background image

Toxoplasmosis  

 

1  

1  

Toxoplasma gondii
Toxoplasma gondii  (T.gondii)  is  an  obligate  intracellular  parasite  found  in 
many species throughout the world causing a variety of clinical syndromes 
in human and animals. 
T.gondii  was  discovered  in  1908  in  a  desert  rodent  called  Ctenodactylus 
gondii

The  discovery  of  the  life  cycle  of  the  parasite  has  been  completed  only  in 
1970 when domestic cats were recognized as the definitive hosts. In 1980s 
T.gondii  was  regarded  as  important  opportunistic  infection  in  immune 
compromised subjects.  
 
Stages of the parasite: 
 The organism exists in three life forms: 
Oocysts  

•  It is resistant form. 
•  Formed as a result of gametogony (sexual cycle) in the cats’ intestine 

(feline intestine). 

•  Released  with  the  cat  feces  for  periods  of  1-3  weeks  after  cat 

infection. 

•  Remains for 1 year in warm moist soil 
•  Sporulation  occurs  outside  the  cat  within  1  to  5  days  of  excretion 

depending upon oxygenation and temperature. They do not sporulate 
below 4C° or over 37C°. 

Morphology: 
Unsporulated oocysts are subspherical to spherical and are 10 by 12 µm in 
diameter. 
Under  light  microscopy  the  non  sporulated  oocyst  wall  consists  of  two 
colorless layers.  
Sporulated  oocysts  are  subspherical  to  ellipsoidal  and  are  11  by  13  µm  in 
diameter.  Each  sporulated  oocyst  contains  two  ellipsoidal  sporocysts  . 
Sporocysts measure 6 by 8 µm; each sporocyst contains four sporozoites  
 
 


background image

 

Toxoplasmosis

 

 

 

2  

2  

 

Tachyzoites

•  Intracellular microorganisms  
•  Presents  in  both  cats  (definitive  host)  and  in  human,  mammals  and 

birds (Intermediate hosts). 

•  They  are  rapidly  dividing  forms  observed  in  the  acute  phase  of  the 

infection and in the reactivated infection. 

•  Their detection is a hallmark of active disease. 

Morphology: 
Crescent shape 
2-4µm x4-6 µm in dimensions 
Oval shape nucleus located at the blunt end of the parasite 
They  are  stained  with  Giemsa  stain,  the  cytoplasm  appears  blue  and  the 
nucleus red. 
 

A-­‐  Unsporulated  oocyst

 

B-­‐  sporulated  oocyct  with  2  sporocysts  ,    4  sporozoites  
are  clear  in  one  sporocyst

 


background image

Toxoplasmosis  

 

3  

3  

 

Toxoplasma  gondii.  Tachyzoites  from  the  peritoneal  exudates  of  infected 
mice stained with Giemsa (× 100). 
 
Bradyzoites

•  Similar to tachyzoites in morphology 
•  But slower multiplication  
•  Found in tissue cysts 
•  Usually localized in muscles, brain and eyes  
•  They  can  live  in  the  tissues  of  the  host  for  long  time  and  when 

ingested in the undercookedor raw meat can transmit the infection. 

•  Tissue cysts are round, oval, 100-200 µm in diameter containing 100s 

of bradyzoites.   

 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

 

Toxoplasmosis

 

 

 

4  

4  

 
Life cycle
 

 

 
 
The  only  known  definitive  hosts  for  Toxoplasma  gondii  are  members  of 
family Felidae (domestic cats and their relatives). Unsporulated oocysts are 
shed  in  the  cat’s  feces.  Although  oocysts  are  usually  only  shed  for  1-3 
weeks, large numbers may be shed. Oocysts take 1-5 days to sporulate in the 
environment  and  become  infective.  Intermediate  hosts  in  nature  (including 
birds  and  rodents)  become  infected  after  ingesting  soil,  water  or  plant 
material  contaminated  with  oocysts.  Oocysts  transform  into  tachyzoites 
shortly  after  ingestion  by  mammals  (intermediate  host).  These  tachyzoites 
localize in tissues and develop into tissue cyst bradyzoites.  
Cats  become  infected  after  consuming  intermediate  hosts  harboring  tissue 
cysts  containing  bradyzoites.  Cats  may  also  become  infected  directly  by 
ingestion of sporulated oocysts.  
 


background image

Toxoplasmosis  

 

5  

5  

Summary of modes of Toxoplasma transmission to humans: 
  Ingestion  of  undercooked  infected  meat  (chicken,  mutton,  beef) 
containing Toxoplasma cysts 
  Ingestion  of  the  oocyst  from  contaminated  hands  or  food 
(vegetables) 
  Accidental skin penetration and inoculation of tachyzoites 
  Allograft  organ  transplantation:  heart,  kidney,  liver,  or  bone 
marrow (cyst or tachyzoite) 
  Congenital transplacental transmission (tachyzoite) 
  Consumption of raw milk (oocyst) 
  Inhalation of oocysts 
  Transcojunctival transmission( tachyzoite) 
  Water supply contamination (oocyst) 
The tachyzoite occasionally may penetrate mucosal surfaces such 
as the conjunctiva. 

 
Geographic Distribution: 
 
Serologic  prevalence  data  indicates  that  toxoplasmosis  is  one  of  the  most 
common human infections throughout the world.  
A high prevalence of infection in France has been related to a preference for 
eating raw or undercooked meat, while a high prevalence in Central America 
has been related to the frequency of stray cats in a climate favoring survival 
of oocysts and soil exposure.  
Studies  showed  that  prevalence  of  Toxoplasma  gondii  infection  among 
young  women  in  Mosul  was  around  49.85%  while  prevalence  of  infection 
among pregnant ladies with history of abortion or dead fetus in Duhok was 
59%.  
Pathogenesis

  T.gondii is  an  intracellular  coccidian  parasite  that  disseminates  via 
blood and lymph to reach the different organs and tissues.  
The rate of the organ or tissue to get parasite infection depends on the 
vascular  supply,  immunity  (local  and  general)  and  the  regenerative 
ability of the host cells.  


background image

 

Toxoplasmosis

 

 

 

6  

6  

  The  acute  phase  infection  is  characterized  by  wide  spread  of 
tachyzoites  that  invade  all  nucleated  cells,  and  after  5-6  parasitic 
division  the  host  cells  will  be  lysed  releasing  the  tachyzoites  that 
infect the surrounding cells and tissues leading to cellular death, tissue 
necrosis  and  intense  mononuclear  inflammatory  response  in  the 
infected tissues.  
After that, the infection goes into chronic dormant stage in which the 
parasitic  stage  is  bradyzoites  enclosed  in  cysts  that  formed  after  8 
days from infection, located in body tissues as brain, skeletal muscles, 
heart,  eyes  and  other  organs.  Reactivation  of  infection  occurs  when 
immunity declines as in AIDS patients. 

 
 Clinical presentation: 
 

•  Acquired infection with Toxoplasma in immunocompetent persons is 

generally  an  asymptomatic  infection.   However,  10%  to  20%  of 
patients  with  acute  infection  may  develop  cervical  lymphadenopathy 
and/or  a  flu-like  illness.   The  clinical  course  is  usually  benign  and 
self-limited; symptoms usually resolve within a few days to weeks 

•  Immunodeficient  patients  often  have  central  nervous  system  (CNS) 

disease but may have retinochoroiditis, pneumonitis, or other systemic 
disease.   

•  Congenital  toxoplasmosis  results  from  an  acute  primary  infection 

acquired  by  the  mother  during  pregnancy.  Congenital  infection 
develops  in  30%  to  50%  of  infants  born  to  mothers  with  acquired 
toxoplasmosis  during  pregnancy.  The  incidence  of  congenital 
infection varies with the trimester during which the mother becomes 
infected.  The  lowest  incidence  occurs  in  the  first,  and  the  highest 
incidence  is  in  the  third  trimester.  However  severe  disease  occurs  at 
early  stages  of  the  pregnancy  with  high  rate  of  abortion.  Many  and 
most of cases in late pregnancy are either mild or asymptomatic.  

•  Ocular  toxoplasmosis:  it  is  severe  destructive  intra  ocular 

inflammation, which is either due to rupture of cysts or due to allergic 
reaction  to  the  parasite.  It  may  occur  in  the  immunocompetent 


background image

Toxoplasmosis  

 

7  

7  

patients,  but  more  common  in  patients  with  HIV  or  other 
immunocompromised individuals.  

•  Mental  abnormalities  due  to  T.  gondii  infection:    About  40-70%  of 

asymptomatic  newborns  develop  neurocognitive  or  neuro  motor 
abnormalities; and some of them are diagnosed as schizophrenia. 

 
Immune response against T.gondii 
 

T.gondii  induces  strong  humoral  and  cellular  immune  response,  which 
will limit the extension of the infection saving life of the host. 
Humoral immunity 

•  GIT  mucosa  releases  secretory  IgA  Abs,  which  prevents  parasite 

adherence to the mucosal surface.  

•  IgG  and  IgM  antibodies  are  important  for  effective  opsonosation 

and phagocytosis of tachyzoites.  

•  Antibodies can also inhibit cellular invasion by the tachyzoites 
•  Antibodies  activate  complement  cascade,  which  kills  the 

tachyzoites.   

•  Humoral  immunity  including  IgG  and  IgM  antibodies  has  a 

diagnostic importance 

Cellular immunity 

Cellular immune response is important to survive the acute phase via 
the  NK  cells  and  macrophages  and  faces  the  chronic  phases  of  the 
infection  and  preventing  the  reactivation  of  the  disease  through  both 
CD8 and CD4 T lymphocytes immune response. 

 
Laboratory Diagnosis 
The diagnosis of toxoplasmosis may be documented by: 
•  Microscopic  observation  of  parasites  in  patient  specimens,  such  as 

bronchoalveolar  lavage  material  from  immunocompromised  patients, 
or lymph node biopsy. 

•  Isolation  of  parasites  from  blood  or  other  body  fluids,  by  intraperitoneal 

inoculation into mice or tissue culture. The mice should be tested for 
the presence of Toxoplasma organisms in the peritoneal fluid 6 to 10 


background image

 

Toxoplasmosis

 

 

 

8  

8  

days  post  inoculation;  if  no  organisms  are  found,  serology  can  be 
performed on the animals 4 to 6 weeks post inoculation. 

•  Detection  of  parasite  genetic  material  by  PCR,  especially  in  detecting 

congenital infections in utero. 

• 

Serologic  testing  is  the  routine  method  of  diagnosis  (antigen  or 

antibody detection): 

 

!

  Sabin Feldman dye test: (The gold standard test of T.gondii 

diagnosis) 

It is a serological method to diagnose toxoplasma gondii. This test is 
rarely  used  these  days  because  it  is  expensive  and  needs  specialized 
labs. 
 

!

  Antibody screening for diagnosis of toxoplasmosis: 

 

  The  detection  of  Toxoplasma-specific  antibodies  is  the  primary 
diagnostic  method  to  determine  infection  with  Toxoplasma.  The 
enzyme immune assay, as ELISA tests for IgG and IgM antibodies are 
the tests most commonly used today.  

  Persons  should  be  initially  tested  for  the  presence  of  Toxoplasma-
specific IgG antibodies to determine their immune status. A positive IgG 
titer indicates infection with the organism at some time. 
  If more precise knowledge of the time of infection is necessary, then an 
IgG positive person should have an IgM test performed. A negative IgM 
test  essentially  excludes  recent  infection,  but  a  positive  IgM  test  is 
difficult  to  interpret  because  Toxoplasma-specific  IgM  antibodies  may 
be  detected  by  enzyme  immune  assays  for  as  long  as  18  months  after 
acute acquired infection. 

  If the patient is pregnant, and IgG/IgM positive, IgG avidity test should 
be performed. Serological tests for detection of other antibodies are also 
available as detection of IgE and IgA Abs. 

Treatment 
Medicines used for treatment of toxoplasmosis: 
  Pyrimethamine (Daraprim) first choice in non-pregnant patient  
Spiramycin is first choice treatment during pregnancy 


background image

Toxoplasmosis  

 

9  

9  

Prevention 
 Preventive measures to minimize human contact with the infectious form of 
the parasite are important in controlling both the acquired and the congenital 
form of the disease.  

1.  Cooking  meat  to  temperatures  in  excess  of  66°C  destroys  the  tissue 

cyst and prevents transmission. 

2.  Freezing meat to -20°C for 24 hours or more kills the cyst form of the 

parasite.  

3.  Avoiding  areas  contaminated  with  cat  feces,  such  as  litter  pans  in 

homes, and sandboxes and soil around houses where cats are present, 
is an important preventive measure.  

4.  Hands  should  be  washed  with  soap  and  water  after  handling  raw  or 

undercooked meat or cats.  

5.  Pregnant  women  who  are  identified  to  be  negative  serologically  for 

toxoplasmosis  should  be  advised  not  to  come  into  contact  with  cats 
and to get rid of cats during their pregnancy. 

6.  Laboratory workers should be advised to wear gloves when handling 

infected  needles  and  when  working  with  viable  Toxoplasma 
organisms.  

7.  Blood  transfusion  constitutes  another  mode  of  transmission  of  T. 

gondii.  Persons  who  are  Toxoplasma  antibody-positive  should  be 
excluded  as  donors  of  organs  or  blood  transfusions  to  Toxoplasma 
antibody-negative recipients.  

8.  Screening  tests  for  toxoplasmosis  are  recommended  to  identify  the 

unimmunized woman of childbearing age and warn her against these 
modes of transmission of toxoplasmosis. 
   




رفعت المحاضرة من قبل: فاطِمة خالد
المشاهدات: لقد قام 17 عضواً و 147 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل