Abordar los reservorios asintomáticos de Plasmodium para acelerar la eliminación y erradicación de la malaria en Ruanda.

Según el informe mundial sobre malaria 2021 de la Organización Mundial de la Salud (OMS), hubo 241 millones de casos de malaria en 2020, con 627 000 muertes estimadas durante el mismo año, un aumento de 69 000 muertes con respecto al año anterior. El continente africano sigue soportando una parte desproporcionadamente alta de la carga mundial de paludismo. En 2020, la Región albergaba el 95% de todos los casos de malaria y el 96% de las muertes. Los niños menores de 5 años representaron alrededor del 80% de todas las muertes por paludismo en la Región. A pesar del progreso admirable en los primeros 15 años de este siglo, ha habido retrocesos con respecto a lograr la eliminación de la malaria.

La malaria es una infección parasitaria transmitida por vectores causada por especies de Plasmodium. Las cuatro principales especies humanas son: P. falciparum, la especie más virulenta y predominante en el África subsahariana, P. ovale, P. vivax y P. malariae, y una especie zoonótica, P. knowlesi. Es una enfermedad responsable de un impacto sanitario y socioeconómico catastrófico principalmente debido al Plasmodium falciparum, que es responsable de una importante morbilidad y mortalidad, especialmente en niños menores de cinco años y mujeres embarazadas.

Cuando un mosquito Anopheles portador de Plasmodium se alimenta de sangre de un individuo, se inyecta saliva junto con los esporozoítos, que migran al hígado, comenzando así un ciclo. Una vez que los humanos se infectan, el ciclo hepático dura de 10 a 14 días (en el caso de P. falciparum), después de lo cual miles de merozoítos que se reproducen asexualmente se liberan en la sangre periférica donde invaden y se desarrollan dentro de los eritrocitos maduros. Los parásitos en etapa sanguínea son los que causan los síntomas de la malaria. En un patrón continuo, durante la replicación asexual en el torrente sanguíneo, una pequeña proporción de los parásitos experimenta un desarrollo sexual que dura aproximadamente 10 días en el caso de P. falciparum, lo que resulta en la producción de formas transmisibles de gametocitos. Estos gametocitos responsables de la transmisión del parásito de los humanos al mosquito vector, son insensibles a la mayoría de los medicamentos antipalúdicos convencionales y, a menudo, tienen una vida prolongada (vida útil de la población de hasta 55 días después de una terapia antipalúdica exitosa), lo que garantiza la transmisión de la malaria durante varias semanas. Por lo tanto, interrumpir la transmisión de la malaria requiere el desarrollo de nuevos medicamentos antigametocitos con perfiles de seguridad que permitan campañas de tratamiento en toda la población.

Ruanda ha logrado grandes avances durante las últimas dos décadas invirtiendo estratégicamente en el fortalecimiento del sistema de salud, aumentando el acceso a la atención mediante el establecimiento de un seguro de salud basado en la comunidad, lo que ha resultado en una disminución sustancial de la carga de morbilidad. Sin embargo, desde 2012, el país ha estado experimentando un aumento persistente de la malaria. De 2012 a 2018, la incidencia de malaria aumentó significativamente de 48 por 1000 a 403 por 1000, un aumento de casi 10 veces. Para 2019-2020, el número de casos se redujo a más de la mitad, a 198 por 1000. Aunque la transmisión es heterogénea en Ruanda, toda la población se considera en riesgo de malaria. La principal especie de Plasmodium (P.) que se encuentra en Ruanda, el agente responsable de esta enfermedad, es P. falciparum, pero también se han identificado P. malariae y P. ovale, principalmente en la cosmopolita ciudad principal de Kigali, que recibe frecuentes viajeros y turistas.

A pesar de los avances logrados, los recientes aumentos y las preocupaciones sobre la creciente resistencia a los medicamentos exigen mecanismos más dinámicos, accesibles, rentables y adaptables para combatir y potencialmente eliminar la malaria por completo. Durante la última década, se instituyeron varias medidas de salud pública que intentaban erradicar la malaria, pero este objetivo sigue siendo difícil de alcanzar hasta la fecha y el país, y como la mayor parte del África subsahariana, Ruanda continúa enfrentando una alta carga de mortalidad y morbilidad por malaria.

En Ruanda, y en muchos otros entornos domésticos africanos, las familias suelen tener tanto niños pequeños como abuelos ancianos que viven juntos. Cuando un miembro del hogar tiene reservorios de Plasmodium, esto pone tanto a los niños más pequeños como a los miembros mayores más vulnerables de la familia en riesgo de infecciones recurrentes de paludismo grave. La importancia de los portadores domésticos asintomáticos en el mantenimiento de la transmisión de la malaria se evidenció tanto en el Sudeste Asiático como en África.

Las medidas de control de la malaria que se implementan actualmente incluyen el uso selectivo de varias estrategias recomendadas por la OMS, como el control de la reproducción de mosquitos, el diagnóstico oportuno y el manejo de casos, así como el uso de quimioprofilaxis para grupos de población altamente vulnerables como niños menores de 5 años, mujeres embarazadas y visitantes de zonas no endémicas. Esto ha proporcionado algunos avances en la reducción de la carga de la malaria a nivel mundial en los últimos años y ha generado mayores esperanzas para la eliminación/erradicación de la malaria en un futuro próximo. Sin embargo, estos avances se ven gravemente amenazados por la aparición y la propagación mundial de la resistencia a los insecticidas y los medicamentos antipalúdicos. La resistencia a la terapia combinada de artemisinina (ACT), el tratamiento de primera línea recomendado por la OMS, es evidente en el sudeste asiático y también se ha informado en países africanos. Por lo tanto, eliminar la malaria requerirá el desarrollo de enfoques y herramientas innovadores, incluidas nuevas opciones de tratamiento y medidas de control de vectores.

Durante 2021, la OMS recomendó el uso de la vacuna contra la malaria RTS, S/S2 para la prevención de la malaria por P. falciparum en niños que viven en regiones con transmisión moderada a alta según la definición de la OMS. Sin embargo, los ensayos de fase 3 mostraron una eficacia relativamente baja y el hecho de que es poco probable que la vacuna en sí misma alcance el objetivo de erradicar la malaria. Con más vacunas candidatas en preparación que se están evaluando en ensayos de vacunas, existe la esperanza de que se continúen desarrollando dianas de parásitos y estrategias de vacunación alternativas. Otro resultado positivo reciente es el de la combinación de RTS, vacuna S/S2 y quimioprevención que mostró que este enfoque no era inferior a la quimioprevención sola para prevenir la malaria no complicada. La combinación de estas intervenciones resultó en una menor incidencia de paludismo no complicado, paludismo grave y muerte por paludismo que cada intervención sola.

Más recientemente, una nueva vacuna R21 se ha sometido a ensayos de fase 2. A pesar de ser similar a RTS, S2, fusiona un antígeno de la hepatitis B y la mitad de la proteína del circumsporozoito, una porción mayor que en RTS, S2. Los desarrolladores creían que esta combinación sería al menos tan efectiva como RTS, S, pero menos costosa. En un ensayo doble ciego, aleatorizado, controlado, de fase 2b, se administró una dosis baja de vacuna R21 basada en proteína de circumsporozoito a niños de 5 a 17 meses en Nanoro, Burkina Faso, con dos dosis diferentes de adyuvante Matrix-M (MM ). R21/MM parece seguro y significativamente inmunogénico en esta cohorte de niños africanos y muestra una eficacia prometedora.

Se han realizado más ensayos de vacunas con la vacuna de esporozoíto de Plasmodium falciparum atenuada por radiación (PfSPZ), que se supone que brinda protección contra la infección por P. falciparum en adultos y niños que nunca han padecido paludismo. Los estudios preclínicos muestran que la inmunidad mediada por células T es necesaria para la protección y se induce fácilmente en humanos después de la vacunación. Sin embargo, no hubo una protección significativa contra la infección por P. falciparum en ningún grupo de dosis a los 6 meses, que fue el criterio principal de valoración del estudio.

La malaria asintomática prevalece en las regiones endémicas y durante todas las estaciones, y su identificación a menudo requiere el uso de herramientas de diagnóstico altamente sensibles, incluidos enfoques moleculares como la PCR. Por lo tanto, eliminar la malaria en áreas con transmisión estable de malaria requerirá el uso sostenible de enfoques integrados de vectores y parásitos dirigidos tanto a los reservorios humanos asintomáticos como a los reservorios de vectores, mientras se presta atención a la toxicidad de los medicamentos y se asegura que la resistencia no empeore aún más.

La literatura muestra que los reservorios asintomáticos pueden eliminarse en programas de tratamiento masivo. En el pasado, se propusieron y probaron diversas estrategias de tratamiento masivo (Administración masiva de medicamentos (MDA)) para reducir rápidamente la malaria, particularmente en regiones con transmisión estacional de malaria en partes de África y China. Desafortunadamente, el uso de ACT en el tratamiento dirigido a la comunidad de la malaria asintomática plantea un desafío, no solo por la resistencia a los medicamentos, sino también por la observación de la potenciación de la proliferación de gametocitos con las administraciones de ACT. Contrariamente a los desafíos informados anteriormente de ACT para usar en MDA, los estudios in vitro demostraron que las infusiones de Artemisia annua y Artemisia afra o las hojas en polvo fueron eficaces, donde ambas demostraron claramente una potente inhibición de la parasitemia y la gametocitemia. También se ha demostrado que Artemisia annua contiene no solo artemisinina sino también otros componentes que demuestran un efecto sinérgico complejo contra la malaria. Artemisia afra no contiene artemisinina. En un reciente ensayo clínico doble ciego en humanos y en otros estudios previos, se informó que ambas plantas curan de manera estable la malaria, incluidos los casos resistentes a ACT, así como también matan las formas de gametocitos transmisibles. Su potencial quimioprotector también se observó en estos y otros estudios.

Creemos que para lograr la eliminación efectiva de la malaria en Ruanda, es fundamental atacar el reservorio humano de P. falciparum utilizando infusiones de Artemisia locales y fácilmente disponibles. Las infecciones asintomáticas detectables por PCR son un reservorio importante porque a menudo persisten durante meses y albergan gametocitos, la etapa del parásito infecciosa para los mosquitos.

tercero Objetivos de la investigación Objetivo general; Proporcionar una prueba de concepto de que las infusiones de Artemisia, tanto annua como afra, son eficientes y suficientes para eliminar los reservorios residuales de Plasmodium después del tratamiento de la malaria. Los investigadores determinarán la prevalencia actual de reservorios humanos de Plasmodium en nuestra comunidad y en nuestros pacientes tratados después de la malaria, tanto el tipo salvaje como las cepas mutadas/resistentes en el Hospital King Faisal y las instalaciones de salud asociadas. Seguiremos determinando aquellos asociados con la mutación en el gen Kelch13 u otros genes candidatos implicados en el fracaso del tratamiento.

Objetivos específicos;

1. Proporcionar una prueba de concepto de que las infusiones de Artemisia son eficientes y suficientes para vaciar los reservorios humanos de Plasmodium en voluntarios asintomáticos en la comunidad y después del tratamiento contra la malaria.
2. Investigar grupos de hogares de P. falciparum en pacientes menores de cinco años con malaria, así como en individuos infectados con cepas portadoras de mutaciones asociadas con la resistencia al tratamiento, y explorar cómo la ingeniería de un Registro Familiar de Malaria puede usarse como una herramienta para un mejor control de la enfermedad en Ruanda.
3. Evaluar la seguridad de Artemisia afra y Artemisia annua mediante el seguimiento de las pruebas de química de orina, riñón (urea, creatinina y electrolitos) y pruebas de función hepática (transaminasas, bilirrubina).
4. Investigar los potenciales profilácticos de las infusiones de Artemisia una vez que se hayan limpiado los reservorios.
5. Evaluar la utilización y aceptabilidad de la medicina herbal Artemisia en las comunidades de Ruanda.
6. Estudiar el impacto socioeconómico del drenaje humano del embalse de Plasmodium en la comunidad de Ruanda.

IV. Metodología

Ámbito del estudio El estudio se llevará a cabo en pacientes que busquen atención médica para la malaria en el King Faisal Hospital, centros de salud asociados, CHUB, así como en la comunidad dirigida a portadores asintomáticos de Plasmodium.

Diseño del estudio El estudio se llevará a cabo como una prueba de concepto de un ensayo controlado aleatorizado abierto utilizando aleatorización de bloques permutados/tamaños variables aleatorios. Los investigadores reclutarán al menos a 125 participantes dentro de los 14 días posteriores a la finalización del tratamiento estándar contra la malaria. Se pedirá a los pacientes que firmen un consentimiento informado y se realizará una PCR/RT-PCR para detectar reservorios de P. falciparum. Usaremos un umbral de ciclo de corte (valor CT) de PCR en tiempo real (qPCR) superior o igual a 40, que se ha establecido en base a un control africano negativo y controles europeos que nunca antes han estado expuestos a la malaria. Las muestras de sangre de los participantes reclutados también se investigarán en busca de polimorfismos de nucleótido único (SNP) en el gen Kelch13 mediante la secuenciación del dominio hélice de este gen dentro del cual se han informado mutaciones puntuales asociadas con la resistencia a la artemisinina. En caso de ausencia de SNP en K13, la búsqueda de otra mutación genética asociada con el fracaso del tratamiento se realizará mediante la secuenciación del genoma completo y se abordará posteriormente mediante ensayos de cultivo de parásitos en laboratorio. De los participantes examinados, cien (100) con parásitos residuales (reservorios inducidos) se asignarán a 3 grupos: dos grupos de intervención y 1 grupo de control

Determinación del tamaño de la muestra Los investigadores están planeando un estudio de casos y controles independientes con 1 control para 2 casos. Los datos preliminares indican que la tasa de fracaso entre los controles es ≥ 0,75. Si la verdadera tasa de fracaso para los sujetos tratados es ≤ 0,25, necesitamos estudiar al menos 40 sujetos de tratamiento y 20 controles para detectar tal diferencia con una potencia del 95 % a un nivel de significancia de 0,05. Por lo tanto, necesitaremos 40 pacientes en cada grupo de intervención y 20 controles, un total de 100. Para que aleatoricemos 100, planeamos evaluar al menos a 125 pacientes durante nuestro período de reclutamiento establecido. En base al hecho de que los niños menores de 5 años son los más vulnerables con la mayor mortalidad y morbilidad asociada a la malaria y no participarán en nuestros ensayos clínicos, los reclutaremos como casos índice para nuestra encuesta por conglomerados de hogares. Los miembros del hogar de estos niños serán examinados mediante PCR para establecer el estado de los reservorios de plasmodium y determinar si hay mutaciones significativas dentro del plasmodium que circula en el hogar. Los reservorios confirmados en miembros adultos del hogar que den su consentimiento serán tratados con té de Artemisia.

Población de estudio Para el enfoque clínico, el estudio reclutará adultos de entre 18 y 65 años para la intervención de prueba de concepto del té Artemisia entre el 15 de abril de 2023 y el 30 de junio de 2026. Sin embargo, en base al hecho de que los niños menores de 5 años son los más vulnerables con la mortalidad más alta, los niños menores de 5 años tratados después de la malaria se incluirán como casos índice para nuestra encuesta de conglomerados de hogares y el desarrollo del registro familiar. Aunque no se incluirán niños durante este estudio inicial de prueba de concepto, tenemos la intención de desarrollar formulaciones galénicas apropiadas para el grupo de edad pediátrica en una etapa posterior.

Para el enfoque comunitario, los miembros asintomáticos del hogar serán examinados mediante PCR/RT-PCR para establecer el estado de los reservorios de Plasmodium y determinar si hay mutaciones en el Plasmodium residual que circula en el hogar. En base a esto, se construirá un registro familiar en torno a los casos índice de niños pequeños como una herramienta de seguimiento, y se entregará té de artemisia a los adultos con el objetivo de eliminar los reservorios de conglomerados de hogares. Luego haremos un seguimiento durante al menos un período de 6 meses para ver si hay diferencias en los niños cuyos grupos de hogares fueron tratados con las infusiones y aquellos que no lo fueron con respecto a las infecciones de malaria. Esto se probará como una posible medida adicional de vigilancia y control de la malaria.

Para investigar más a fondo si las infusiones de Artemisia podrían tener potencial profiláctico, tenemos la intención de continuar el estudio con los participantes ya inscritos cambiando la posología. El 75 % de los participantes con el reservorio vaciado se aleatorizará en 3 grupos: el primer grupo de 12 participantes procederá con una taza de té de Artemisia (335 ml) de 10 g/L (A. afra) o 10g/L (A. anual) todos los días; el segundo grupo de 12 participantes recibirá una taza de té de Artemisia (335 ml) de 10 g/L (A. afra) o 10g/L (A. anual) una vez por semana; el último grupo de 6 participantes serán los controles. Si las infusiones de Artemisia con A. afra o A. annua bloquean el reservorio de Plasmodium en más del 75 % de los participantes en comparación con menos del 25 % de los controles, entonces el estudio tendrá un poder del 95 % para detectar una diferencia entre el grupo profiláctico y los controles a un nivel de significación de 0,025.

Para monitorear la toxicidad, se investigarán las pruebas de función renal y hepática al principio y después de 14 días de té de Artemisia, así como mensualmente durante la fase profiláctica de al menos 6 meses.

Para abordar la aceptabilidad y el impacto de las intervenciones de investigación, se realizarán encuestas apropiadas.

Manejo y análisis de datos Todos los datos se manejarán utilizando los principios estándar de confidencialidad y se administrarán con EpiInfo y se analizarán con los paquetes de software STATA 17. Los participantes se describirán en función de sus características sociodemográficas como medias y desviaciones estándar para variables continuas o proporciones para variables categóricas. Se utilizará un análisis por intención de tratar (ITT) utilizando dos proporciones de muestra para determinar las posibilidades de que se vacíe el reservorio de plasmodium. Se realizará un análisis de supervivencia con regresión de Cox para evaluar el tiempo de vaciado del reservorio de plasmodium y el tiempo de recrudecimiento/reinfección. Los datos se compararán entre grupos utilizando la prueba exacta de Fischer o Chi-cuadrado después de verificar el valor esperado más pequeño. Cambio medio con respecto al valor inicial Los medios se compararán mediante una prueba paramétrica (t de Student o ANOVA) o no paramétrica (Mann-Whitney/Wilcoxon o Kruskal-Wallis) después de comprobar la normalidad de la distribución y la igualdad de las varianzas.

Consideraciones éticas Todos los participantes del estudio tendrán una explicación detallada sobre el estudio y se les solicitará que firmen libremente un consentimiento informado por escrito. La autorización de ética ha sido aprobada por el Comité Nacional de Ética de Ruanda (120/RNEC/2022, mayo de 2022, modificado en octubre de 2022). Se ha iniciado la solicitud de autorización de la Autoridad de Alimentos y Medicamentos de Ruanda.