Descripción ultraestructural de los diferentes estadios del
ciclo de vida de Angiostrongylus costarricenses
Hernando
Vargas Vargas*, María Victoria Torres*, Kevin González Suárez**
1.
* Laboratorio Clínico del Hospital de
Ciudad Neily, CCSS, Ciudad Neily, Costa Rica, hernando2040@hotmail.com,
marisa.victoria.torres@gmail.com
2.
**Laboratorio Clínico del Hospital de San
Carlos, CCSS, Ciudad Quesada, Costa Rica, mqc1665@gmail.com
Recibido: 16 de junio de 2020 Aceptado:
22 de octubre de 2020
RESUMEN
Angiostrongylus costaricensis es un nemátodo de
importancia médica en América. En el presente estudio se realizó una descripción
ultraestructural completa y precisa de A. costaricensis en cada uno de sus
estadios de desarrollo. Se estudió un mínimo de 20 especímenes por estadio
evolutivo los cuales se procesaron para microscopía de barrido y fueron
observados y fotografiados a magnificaciones desde 25 a 3000X.
Palabras claves: Angiostrongylus costaricensis, nematoda,
ultraestructura, larvas, huevecillos
ABSTRACT
Angiostrongylus costaricensis is a nematode of
medical importance in America. In the present study, a complete and precise
ultrastructural description of A. costaricensis was made at each of its stages
of development. A minimum of 20 specimens per evolutionary stage were studied
which were processed for scanning microscopy and were observed and photographed
at magnifications from 25 to 3000X.
Key words: Angiostrongylus costaricensis,
nematode, ultrastructure, larves, eggs,
Introducción
La familia Metastrongylidae comprende
dos importantes géneros que afectan la salud humana, Metastrogylus y
Angiostrongylus. Dentro del género Angiostrongylus se encuentran varias
especies de importancia médica, entre las cuales encontramos a A. costaricensis
(Stokes et al.
2007), el cual es
objeto de este estudio ultraestructural.
Angiostrongylus
costaricensis es una especie descrita por Morera y Céspedes en 1971, es capaz de
producir en el ser humano un cuadro clínico patológico llamado angiostrongilosis
abdominal (también angiostrongiliasis), que puede ser causante de formación de
granulomas con intensa infiltración eosinofílica en la cavidad abdominal del
paciente (Morera and
Céspedesu 2002).
Este parásito se ha encontrado a lo
largo del continente americano, con reportes desde el sur de los Estados Unidos
de Norte América, hasta Argentina, con especial distribución en la zona del Caribe.
(Valente et al.
2018). Su ciclo de
vida es directo y heteroxeno obligado. El ciclo de vida natural involucra como
hospedero intermediario a moluscos pulmonados terrestres de la familia Veronicellidae
(Babosas), que ingieren las heces de los hospedadores definitivos conteniendo
larvas L1, dentro de los cuales se desarrollan los estadios larvales de L1 a L3
(Banevicius et
al. 2006). Los estadios adultos
se desarrollan en arterias mesentéricas de la región ileocecal en roedores como
Sigmodon hispidus, Ratus ratus y Oryzomys sp. que actúan como hospederos definitivos
(Abrahams-Sandí
E, Michael Geiger S, Fernández-Quesada K 2005).
El ser humano contrae la infección al
ingerir alimentos vegetales contaminados con secreciones de babosa en las que
se encuentra la larva. Una vez ingerida, la larva infectante L3 madura durante
su complejo viaje a través de diferentes tejidos hasta que coloniza el lumen de
las arterias mesentéricas de la región ileocecal en donde se desarrolla el
adulto y ocurre la oviposición. Es a este nivel que se produce la reacción
inflamatoria que caracteriza a este nemátodo (Geiger et al.
2003).
La descripción morfológica de A.
costaricensis fue realizada por Morera y Céspedes en 1971 utilizando
microscopía de luz. Desde entonces se han realizado muy pocos estudios de este
tipo que aporten o mejoren la información existente. Del mismo modo, existen escasos
estudios ultraestructurales completos sobre el parásito en sus diferentes
estadios, con excepción de las observaciones por (Rivera, Anrabel
Araya; Lobo, Lucia Quesada; Vargas 2015). Este trabajo se desarrolló porque
se considera que el conocimiento detallado de la morfología de este parásito es
de utilidad para el diagnóstico y la taxonomía del mismo y para ayudar a solventar
la escasez de información morfológica minuciosa referente a este helminto. Se
tiene como objetivo describir con el mayor detalle posible, la ultraestructura
de A. costaricensis en los diferentes estadios de su ciclo de vida y enriquecer
la biblioteca de fotografías por microscopia electrónica existentes
Metodología
Obtención,
almacenamiento y número de muestras de A.
costaricensis.
Las cepas de Angiostrongylus costaricensis en sus diferentes estadios evolutivos
utilizados en esta descripción fueron facilitados por los laboratorios de
parasitología de la universidad de Costa Rica y del hospital San Juan de Dios a
partir de ratas Sigmodon hispidus y
de “babosas” Vaginulus plebeius,
infectadas. Los especímenes fueron almacenados, en diferentes recipientes con
alcohol de 70, según su estadio evolutivo. Para estudiar la ultraestructura de A. costaricensis se utilizaron cinco
especímenes de cada uno de los estadios de desarrollo cultivables en
laboratorio (huevecillos, estadios larvales L1 y L3 y formas adultas).
Preparación
de muestras para microscopía electrónica de barrido.
El método de preparación de los
diferentes estadios de desarrollo del parásito A. costaricensis para microscopía electrónica de barrido se efectuó
según el procedimiento descrito por Sánchez y Espinoza (Sanchez and
Espinoza 2005)(2005). En
resumen, las muestras se fijan con glutaraldehído, se realiza una post-
fijación con tetra óxido de osmio al 1%, seguida de una deshidratación con
incremento de gradiente de alcohol, se lleva a cabo un último pasaje a
terbutanol. Seguidamente las muestras son secadas por sublimación (Kothari and
Sagar 2008) son colocadas
sobre discos de aluminio donde se recubren con un baño de platino. Después las
muestras se secan en una incubadora a
Toma
de microfotografías
Las muestras fueron observadas mediante
microscopía electrónica de barrido (modelo Hitachi S- 570). Las
microfotografías se tomaron con una magnificación desde 25-3000X y se fotografiaron
las estructuras de interés utilizando cámara digital.
Resultados
Morfología general del adulto
El cuerpo de ambos sexos se observó filiforme y adelgazado hacia el
extremo anterior. La cabeza se presentó forma lisa y redondeada. En la boca no
se observaron labios; pero sí se notó que estaba rodeada por anillos simétricos
de 6 papilas y 2 grandes ánfides laterales (Fig. 1). El poro excretor se
localizó anatómicamente entre el final del esófago y los intestinos.
Figura 1. Cápsula bucal de adultos de Angiostrongylus
costaricensis. A. Se señalan las papilas sensoriales, llamadas
fásmides (3). B. Labios dentro de anillo oral (4). C. Ánfides (2)
laterales opuestas mutuamente. D. Labio modificado en funda o cubierta.
E. Anillo oral. F. Estructura hexaédrica de la cápsula bucal.
Morfología del macho
Se observó que la longitud de los machos fue de 17,3-
La bolsa copulatriz presentó forma simétrica y bien
desarrollada, con una pequeña incisión dorsal (Fig. 2). El rayo dorsal se
observó corto, con dos largas ramas.
Las ramas externodorsales se observaron igual o aún
más largas que las ramas dorsales, digitiformes y separadas en la base. Se
observaron también los rayos ventrales y laterales, tal y como se muestra en
Fig. 3.
Tabla 1. Medición de algunos
parámetros en el adulto macho
|
Muestra |
Longitud de cuerpo (mm) |
Anchura de base de esófago
(μm) |
Longitud de espículas
(μm) |
|
1 |
19,4 |
123 |
411 |
|
2 |
19,1 |
121 |
417 |
|
3 |
17,5 |
132 |
420 |
|
4 |
17,3 |
135 |
392 |
|
5 |
18,5 |
139 |
391 |
|
Promedio |
18,4 |
130 |
406 |
Figura 2.
Genitalia de machos de Angiostrongylus
costaricensis, Bursa copulatrix.
A. Se señalan los sacos
sensoriales (1) sobre rayos caudales. B.
Disposición característica de los rayos dorsales y acercamiento a rayo (3)
evidenciando la globosidad terminal. C. Acercamiento
cono genital. D. Vista dorsal
señalándose globosidad terminal rayo (2) y abultamiento sobre rayos dorsales.
Figura 3. Genitalia
de machos de Angiostrongylus
costaricensis, Bursas copulatrices y espículas. A. Vista
frontal. B. Evidencia la individualidad de movimiento de las espículas, de las cuales se observa una más salida que la
otra. C. Vista lateral, espículas
curveadas prominentes y rayo (1) dividido terminalmente (1). D. Acercamiento 5X
especula en garfio acanalada (2). E. Acercamiento 10X cuerpo de la espícula
canal (3) o depresión medial. F. Valle medial, bursa texturizada estrías
circulares concéntricas (4) alrededor del cono genital.
Morfología de la hembra
Se observó que la longitud de las hembras fue de 30,0-
Tabla 2. Medición de algunos parámetros en el adulto hembra.
|
Muestra |
Longitud cuerpo (mm) |
Anchura de base de esófago (μm) |
Distancia de vulva con respecto a la cola (μm) |
|
1 |
30,0 |
172 |
250 |
|
2 |
30,9 |
171 |
252 |
|
3 |
30,8 |
175 |
239 |
|
4 |
30,0 |
173 |
238 |
|
5 |
31,5 |
170 |
243 |
|
Promedio |
30,6 |
172 |
236 |
Figura 4. Genitalia de hembras de Angiostrongylus costaricensis.
A. Vulva mostrando labios genitales(4). B. Hendidura anal, se muestra
acercamiento a cinco aumentos. C. Vulva (2) y hendidura anal (1) a baja
magnificación, observar la relación de tamaño y posición en la región posterior
del nemátodo. D. Cauda mostrando espina (3) descrita por Morera; no
representa el promedio de especímenes analizados.
Morfología de la larva L3
Se observó una larva filiforme que medía entre
En la cola se presenta un alargamiento dorsolateral a
manera de alas o extensiones cuticulares (Figura 5).
En la región caudal no se
observó desarrollo de estructuras sexuales bien definidas y la muesca
característica persiste en menor grado.
Figura 5. Larvas L3 de Angiostrongylus costaricensis A. Región anterior, se
muestra una amplificación de cinco aumentos de la capsula bucal. B. Cápsula
bucal C. Región media, magnificación de las expansiones longitudinales. D.
Cuerpo entero larva, evidenciando expansiones longitudinales bilaterales. E.
Región anterior del cuerpo, muesca menos pronunciada. F. Cauda no
evidencia desarrollo de órganos sexuales.
Morfología de la larva L1:
Son larvas
filiformes con una longitud de
Hay desarrollo parcial de estructuras cefálicas,
principalmente de apertura oral inmadura; pero que recuerda a la cápsula bucal
del adulto. No hay clara formación de labios, papilas sensoriales y demás estructuras
indicativas de desarrollo completo vistas en el adulto, aunque alrededor de la
apertura oral se observan globosidades que podrían funcionar como estructuras
sensoriales (Fig. 2).
En cuanto a la zona posterior, se observa la muesca en
la cauda de la larva, la cual es característica de especie. No hay desarrollo
de estructuras sexuales tipo, vulva o bursa copulatrix. El
ano es terminal y se localiza a 26 μm del borde de la cola (Fig. 3).
Figura 6. Larva L1 de Angiostrongylus costaricensis. A. Apertura oral mostrando un
acercamiento a diez aumentos. B. Cauda con muesca característica, acercamiento
a diez aumentos.
Morfología de los
huevecillos
Se encontró dos tipos de morfología de
huevecillos en las muestras analizadas, siendo las principales diferencias
entre ellos de tipo morfológicas y morfométricas. Se visualizó que la
estructura interna de la cubierta del huevecillo es distinta de la interna,
siendo externamente muy texturizada e internamente prácticamente lisa, con muy
leves estriaciones transversales.
Morfotipo 1: Huevecillo esférico con una
cubierta muy texturizada, y de menor tamaño que el morfotipo 2. Se encontró predominio de estos en el día
tres de oviposición de la hembra en cultivo de mantenimiento, con una relación aproximada
de cuatro a uno.
Morfotipo 2: Huevecillo ovoidal muy aplanado
en la región central y de polos redondeados. También presenta una cubierta muy
texturizada. El predominio de estos se dio en el día uno de recolección,
manteniendo una relación aproximada de tres a uno, con respecto al morfotipo 1.
Figura 7. Huevecillos de Angiostrongylus costaricensis A. Huevecillo morfotipo
uno (inmaduro). B. Huevecillo morfotipo dos (maduro). C.
Morfotipos uno y dos, ver relación de tamaño. D. Corte de la cubierta
mostrando su lado interno.
Discusión
El rayo externolateral de A.
costaricensis, al igual que el de A.
morerai, se distingue de otras especies del género, principalmente, en que
los rayos mediolaterales y posterolaterales están fusionados en la mayoría de
su longitud. Sin embargo, en A.
costaricensis el rayo dorsal siempre es más corto que el rayo externodorsal
y las ramas de los rayos dorsales no son tan largas como en A. morerai (Fig. 2). En todas las otras
especies (excepto en A. morerai) los
rayos posterolateral y mediolateral están únicamente fusionados en una cuarta
parte o en la mitad de su longitud. En todas las especies (excepto en A. dujardini y algunas veces en A
morerai) el rayo dorsal es más corto que el externodorsal. Adicionalmente, en
todas las demás especies (excepto en A. morerai) las ramas del rayo
dorsal consisten en dos o más muy cortas digitaciones.
Las espículas de A. costaricensis,
por su parte, se observaron más cortas (392-420 µm) que las de A. cantonensis (1000-1420 µm), A. malaysiensis (800-1200 µm) y A. chabaudi (540 µm) y A. tateronae (500-620 µm), pero más
grandes que las de A. sandarsae
(330-360 µm), A. petrowi (362-371
µm), A. ryjikovi (320 µm), A. siamensis (339 µm), y A. schmidti (215-279 µm). Se ha descrito
que otras cinco especies (A. morerai,
A. dujardini, A. mackerrasae, A. sciuri,
y A. vasorum) presentan longitud de
las espículas en el mismo rango general que A.
costaricensis. Morera había descrito, en especímenes obtenidos a partir de Sigmodon hispidus en Costa Rica (Morera 1973), la longitud de las espículas, las cuales
reportó en un intervalo de 318-333 µm. Graeff-Texeira y su grupo, infectaron
ratones blancos con larvas de A.
costaricensis y reportaron espículas con longitudes de 390-420 µm (Graeff Teixeira et al.
1989). Aunque hay un ligero sobrelapamiento en el rango de
longitud de las espículas, entre A.
costaricensis y A. morerai, estas
especies difieren en la morfología del rayo dorsal (corto y con 2-3 pequeñas
digitaciones en A. costaricensis) y
la presencia de una pequeña espiga sobre la cola de la hembra de A. costaricensis (ausente en A. morerai).
Con respecto a los estadios larvales se ve que los cambios son básicamente
en tamaño, el cual aumenta conforme la larva se acerca a su estado adulto.
Llama la atención los abultamientos prominentes en la fase larval L3, visibles
desde la L2, los cuales se ha explicado en publicaciones por el Dr. Morera se
deben a la invasión en el hospedero intermediario (Morera 1973). Otro de los cambios importantes en el
desarrollo son la aparición de expansiones a modo de alas en el estadio L3, las
cuales son claramente visibles, y se piensa de pueden ser de ayuda para
adhesión y movilidad en el hospedero intermediario y más tarde en el medio
ambiente, ya que la L3 es la forma infectante. Todos los huevecillos, sin
excepción, mostraron en microscopía electrónica una superficie muy lisa y
uniforme. Esto se debe a que la etapa de desarrollo de renacuajo es poco móvil
dentro del huevecillo y no causa presión que pueda deformar la delgada pared
del huevo. Y como se almacenaron en alcohol de 70 no se pudo completar su
desarrollo. Si se hubiera permitido el desarrollo o se hubieran tomado huevecillos
más cercanos a eclosionar se pudieron haber visto deformaciones en los huevos,
producto de la movilidad de la larva embrionada en su interior.
Conclusión
En conclusión, se describió la ultraestructura de A. costaricensis en
los diferentes estadios evolutivos, lo cual permite tener una idea clara de la
evolución morfológica externa de este parasito a lo largo de su ciclo de vida.
Se podrían hacer estudios más detallados que incluyan más muestras de cada
estadio en diferentes tiempos de la evolución de cada uno de ellos, para así
poder apreciar no solo un punto en la evolución del estadio sino la secuencia
en el desarrollo de cada estadio.
Referencias
Abdallah, S; Elhajj, I. H; Chehab, A and Kayssi, A.
(2018). A Network Management Framework for SDN. Proceedings of 9th IFIP
International Conference on New Technologies, Mobility and Security (pp.
1-4) Paris, Francia: NTMS
Abrahams-Sandí E, Michael Geiger S, Fernández-Quesada
K, S.-K. H. (2005). Specific antibody production against different life cycle
stages during an experimental A. costaricensis infection in mice. Revista
Biomédica, 16(4), 239–246. https://www.researchgate.net/publication/328441421_Produccion_de_anticuerpos_especificos_contra_diferentes_estadios_del_ciclo_de_vida_de_Angiostrongylus_costaricensis_durante_una_infeccion_experimental
Banevicius, N. M. S., Zanotti-Magalhães, E. M.,
Magalhães, L. A., & Linhares, A. X. (2006). Behavior of Angiostrongylus
costaricensis in planorbids . Brazilian Journal of Biology , Vol. 66, pp.
199–204. scielo . https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1519-69842006000200003&script=sci_abstract
Geiger, S. M., Hoffmann, W. H., Soboslay, P. T.,
Pfaff, A. W., Graeff-Teixeira, C., & Schulz-Key, H. (2003). Angiostrongylus
costaricensis infection in C57BL/6 mice: MHC-II deficiency results in increased
larval elimination but unaltered mortality. Parasitology Research, 90(5),
415—420. https://doi.org/10.1007/s00436-003-0853-2 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12750994/
Graeff Teixeira, C., Thomé, J. W., Pinto, S. C. C.,
Camillo-Coura, L., Lenzi, H. L., Graeff Teixeira, C., … Lenzi, H. L. (1989). Phillocaulis
variegatus: an intermediate host of Angiostrongylus costaricensis in south
Brazil. Memórias Do Instituto Oswaldo Cruz, 84(1), 65–68. https://doi.org/10.1590/S0074-02761989000100012
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2319952/
Ishih, A., Rodriguez, B. O., & Sano, M. (1990). Scanning
electron microscopic observations of first- and third-stage larvae and adults
of Angiostrongylus costaricensis. The Southeast Asian Journal of Tropical
Medicine and Public Health, 21(4), 568–573. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2098918/
Morera, P. (1973). Life history and redescription of
Angiostrongylus costaricensis Morera and Cespedes, 1971. The American Journal
of Tropical Medicine and Hygiene, 22(5), 613–621.
https://doi.org/10.4269/ajtmh.1973.22.613 http://www.ajtmh.org/content/journals/10.4269/ajtmh.1973.22.613
Morera, Pedro, & Céspedesu, R. (2002).
Angiostrongylus costaricensis n. sp. (Nematoda: Metastrongyloidea), a new
lungworm occurring in man in Costa Rica . Revista de Biología Tropical , Vol.
50, pp. 783–796. scielo . https://www.scielo.sa.cr/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-77442002000200034
Rivera, Anrabel Araya; Lobo, Lucia Quesada; Vargas,
Hernando Vargas. 2015. “Angiostrongilosis Abdominal.” Revista Medica de Costa
Rica y Centroamerica LXXI. https://www.binasss.sa.cr/revistas/rmcc/617/art04.pdf
Sanchez, E., & Espinoza, A. M. (2005). Ultrastructure
of Oryza glumaepatula, a wild rice species endemic of tropical America. Revista
de Biologia Tropical, 53(1–2), 15–22. https://www.scielo.sa.cr/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0034-77442005000100003&lng=en&nrm=iso
Stokes, V. L., Spratt, D. M., Banks, P. B., Pech, R.
P., & Williams, R. L. (2007). Occurrence of Angiostrongylus species (Nematoda)
in populations of Rattus rattus and Rattus fuscipes in coastal forests of
south-eastern Australia. Australian Journal of Zoology, 55(3), 177–184.
https://doi.org/10.1071/ZO06061 https://www.researchgate.net/publication/248902275_Occurrence_of_Angiostrongylus_species_Nematoda_in_populations_of_Rattus_rattus_and_Rattus_fuscipes_in_coastal_forests_of_south-eastern_Australia
Valente, R., Robles, M. del R., Navone, G. T., &
Diaz, J. I. (2018). Angiostrongylus spp. in the Americas: geographical and
chronological distribution of definitive hosts versus disease reports . Memórias
Do Instituto Oswaldo Cruz , Vol. 113, pp. 143–152. scielo . https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0074-02762018000300143&script=sci_arttext&tlng=en