serológicas de inmunofluorescencia. Medicina (B. Aires), 43: 737-738, 1983.
11. GALEN, R.S. & GAMBINO, S.R. Beyond Normality: predictive value and efficiency of medical diagnosis. New York, John Wiley, 1975. p. 30-40.
12. GUIMARĂES, M.C.S.; FERREIRA, A.W.; CARVALHO, M.D. de; CELESTE, B.J.; CUCÉ, L.C. & BELDA Jr., W. Antileishmania IgA immunoenzymatic assay in mucocutaneous leishmaniasis. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 26: 353-356, 1984.
13. HOSHINO-SHIMIZU, S.; CAMARGO, M.E. & NAGASSE, T.K. A stable polysaccharide-hemagglutination reagent for the diagnosis of acute or recent T. cruzi infections. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 20: 208-212, 1978.
14. KANAMURA, H.Y.; HOSHINO-SHIMIZU, S.; CAMARGO, M.E. & SILVA, L.C. Class specific antibodies and fluorescent staining patterns in acute and chronic forms of schistosomiasis mansoni. Amer. J. trop. Med. Hyg., 28: 242-248, 1979.
15. KLOETZEL, J.; CAMARGO, M.E. & GIOVANINI, V.L. Antigenic differences among epimastigotes, amastigotes and trypomastigotes of Trypanosoma cruzi. J. Parasit., 22: 259-261, 1975.
16. KRETTLI, A.U. & BRENNER, Z. Resistance against T. cruzi associated to anti-living trypomastigote antibodies. J. Immunol., 128: 2009-2012, 1982.
17. MINEO, J.R.; CAMARGO, M.E.; FERREIRA, A.W. & ALMEIDA, G. Pesquisa de anticorpos IgM anti-Toxoplasma gondii por meio de técnica imunoenzimática reversa. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 28: 6-11, 1986.
18. PRIMAVERA, K.S.C. Eficięncia dos antígenos das formas evolutivas do T. cruzi para detecçăo de anticorpos das classes A, M e G nas diferentes formas clínicas de infecçăo chagásica pela reaçăo de imunofluorescęncia indireta. Săo Paulo, 1985 (Tese de Doutoramento Instituto de Cięncias Biomédicas da Universidade de Săo Paulo).
19. PRIMAVERA, K.S.C.; HOSHINO-SHIMIZU, S.; UMEZAWA, E.S.; PERES, B.A.; MANIGOT, D.A. & CAMARGO, M.E. Immunoglobulin A antibodies to Trypanosoma cruzi antigens in digestive forms of Chagas' disease. J. clin. Microbiol., 26: 2101-2104, 1988.
20. SADUN, E.H.; DUXBURY, E.P.; WILLIAM, J.S. & ANDERSON, R.I. Fluorescent antibody test for the serodiagnosis of African and American trypanosomiasis in man. J. Parasit., 49: 385-388, 1983.
21. TOTH, C.A.; POHL, D. & AGNELLO, V. Methods for detection of immune complexes utilizing C1_q or rheumatoid factors. In: ROSE, N.R.; FRIEDMAN, H. & FAHEY, J.L., ed. Manual of clinical laboratory immunology. 3rd. ed., Washington, American Society for Microbiology, 1986. p. 204-210.
22. UMEZAWA, E.S. Isolamento e obtençăo do T. cruzi em cultivos celulares. Săo Paulo, 1980 (Dissertaçăo de Mestrado Instituto de Cięncias Biomédicas da Universidade de Săo Paulo).
23. VOLLER, A.; DRAPPER, D.C.; BIDWELL, D.E. & BARTLETT, A. Microplate enzyme-linked immunosorbent assay for Chagas' disease. Lancet, I: 426-429, 1975.
24. WHITE, C. Statistical methods in serum surveys. In: PAUL, J.R. & WHITE, C., ed. Serological epidemiology. New York, Academic Press, 1973. p. 19-31.

Address for correspondence:

Dra. Kátia S. C. Primavera

Setor de Imunologia Clínica, Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade de São Paulo

Av. Prof. Lineu Prestes, 580 Bloco 17, Cidade Universitária

CEP 05508 São Paulo, SP, Brasil

Publication Dates

Publication in this collection
13 Sept 2006
Date of issue
June 1990

History

Received
25 Sept 1989

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

[1] 1. ABRAHAMSON, I.A.; KATZIN, A.M. & MILDER, R. . A method for isolating T. cruzi amastigotes from spleen and liver using two-step discontinuous gradient centrifugation. J. Parasit., 69: 437-439, 1983.

[2] 2. ARAUJO, F.G. & BATISTA, S. Observaçőes sobre os testes de fixaçăo do complemento e imunofluorescęncia indireta em doença de Chagas. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 11: 104-110, 1969.

[3] 3. ARAUJO, F.G. & GUPTILL, D. Use of antigen preparations of the amastigote stage of T. cruzi in the serology of Chagas' disease. Amer. J. trop. Med. Hyg., 33: 362-371, 1984.

[4] 4. BIAGIONI, L.; SOUZA, M.J.; CHAMMA, L.G.; MENDES, R.P.; MARQUES, S.A.; MOTA, N.G.S. & FRANCO, M. Serology of paracoccidioidomycosis. II Correlation between class-specific antibodies and clinical forms of the disease. Trans. roy. Soc. trop. Med. Hyg., 78: 617-621, 1984.

[5] 5. CAMARGO, M.E. Fluorescent antibody test for the scrodiagnosis of American trypanosomiasis technical modification employing preserved culture forms of T. cruzi in slide test. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 8: 227-234, 1966.

[6] 6. CAMARGO, M.E.; HOSHINO-SHIMIZU, S. & UMEZAWA, E.S. Further evaluation of the "IMT-Chagas flocculation test". Comparison with complement fixation, hemagglutination and immunofluorescence tests. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 17: 230-235, 1975.

[7] 7. CAMARGO, M.E.; LESER, P.G. & ROCCA, A. Detection of IgM anti-Toxoplasma antibodies in acute acquired and congenital toxoplasmosis after protein A treatment of serum. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 25: 201-206, 1983.

[8] 8. CAMARGO, M.E. & TAKEDA, G.K.F. Diagnóstico de laboratório. In: BRENNER, Z. & ANDRADE, Z.. ed. Trypanosoma cruzi e doença de Chagas. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 1979. p. 175-198.

[9] 9. CERISOLA, J.A.; ALVAREZ, M.; BOCK, M. & WEGNER, D. A comparison of a new antigen from amastigotes of T. cruzi and an antigen from epimastigotes for the diagnosis of Chagas' disease by the indirect immunofluorescence test. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 13: 162-166, 1971.

[10] 10. COSSIO, P.M.; CASANOVA, M.B.; GONZALES-CAPPA, S.; FERNÁNDEZ, L. & ARANA, R.M. El posible uso de amastigotes tisulares de T. cruzi para pruebas serológicas de inmunofluorescencia. Medicina (B. Aires), 43: 737-738, 1983.

[11] 11. GALEN, R.S. & GAMBINO, S.R. Beyond Normality: predictive value and efficiency of medical diagnosis. New York, John Wiley, 1975. p. 30-40.

[12] 12. GUIMARĂES, M.C.S.; FERREIRA, A.W.; CARVALHO, M.D. de; CELESTE, B.J.; CUCÉ, L.C. & BELDA Jr., W. Antileishmania IgA immunoenzymatic assay in mucocutaneous leishmaniasis. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 26: 353-356, 1984.

[13] 13. HOSHINO-SHIMIZU, S.; CAMARGO, M.E. & NAGASSE, T.K. A stable polysaccharide-hemagglutination reagent for the diagnosis of acute or recent T. cruzi infections. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 20: 208-212, 1978.

[14] 14. KANAMURA, H.Y.; HOSHINO-SHIMIZU, S.; CAMARGO, M.E. & SILVA, L.C. Class specific antibodies and fluorescent staining patterns in acute and chronic forms of schistosomiasis mansoni. Amer. J. trop. Med. Hyg., 28: 242-248, 1979.

[15] 15. KLOETZEL, J.; CAMARGO, M.E. & GIOVANINI, V.L. Antigenic differences among epimastigotes, amastigotes and trypomastigotes of Trypanosoma cruzi. J. Parasit., 22: 259-261, 1975.

[16] 16. KRETTLI, A.U. & BRENNER, Z. Resistance against T. cruzi associated to anti-living trypomastigote antibodies. J. Immunol., 128: 2009-2012, 1982.

[17] 17. MINEO, J.R.; CAMARGO, M.E.; FERREIRA, A.W. & ALMEIDA, G. Pesquisa de anticorpos IgM anti-Toxoplasma gondii por meio de técnica imunoenzimática reversa. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 28: 6-11, 1986.

[18] 18. PRIMAVERA, K.S.C. Eficięncia dos antígenos das formas evolutivas do T. cruzi para detecçăo de anticorpos das classes A, M e G nas diferentes formas clínicas de infecçăo chagásica pela reaçăo de imunofluorescęncia indireta. Săo Paulo, 1985 (Tese de Doutoramento Instituto de Cięncias Biomédicas da Universidade de Săo Paulo).

[19] 19. PRIMAVERA, K.S.C.; HOSHINO-SHIMIZU, S.; UMEZAWA, E.S.; PERES, B.A.; MANIGOT, D.A. & CAMARGO, M.E. Immunoglobulin A antibodies to Trypanosoma cruzi antigens in digestive forms of Chagas' disease. J. clin. Microbiol., 26: 2101-2104, 1988.

[20] 20. SADUN, E.H.; DUXBURY, E.P.; WILLIAM, J.S. & ANDERSON, R.I. Fluorescent antibody test for the serodiagnosis of African and American trypanosomiasis in man. J. Parasit., 49: 385-388, 1983.

[21] 21. TOTH, C.A.; POHL, D. & AGNELLO, V. Methods for detection of immune complexes utilizing C1_q or rheumatoid factors. In: ROSE, N.R.; FRIEDMAN, H. & FAHEY, J.L., ed. Manual of clinical laboratory immunology. 3rd. ed., Washington, American Society for Microbiology, 1986. p. 204-210.

[22] 22. UMEZAWA, E.S. Isolamento e obtençăo do T. cruzi em cultivos celulares. Săo Paulo, 1980 (Dissertaçăo de Mestrado Instituto de Cięncias Biomédicas da Universidade de Săo Paulo).

[23] 23. VOLLER, A.; DRAPPER, D.C.; BIDWELL, D.E. & BARTLETT, A. Microplate enzyme-linked immunosorbent assay for Chagas' disease. Lancet, I: 426-429, 1975.

[24] 24. WHITE, C. Statistical methods in serum surveys. In: PAUL, J.R. & WHITE, C., ed. Serological epidemiology. New York, Academic Press, 1973. p. 19-31.

Brasil