Leishmania

::*Para a enfermidade producida por este parasito ver Leishmaniose*.

***Leishmania*** é un xénero de protozoos tripanosomátidos responsable de producir a enfermidade chamada leishmaniose, que afecta ao ser humano e a outros animais. Varias especies do xénero son as responsables de producir a enfermidade en diversas partes do mundo; na Península Ibérica as responsables adoitan ser *L. donovani* e *L. infantum*. Os vectores que transmiten o parasito son polo menos 93 especies de moscas dos xéneros *Phlebotomus* (no Vello Mundo), e *Lutzomyia* (no Novo Mundo). Os hóspedes primarios deste protozoo son vertebrados, xeralmente damáns (*Hyrax*), cánidos, roedores, e humanos.

## Historia 
O protozoo recibiu o seu nome en 1903 polo patólogo escocés William Boog Leishman.

## Epidemioloxía 
*Leishmania* actualmente afecta a 12 millóns de persoas en 98 países. Hai uns 2 millóns de casos novos cada ano. Coñécense 21 especies que poden causar a enfermidade en humanos, denominada leishmaniose. Esta recibe diversas denominacións, segundo a parte do mundo, a especie de *Leishmania* implicada e a sintomatoloxía.

## Evolución 
Os detalles da evolución deste xénero son moi debatidos, pero parece que *Leishmania* evolucionou a partir dunha liñaxe ancestral de tripanosomas. A liñaxe máis antiga deste grupo é a das *Bodonidae*, seguida de *Trypanosoma brucei*, esta última confinada no continente africano. O *Trypanosoma cruzi* agrúpase cos tripanosomas de morcegos, mamíferos suramericanos e canguros, o que suxire unha orixe no hemisferio sur. Estes clados só están emparentados de bastante lonxe.

Os restantes clados desta árbore son *Blastocrithidia*, *Herpetomonas* e *Phytomonas*. Os catro xéneros *Leptomonas*, *Crithidia*, *Leishmania* e *Endotrypanum* forman as pólas terminais, o que indica unha orixe recente. Varios destes xéneros poden ser polifiléticos, polo que pode ser necesario facer unha maior división.

A orixe do propio xénero *Leishmania* non está claro. Unha teoría propón unha orixe africana, cunha migración posterior a América. Outra proposta é a migración contraria, de América ao Vello Mundo a través do estreito de Bering aproximadamente hai 15 millóns de anos. Unha terceira teoría propón unha orixe paleártica. Todas as migracións propostas implican a migración do vector e as especies reservorio ou adaptacións sucesivas ao longo do camiño. Unha migración recente é a de *L. infantum* desde os países mediterráneos a América latina (coñecida alí como *L. chagasi*), xa que a trouxo a colonización europea do Novo Mundo, onde os parasitos adoptaron os seus actuais vectores americanos nos seus respectivos hábitats ecolóxicos. Este é a causa dalgunhas epidemias actuais no Novo Mundo, como a que afecta aos cans foxhounds nos Estados Unidos.

Outra posibilidade é que *Leishmania* tivese evolucionado na rexión neotropical.

*Sauroleishmania* foi definida orixinalmente baseándose en que infectaba réptiles (lagartos) en vez de mamíferos, pero os estudos moleculares puxeron en dúbida este criterio de clasificación e o seu status foi cambiado ao de subxénero dentro de *Leishmania*. Parece que este subxénero evolucionou a partir dun subgrupo que infectaba orixinalmente a mamíferos.

## Taxonomía 
Neste xénero hai 35 especies. O status de varias destas especies é discutido e por esta razón o número final en distintas fontes pode diferir. Polo menos 20 das especies infectan aos humanos.

Actualmente distínguense polo menos 3 subxéneros: *Leishmania*, *Sauroleishmania* e *Viannia*.

Lainson e Shaw en 1987 fixeron unha división do xénero en dous subxéneros (*Leishmania* e *Viannia*) baseándose na súa localización no tubo dixestivo do insecto. As especies do subxénero Viannia desenvólvense no tubo dixestivo anterior e *L. (V.) braziliensis* propúxose como especie tipo deste subxénero. Esta división foi confirmada por todos os estudos de secuencias xenéticas.

*Endotrypanum* está tamén moi relacionado con *Leishmania* e pode dárselle tamén a categoría de subxénero dentro de *Leishmania*. O subxénero *Endotypanum* é o único no que os parasitos infectan os eritrocitos do seu hóspede (os Xenarthra, Folivora ou *preguiceiros*). As especies deste subxénero están confinadas en América do Sur e Central.

*Sauroleishmania* describiuno orixinalmente Ranquein 1973 como un xénero separado, pero os estudos moleculares suxiren que este é en realidade un subxénero de *Leishmania*.

Outra división de *Leishmania* que se propuxo é distinguir dous grupos: *Euleishmania* e *Paraleishmania*. O grupo *Paraleishmania* incluiría todas as especies do xénero *Endotypanum* e *L. colomubensis*, *L. deanei*, *L. equatorensis* e *L. hertigi*. O grupo *Euleishmania* incluiría as especies que actualmente están situadas nos subxéneros *Leishmania* e *Viannia*. Estes grupos propostos poden ser considerados subxéneros ou darlles outro status, pero as súas posicións polo momento non se definiron.

*Leishmania archibaldi* pode ser a mesma especie que *Leishmania donovani*.

*Leishmania herreri* pode pertencer ao xénero *Endotypanum* e non a *Leishmania*.

### Clasificación 
Subxénero **Leishmania**
* *Leishmania aethiopica*
* *Leishmania amazonensis*
* *Leishmania arabica*
* *Leishmania donovani*
* *Leishmania enrietti*
* *Leishmania gerbilli*
* *Leishmania hertigi*
* *Leishmania infantum*
* *Leishmania killicki*
* *Leishmania major* 
* *Leishmania mexicana*
* *Leishmania siamensis*
* *Leishmania tropica*
* *Leishmania turanica*

Subxénero **Sauroleishmania**
* *Leishmania adleri*
* *Leishmania agamae*
* *Leishmania ceramodactyli*
* *Leishmania deanei*
* *Leishmania garnhami*
* *Leishmania gulikae*
* *Leishmania gymnodactyli* 
* *Leishmania hemidactyli*
* *Leishmania hoogstraali* 
* *Leishmania nicollei*
* *Leishmania senegalensis*
* *Leishmania tarentolae*

Subxénero **Viannia**
* *Leishmania braziliensis*
* *Leishmania colombiensis*
* *Leishmania equatorensis*
* *Leishmania guyanensis*
* *Leishmania lainsoni*
* *Leishmania naiffi*
* *Leishmania panamensis*
* *Leishmania peruviana*
* *Leishmania pifanoi*
* *Leishmania shawi*
* *Leishmania utingensis*

O xénero *Endotrypanum* tamén se inclúe aquí a continuación, xa que pode ser reclasificado como subxénero de *Leishmania*

Xénero **Endotrypanum**
* *Endotrypanum monterogeii*
* *Endotrypanum schaudinni*

## Bioquímica e bioloxía celular 
A bioquímica e bioloxía celular de *Leishmania* é similar á doutros cinetoplástidos. Comparten as mesmas características morfolóxicas principais; un só flaxelo situado nunha invaxinación, a bolsa flaxelar, un cinetoplasto, que se encontra na única mitocondria da célula, e unha disposición de microtúbulos subpelicular, que forma a parte principal do citoesqueleto. Entre as características da dixestión intracelular están a fusión dun endosoma cun lisosoma, e liberación de hidrolases ácidas, que degradan o ADN, ARN, proteínas e carbohidratos.

As células de *Leishmania* poden presentar dúas morfoloxías: *promastigote* (que ten un flaxelo anterior e vive no insecto) e amastigote (sen flaxelo, que vive no hóspede vertebrado).

## Cuberta de lipofosfoglicano 
*Leishmania* posúe unha cuberta de lipofosfoglicano (un glicoconxugado) que rodea ao protozoo. Esta molécula mantense unida á célula cunha áncora de membrana de fosfoinosítido, e ten unha estrutura tripartita que consta dun dominio lipídico, un hexasacárido neutro, e unha galactosa-manosa fosforilada, cunha terminación nun extremo neutro. O lipofosfoglicano é un ligando para o receptor de tipo Toll 2, que é un receptor de sinalización das células de mamíferos implicado en iniciar as respostas inmunitarias innatas.

### Estrutura 
A estrutura precisa do lipofoosfoglicano varía dependendo da especie e do estadio do ciclo biolóxico no que se encontre o parasito. O compoñente glicano é especialmente variable e poden usarse distintas variantes de lipofosfoglicano como marcadores moleculares para diferentes fases do ciclo vital. Para detectar estas variantes de lipofosfoglicanos, a miúdo utilízanse as lectinas, que son un grupo de proteínas de plantas que se unen a diferentes glicanos. Por exemplo a aglutinina do cacachuete únese a un determinado lipofosfoglicano, que se encontra na superficie das formas infectivas de *Leishmania major*.

### Función 
O parasito utiliza o lipofosfoglicano para promover a súa supervivencia, que depende de que o parasito module a resposta inmunitaria do hóspede. Isto é vital para as células de *Leishmania* que viven dentro dos macrófagos e necesítase para evitar que o macrófago as destrúa. O lipofosfoglicano exerce unha función tamén na resistencia ao sistema do complemento, inhibindo a resposta de explosión oxidativa, inducindo unha resposta inflamatoria e impedindo que as células NKT recoñezan que o macrófago está infectado pola *Leishmania*.

## Fisiopatoloxía 
As infeccións que produce poden ser cutáneas, mucocutáneas ou viscerais.

Os tratamentos tradicionais da leshmaníase baséanse na administración de compostos de antimonio pentavalente como o estibogluconato de sodio e o antimoniato meglumina. Nas partes do mundo onde é frecuente a resistencia do parasito aos compostos de antimonio a alternativa máis común é a anfotericina B. Un tratamento alternativo barato é a paramomicina.

### Mecanismos intracelulares de infección 
A estratexia que seguen os patóxenos como *Leshmania* para evitar a destrución polo sistema inmunitario e prosperar no seu hóspede é "agacharse" dentro da célula. Esta localización permítelles evitar a acción da resposta inmunitaria humoral (porque o patóxeno está seguro dentro da célula e fóra da circulación sanguínea aberta), e ademais pode impedir que o sistema inmunitario destrúa ao seu hóspede por medio de sinais de superficie celular de indican *non hai perigo*, o cal evita a apoptose. Os principais tipos celulares nos que se infiltra *Leshmania* son as células fagocíticas como os neutrófilos e macrófagos.

Normalmente, cando as células inmunitarias fagocíticas como os macrófagos inxiren un patóxeno, este queda dentro dun endosoma e despois no endosoma vértense encimas que dixerirán o patóxeno. Porén, no caso de *Leishmania*, parece que estes encimas non teñen efecto, polo que o parasito pode multiplicarse rapidamente. Isto desinhibe o crecemento dos parasitos que finalmente saturan o macrófago ou a célula inmunitaria de que se trate, o que fai que morra.

### Captación e supervivencia 
miniatura|579px|center|Ciclo de vida de *Leishmania*.

Cando hai unha infección os leucocitos polimorfonucleares (PMN) saen da circulación sanguínea atravesando a capa endotelial dos vasos sanguíneos e diríxense ao sitio onde está o tecido infectado (neste caso o tecido dérmico despois da picada da mosca vector). Alí empezan inmediatamente a desenvolver a resposta inmunitaria inicial e fagocitar ao invasor ao detectar moléculas activadoras na superficie do microorganismo invasor e de células propias. Neste proceso orixínase unha inflamación. Os polimorfonucleares activados segregan quimiocinas, especialmente IL-8, para atraer a máis granulocitos e estimular neles a fagocitose. Isto pode ser prexudicial para o parasito ao principio, pero non a longo prazo, xa que o microbio ten diversas maneiras de sobrevivir dentro da célula. Sábese que a coinxección de patóxenos apoptóticos xunto con viables dá lugar a un curso da enfermidade máis fulminante que cando se inxectan só parasitos viables. Ao estar exposta na superficie dos parasitos mortos o sinal antiinflamatorio fosfatidilserina, molécula que se encontra comunmente nas células apoptóticas, *Leishmania major* pode desactivar a explosión oxidativa, polo que o sistema inmunitario non consegue matar e eliminar o parasito viable que fora coinxectado co apoptótico.

No caso de *Leishmania*, a proxenie do protozoo non se xera nos polimorfonucleares, pero desta maneira poden sobrevivir e persistir indemnes no sitio primario da infección. A forma de promastigote do parasito tamén libera LCF (factor quimiotáctico de Leihmania, *Leishmania chemotactic factor*) para recrutar activamente neutrófilos, pero non a outros leucocitos, como monocitos ou células NK. Ademais, a produción polos polimorfonucleares da proteína 10 inducible por interferón gamma (IP10) é bloqueada en presenza de *Leishmania*, o que implica a detención da resposta inmunitaria e inflamatoria protectora das células NK e o recrutamento das células Th1. O patóxeno permanece viable durante a fagocitose, xa que os seus hóspedes primarios, os polimorfonucleares (PMN), expoñen na súa superficie un patrón de sinalización asociado a células apoptóticas (ACAMP) que indica que *non hai patóxeno*.

### Persistencia e atracción 
A duración da vida dos granulocitos neutrófilos é bastante curta. Circulan pola corrente sanguínea durante unhas 6 ou 10 horas despois de abandonar a medula ósea, e despois sofren unha apoptose espontánea. Os patóxenos microbianos inflúen na apoptose celular utilizando diversas estratexias. *Leishmania major*, ao inhibir a activación da caspase3, pode inducir un atraso da apoptose dos neutrófilos e aumentar así a duración da súa vida a polo menos 2–3 días. O feito de aumentar a vida destas células é moi beneficioso para o desenvolvemento da infección, porque as células hóspede finais destes parasitos son os macrófagos, que normalmente migran ao sitio da infección en 2 ou 3 días. Os patóxenos non permanecen inactivos, senón que toman o mando do sitio primario de infección. Inducen a produción por parte dos polimorfonucleares das quimiocinas MIP-1α e MIP-1β (proteína inflamatoria de macrófagos, *macrophage inflammatory protein*) para recrutar a macrófagos.

### Teoría da fagocitose silenciosa 
Segundo a teoría da fagocitose silenciosa, para preservar a integridade dos tecidos circundantes dos compoñentes tóxicos e encimas proteolíticos contidos nos neutrófilos, os polimorfonucleares apoptóticos son silenciosamente eliminados polos macrófagos. Os polimorfonucleares moribundos expoñen na súa superficie o sinal de *cómeme* de fosfatidilserina, que se transfire á capa externa da membrana plasmática durante a apoptose. Como a apoptose se atrasa, os parasitos que persisten nos polimorfonucleares son captados polos macrófagos. A estratexia desta "*fagocitose silenciosa*" que propón esta teoría é vantaxosa para o parasito por varias posibles razóns:

* Captar as células apoptóticas silencia a actividade letal dos macrófagos, o que fai que sobrevivan os patóxenos.
* Os patóxenos que están dentro dos polimorfonucleares non teñen contacto directo cos receptores da supericie do macrófago, e non poden detectar o parasito dentro da célula apoptótica. Por tanto, non ten lugar a activación do fagocito por activación inmunitaria.

Porén, diversos estudos indican que este mecanismo é improbable, xa que se observou como os patóxenos abandonaban as células apoptóticas e non hai evidencias claras da captación por parte dos macrófagos por este medio.

## Xenómica 
[miniatura|dereita|250px|*[Leishmania tropica*.]]

Secuenciáronse os xenomas de tres especies de *Leishmania*, concretamente *L. major*, *L. infantum* e *L. braziliensis*, que contiñan máis de 8300 xenes que codifican proteínas e 900 xenes de ARN. Case o 40% dos xenes que codifican proteínas pertencen a 662 familias xénicas que comprenden de dous a 500 membros. A maioría das familias xénicas máis pequenas están dispostas en tándems dun a tres xenes, mentres que as familias xénicas máis grandes están a miúdo dispersas formando tándems en diferentes loci por todo o xenoma. Todos os 35 ou 36 cromosomas conteñen un pequeno número de *clusters* xénicos constituídos por de decenas a centos de xenes situados sobre a mesma febra de ADN. Estes *clusters* poden estar organizados nunha disposición cabeza con cabeza (diverxente) ou cola con cola (converxente), esta última con frecuencia separada por xenes de ARNt, ARNr e/ou ARN nuclear pequeno. A transcrición dos xenes que codifican proteínas iníciase bidireccionalmente na rexións interruptoras da febra diverxentes entre os *clusters* xénicos e esténdese policistronicamente ao longo de cada *cluster* xénico antes de que se termine na rexión interruptora da febra que separa os *clusters* converxentes.

Os telómeros de *Leishmania* son xeralmente relativamente pequenos, e constan duns poucos tipos de secuencias repetidas. Hai probas de que hai recombinación xenética entre varios grupos diferentes de telómeros. Os xenomas de *L. major* e *L. infantum* conteñen só ~50 copias dos elementos relacionados con *Ingi*/L1Tc inactivos dexenerados (DIREs), mentres que *L. braziliensis* tamén contén varios elementos transpoñibles asociados a telómeros (TATEs) e retroelementos asociados ao líder empalmados (SLACs, *spliced leader-associated retroelements*). Os xenomas de *Leishmania* comparten cos tripanosomátidos emparentados *Trypanosoma brucei* e *Trypanosoma cruzi* unha parte conservada do proteoma que consta de ~6200 xenes, pero teñen tamén ~1000 xenes específicos de *Leishmania* (LSGs), que están na súa maioría distribuídos aleatoriamente polo xenoma. Hai relativamente poucos (~200) diferenzas específicas de especie no contido xénico entre os tres xenomas secuenciados de *Leishmania*, pero ~8% dos xenes parece que evolucionaron a diferentes velocidades nas tres especies, o que indica unhas presións selectivas diferentes que poderían estar relacionadas coa súa patoloxía. Un 65% dos xenes que codifican proteínas carecen actualmente de asignación funcional.

## Inestabilidade xenómica 
O xenoma de *Leishmania* posúe unha capacidade de adaptación singular baseada nas variacións no número de copias (CNV:Copy Number Variations) que controlan a abundancia de tránscritos. Durante a investigación de Giovanni Bussotti e colaboradores no Instituto Pasteur, pertencente á Universidade de París, realizouse unha análise de xenoma completo (GWAS: Genome-wide association study) de *Leishmania donovani* identificáronse CNVs no 14% das rexións codificantes e no 4% das rexións non codificantes. Ademais, realizouse un estudo de evolución experimental (EE Approach) a partir de amastigotes de *L. donovani* obtidos de casos clínicos de hámsteres. Ao extraer estes amastigotes dos organismos infectados e cultivalos in vitro durante 36 semanas (3800 xeracións) comprobouse como a inestabilidade xenómica neste parasito é capaz de conseguir adaptalo a situacións complicadas, como é este caso o cultivo in vitro.

Detectouse unha deleción de 11kb no xene codficante de Ld1S_360735700, unha quinase relacionada con NIMA (NIMA-related kinase), con funcións importantes na correcta progresión da mitose. Co avance das xeracións do cultivo in vitro a perda da quinase faise máis notoria, aínda que aparece dende o inicio do cultivo. A perda desta proteína reduce a velocidade de crecemento do parasito, pero a propia inestabilidade xenómica de *Leishmania* consegue, a través de mecanismos compensatorios, atenuar esta redución do crecemento para que o cultivo in vitro poida manterse. En primeiro lugar, como adaptación do cultivo á perda desta quinase, detectouse o aumento na expresión doutra quinase ortóloga (Ld1S_360735800) cuxa rexión codificante é adxacente á da quinase perdida. Isto xustifica a existencia de regulación xenómica postranscricional en *Leishmania donovani*, que axuda á adaptación do parasito a situacións difíciles como é a perda desta encima. En segundo lugar, observouse unha redución da expresión de 23 tránscritos relacionados coa bioxénese flaxelar. Desta forma, a adaptación en *Leishmania* leva ao parasito a eliminar das súas necesidades o movemento flaxelar, xa que non é necesario no cultivo in vitro, e conservar a enerxía investida neste movemento para aumentar a velocidade de crecemento e compensar así a perda da quinase. Por último, observouse a coamplificación de clústers de proteínas ribosomais, RNA ribosomal (rRNA), RNA de transferencia (tRNA) e RNA pequenos nucleolares (snoRNA). O aumento da expresión destes clústers provoca o aumento da bioxénese ribosomal e a biosíntese de proteínas. Este feito faise máis evidente no caso dos RNA pequenos nucleolares (snoRNA), para os que se observou a amplificación dun gran clúster de 15 snoRNAs no cromosoma 33. A función destes ácidos nucleicos é a metilación e a inclusión de pseudouridina nos ribosomas. Neste caso observouse un aumento destas modificacións nas subunidades grandes dos ribosomas dos individuos en cultivo, en concreto no PTC (centro da peptidil transferasa) e no túnel de entrada do mRNA ao ribosoma para a síntese proteica. Estes cambios provocan un aumento na bioxénese ribosomal, o que deriva nunha maior síntese proteica e nunha maior velocidade de crecemento.

Como conclusión, a perda da quinase é compensada pola inestabilidade xenómica de *Leishmania donovani*, aumentando a expresión doutra quinase ortóloga, diminuíndo a bioxénese flaxelar e aumentando a bioxénese ribosomal. Estas compensacións derivan en que a velocidade de crecemento do cultivo véxase o menos afectada posible pola perda inicial da quinase, e que o parasito se adapte perfectamente ao cultivo in vitro, o cal non é o seu hábitat natural.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Outros artigos 
* Leishmaniose

### Bibliografía 
* Zandbergen et al. "*Leishmania* disease development depends on the presence of apoptotic promastigotes in the virulent inoculum", PNAS, Sept. 2006 (PDF)
* 
* 
* 

### Ligazóns externas 
* The International Leishmania Network (ILN) información básica sobre a enfermidade e ligazóns a moitos aspectos da enfermidade e o seu vector.
* KBD: Kinetoplastid Biology and Disease, é unha website dedicada á leishmaniasis, enfermidade do sono e enfermidade de Chagas, que contén textos de libre acceso revisados por pares sobre este asunto, con moitos artigos sobre o orgánulo do protozoo cjamado cinetoplasto e o material xenético que contén.
* Sexual reproduction in leishmania parasites
* World Community Grid: Investigación de drogas para a leishmaniose