Rev. Soc. Bras. Med. Trop. vol.18 número3

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Editorial. Auto-imunidade na doença de Chagas: fato ou fantasia? Causa ou conseqüência? Felipe Kierszenbaum. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical 18: 129-132, Jul-Set, 1985

AUTO-IMUNIDADE NA DOENÇA

DE CHAGAS: FATO OU FANTASIA?

CAUSA OU CONSEQÜÊNCIA1/

E m 1 9 7 4 , foi d e m o n stra d o que v á ria s p re p a ra ções an tig ênic as in d u zem im unid ade p ro te to ra em c am u n d o n g o s d esafiad o s co m form as v iru len tas de

Trypanosoma cruzi, agente c a u sa d o r d a d o en ça de C h a g a s 1 3 13. C o m to d a s, a am plitude d a p ro teção foi

d e grau sig nificativ o, de m o d o a a lim en tar a e sp e ra n ç a q u an to à p o ssib ilid ad e de se o b te r u m a vacin a perfeita e eficaz p a ra u so hu m an o . E m 19 7 4 C o ssio e co ls4

ap re se n ta ram p e la p rim eira vez ev id ên cia sugerindo a o c o rrê n c ia d e au to -im u n id ad e em p a cien tes chagási- cos. O s soros de 2 4 en tre 25 p a cien tes co m card io p a tia ch ag ásica c rô n ica e de 19 en tre 47 o u tro s assin - to in ático s p ro v en ien tes de u m a á re a end êm ica, to d o s com so ro lo g ia p o sitiv a p a ra d o e n ç a de C h ag as, c o n tin h am an tico rp o s q u e reag iam com en d o cárd io , in te rstício e vasos sangüín eos do c o ra ç ã o (an tico rp o s E V I), d e m o n stra d o s p e la im u n o flu o rescên cia indireta. O s an tico rp o s E V I n ã o fo ram e n c o n tra d o s n o s soros de in div íd uos n o rm ais e n em de p a c ien tes co m c ard io p a tia n ão -ch ag ásica. O s an tico rp o s E V I foram p ro n tam en te absorvid os p elas form as ep im astig o tas do p a ra sito c u ltiv ad as, sugerin do c erto grau de re a ç ã o im unoló gica c ru z a d a en tre o p a ra sito e os tecid o s do h o sp ed eiro . T a m b é m sugere re a ç ã o c ru z a d a de T. cruzi com antíg en o s d o h o sp ed eiro , a a b so rç ã o de im unoglo bulinas au tó lo g as elu íd as de d ep ó sito s o c o r ren d o em m ú scu lo e sq u elético de p a cien tes com c a rd io m io p a tia ch a g á sic a a tiv a p elas form as ep im a s tigo tas de T. cruzi o u p o r m io cárd io h u m a n o ou de an im a is4. E m b o ra os p a ra sito s cu ltiv ad o s ab so rv am os an tico rp o s E V I, o sig nificado e a im p o rtân cia d a ap a re n te re a ç ã o c ru z a d a são um ta n to in certo s, visto q u e e ritró cito s de co b a ia e Trypanosoma rhodesiense

tam b ém ab so rv em efic azm ente e os an tico rp o s E V I foram e n c o n tra d o s no so ro de alguns p a cien tes com c a la z a r e m a lá ria 1® 1 ^ cu jas pato lo g ias diferem

d a q u e la d a d o e n ç a de C h ag as.

T a m b é m , n a d é c a d a de 70, in v estig adores d a U n iv ersid ad e C o rn e ll o b se rv a ra m que a im u n ização d e coelhos com fraçõ es su b celu lares de T. cruzi

p ro d u zia linfócitos cito tó x ico s p a ra célu las d o c o ra ç ã o e rins alo gênic os^, su gerindo que antígenos d o T. cruzi, in d u ziriam im unid ade c e lu la r au to -reativ a. N o s anos su b seq ü en tes a p a re c era m o b serv açõ es adic io nais su gerin do reativ id ad e c ru z a d a en tre T. cruzi e antígenos tissu lares do h o s p e d e iro 1^ 14, refo rçan d o a n o ç ã o de que a auto -im unid ade p o d e ria c o n trib u ir p a ra o d esen v o lv im en to d as le sões c h ag ásicas. N o m esm o sen tid o , p o d e-se m e n cio n ar o recen te ach a d o no sangue de p a c ie n te s ch ag ásico s agudos e crô n ico s de lin fó citos T ap a re n te m en te citotó x ico s p a ra célu las

AUTO-IMMUNITY IN CHAGAS’

DISEASE: FACT OR FANCY?

CAUSE OR CONSEQUENCE?

By 1974, a num ber o f antigenic preparations had b een sh ow n to in duce protective im m unity in m ice ag a in st challenge w ith v iru len t form s o f Trypanosoma cruzi, th e cau sativ e ag en t o f C h a g a s’ disease 1 3 13. i n

e a c h case, th e e x ten t o f p ro tectio n w as o f a significant m agnitude a n d en co u rag ed hopes for the eventu al dev elo p m en t o f a perfected, effective vaccine for h u m a n use. I t w as in 1974, how ever, th a t C o ssio and co-w orkers first rep o rted evid ence suggesting the occu rren ce o f au to -im m unity in chagasic p a tie n ts4. T h e se ra o f 2 4 o u t o f 25 p a tie n ts with chronic C h a g a s’ h e a rt disease a n d 19 o u t o f 47 asy m p to m atic patients from an endem ic a re a , w ith positive chagasic serology, w ere found to c o n tain antibodies th a t reacted with e n d o card iu m , in te rstitium an d blo o d vessels o f the h e a rt (E V I an tib o d ies) as d e m o n stra te d by indirect im m unoflu orescence. E V I antibodies w ere not found in th e se ra o f eith e r h ealth y in dividuais o r patients w ith non-ch ag asic card io v a sc u lar disorders. E V I antib o d ies w ere read ily absorbed by cultured epim astig ote form s o f th e p a ra site , suggesting a certain degree o f im m unolo gical cross-reactiv ity b etw een the p a ra site an d h o st tissues. A lso suggesting cross- reactiv ity o f T. cruzi with h o st antig ens was the o b serv atio n th a t auto lo gous im m unoglobulin eluted from d ep o sits occu rrin g in skeletal m uscle o f p atients w ith active ch ag asic c ard io m y o p ath y w as ab sorbed by eith er freeze-d ried ep im astigote form s o f T. cruzi or ca rd ia c m uscle tissu e o f h u m an o r anim al sources4 . A lthough cu ltu red p a ra site s ab sorbed th e E V I antib o d ies, th e m eanin g an d significance o f the a p p a re n t cro ss-reactiv ity w ere som ew hat u nclear since guinea pig ery th ro cy tes an d Trypanosoma rhodesiense also w ere effective ab so rb an ts and E V I antib o d ies w ere d etected in th e se rum o f som e patients w ith k a la -a z ar o r m a la ria 1® 11, the path ologies of w hich are d istin c t from th a t o f C h a g a s’ disease.

A lso in th e m id -seventies, investig ators at C ornell U n iv ersity rep o rted th a t im m unization of rabbits w ith su b cellu lar fractio n s o f T. cruzi lead to th e p ro d u ctio n o f ly m phocyte s cy to to x ic for allogeneic h e a rt a n d k idney cells^, suggesting th a t T. cruzi

antig ens could ind u ce au to reactiv e cellula r im m unity. In subsequent y ears, additional observations suggesting c ro ss-reactiv ity betw een T. cruzi an d h o st tissue antig ens w ere co m m u n ic a te d 1^ 14, reinforcing the notion th a t au to -im m unity m ight contrib ute to the d ev elo p m en t o f chagasic lesions. F u rth e r adding to this n otion, w as th e re c e n t finding in the blo o d o f acute an d ch ro n ic chagasic p atien ts o f T lym phocytes ap p a re n tly cy to to x ic for parasitized and

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cardíacas hum an as14. U m estudo indicou a existência de d eterm inantes antigênicos com uns a form as de cu ltu ra de T. cruzi e antíg eno de gânglio ra d ic u la r d o rsa l de rato, visto que um an tico rp o m o n oclo nal (ch am ad o C E 5 ) c o n tra este ligou-se a antígenos do c ito p lasm a de epim astigoto e da superfície de am a stig o to 15. O co n jun to d este s ach ad o s forneceu a b ase p a ra o conceito de que a v acin ação co n tra o T. cruzi pode realm ente produzir resp o stas im unes aos antígenos d o p a rasito , reagindo cru zad am en te com antígenos dos te cid o s do hospedeiro, c a u sa ria au to -im unidade, com o se acred i ta que possa o co rrer na d o e n ç a de C h ag as. C o m p re- ensivelm ente, houve d im inuição do e n tu siasm o acerca do uso de um a v acin a p a ra aju d ar no con tro le ou erra dicação desta doença.

D aqui p ara adiante serão e x am in ad as as prin cipais falhas e enganos dos estu dos m ais im p o rtan tes e que serviram de base p a ra se esta b e le c er o co n ceito de que a auto-im unidade d esem p en h a papel na p ato g en ia da d oença de C hagas. N ã o será feita n e n h u m a te n ta tiva de rever exaustiv am en te a lite ra tu ra sobre este assunto , pois isto já foi realizad o com su cesso an teriorm ente^.

H á dúvidas se os suposto s antígenos d a re a ç ã o cru zad a são legítim os pro d u to s do p arasito . A ssim os epim astigotos u sados p a ra ab so rv er os an tic orpos E V I4 e p a ra os estu dos de im un o flu o rescên cia com o anticorpo m onoclo nal C E5 1 5 c re sc e ram em m eio

contendo ex trato s de te cid os de céreb ro e de co ração . U m a vez que os ep im astigoto s p odem in c o rp o ra r com ponentes do m eio^, a lo c a lização do m a rc a d o r fluorescente no c ito p la sm a 15 n ão exclu i a p o ssib ili dade de que o antico rp o C E 5 p o ssa te r rev elad o com ponentes do m eio ao invés de p ro d u to d o p arasito . A m esm a reserv a se aplica aos am astigoto s de cu ltu ra em cuja superfície se liga o an tico rp o C E 5 , pois os org anism os crescem em m eio su p lem en tad o com ex trato s de tecid o cerebral.

D e m odo sem elh ante , alg uns dos coelh os cujos linfócitos m o straram cito to x icid ad e p a ra cu ltu ras prim árias de célu la s de coelh o tin h am sid o im uniz adas com frações de p arasito s que c resceram em c u ltu ras de células de coelh o e não se p o d eria exclu ir a possív el presen ça de antígenos de célu las do h o sp ed eiro na fração p a ra sitá ria u sad a p a ra im u n izar os coelh os^. Q u an d o os linfócitos te sta d o s foram o b tid os de coelhos sobreviv entes à in fecção pelo T. cruzi, as possíveis con seq ü ên cias d o u so de um sistem a alogênico p a ra d e te c ta r a citólise m ed iad a p o r célu las não foram to talm en te ex p lo rad as. A ssim , n ã o se pode exclu ir a o c o rrên cia de condiç ões de re striç ã o genética governando a citólise m e d ia d a p o r célu las e o reconhecim ento de um antíg eno de célu la s alo gênicas.

p arasitized h u m an h e a rt c e lls 14. A stu dy su p o rted the ex isten ce o f antig enic d e term in an ts com m on to c u ltu re form s o f T. cruzi an d a ra t d o rsa l ro o t ganglion antig en since a m o n oclonal a n tib o d y (n am ed C E 5) raised ag ain st the la tte r b o u n d to cy to pla sm ic epim astigote an d surface am astig ote an tig e n s1^. C o llectively , these rep o rts prov id ed a b asis for the c o n c e p t th a t v accin atio n ag ain st T. cruzi m ight in fact elicit im m une resp o n ses to p arasite antigens th a t upon cro ss-reactio n w ith h o st tissu e antig ens c a u se d auto- im m unity such as som e believe m ig ht o ccu r in C h a g a s’ d isease. U n d e rsta n d a b ly , e n th u siasm a b o u t the use o f a vaccin e to help control o r erad icate th is d isease w as dim in ished.

E x a m in e d h ere-after are the m ain deficiencies an d pitfalls o f th e key stu die s o n w hich th e c o n c e p t th a t auto-im m unity p lay s a role in the p athogenesis o f C h a g a s ’ d ise a se rests. N o atte m p t is m ade to exhaus- tiv ely rev iew th e literatu re o n th is subject, as th is has been ably do ne^.

D o u b ts have b een ra ise d as to w h eth er the p u tativ e cro ss-reactiv e antigens are bona fid e p arasite pro d u cts. T h u s, th e ep im astigote s u sed to a b so rb the E V I an tib o d ies4 and in th e im m unoflu orescence

studie s w ith th e C E 5 m o n o clo n al a n tib o d y 1^ h ad b een grown in m ed ia co n tain in g brain an d h e a rt tissue ex tracts. Since epim astigote s c a n in te m a liz e m edium co m p o n en ts^, c y to p lasm ic lo calizatio n o f th e fluores- ce n t s ta in 1^ d oes n o t ru le o u t th e po ssib ility th a t the C E 5 antib o d y m ay have d etected a m ediu m com po- nen ts ra th e r th a n a p a ra site p roduct. T h e sam e reser- v atio n applies to th e c u ltu red am astigote s to w hose surface th e C E 5 antib o d y b o u n d since th e organism s had b een grow n in m edium supp lem en ted w ith a brain tissu e ex tract.

Sim ilarly, som e o f the rabbits whose lym phocytes d isp lay ed c y to to x icity on p rim ary ra b b it cell cu ltu res had been im m unized w ith fractions o f p arasites grown in ra b b it cell cu ltu res an d th e p o ssib le presen ce o f h o st cell antigens in the p arasite fractio n u se d to im m unized th e rab b its w as n o t ru led out^ . W h e n the tested ly m p h o cy tes w ere o b tain ed from rab b its surviving infection w ith T. cruzi, th e possib le co n seq u en ces o f using an allogeneic sy stem to d e te c t cell-m ed iated cytoly sis w ere n o t fully explo red. T h u s, it is con- ceivable th a t th e g enetic restrictio n co n d itio ns govem in g cell-m ed iated cyto ly sis a n d recognition o f an allo genic cell antigen m ight h av e occu rred .

In the w ork in w hich p erip h eral blood lym phocytes from ch ag asic p a tie n ts w ere fo und to disp lay a n ti-h e a rt cy to to x ic activity in vitro th ere w as a b o rd erlin e b u t n ev erth eless statistically significant difference in th e e x te n t o f 5 1C r-re le a se from ra-

d io lab eled fetal h u m an h e a rt cells p ro d u ced by

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N o tra b a lh o em qu e os linfócitos do sangue periférico de p acien tes ch ag ásico s ex ib iram in vitro

ativ id ade c ito tó x ica a n tic o ra ç ão houve u m a d iferen ça peq u en a, p o rém esta tistic a m e n te significativa, n a lib eração d e C r 5 1 de célu las fetais ca rd ía c as h u m an as ra d io m a rc ad a s, in d u zid a p o r lin fócitos de indiv íduos chagásic os e de n ã o -c h a g á sic o s14. A lé m d o m ais, a relativ am en te grande lib e ra ç ã o de C r51 (4 7 a 6 5 % ) pro d u zid a p o r lin fócitos dos co n tro les n ão ch ag ásico s, ca u sa p re o c u p a ç ã o q u an to a o p ro to c o lo d o te ste de cito to x id ad e u sa d o no estu d o .

P a ra c o m p licar m ais o assu n to , alg uns p es q u isad o res tê m co n sid erad o a au to -im u n id ad e com o sub seq ü en te à p ro d u ç ã o de lesões chagásicas. A p ó ia m tal p o n to de v ista os re su lta d o s de S chm unis e cols® m o stran d o que a q u im io te ra p ia eficiente leva à eventual n eg ativ ação d a sorologia a n ti T. cruzi, sem n e c essariam en te h a v e r q u e d a d o s an tico rp o s circu lan tes E V I. A p e rp e tu a ç ão de an tico rp o s E V I no ho sp ed eiro , n a au sê n c ia de sorolo gia específica p a ra o p a ra sito , p a re c e ria negar q u e o p a ra sito é su a fonte c o m u m de antíg eno. A lé m do m a is, a cin é tic a do desen volv im ento d a s re sp o sta s im unes m e d ia d a s p o r célu la s ao T. cruzi e neurô n io o u antígenos card íaco s, av aliad as p elo s te stes de in ib ição de m ig ração de m acrófagos, é diferente®. P a rtic u la rm e n te notáv el é a recente co m u n ic a ç ão de K h o u ry e cols de que p a rte de seu tra b a lh o o rig in al so bre an tico rp o s E V I n ã o pode ser re p ro d u z id a ^ . E s te s a u to re s verificaram recen tem ente que os an tico rp o s E V I som ente p o d eriam ser revelados p elo teste trad icio n alm en te u sad o d a im uno flo rescên cia in d ireta q u an d o se u tiliz avam se cções d e te cid o s an im ais. A in ca p a c id ad e de rep ro d u ção dos resu ltad o s q u an d o se u sam tecid os h u m an o s su gere a n a tu re z a h eteró fila d o s an tico rp o s E V I e en fraq u ece os arg u m en to s sobre seu po ssív el p ap el n a p a to g e n ia d a d o e n ç a de C h ag as.

H o u v e um in teressan te re la to descrev en d o re a ção im unoló gica c ru z a d a en tre a lam in in a, um a n tígeno u b íq u o do te cid o conjuntivo, e um antígeno de trip o m astig o to s e a m astig o to s do T. cruzi12. E n q u a n to se a g u a rd a a co n firm ação d o ach a d o p o r o u tro s in v estigadores, n ã o se a p re se n ta ra m evid ências p a ra asso ciá-lo co m à pato g en icid ad e d o p arasito .

C o m o se p o d e ap re c ia r, h á co n tro v érsia nã o so m ente a c e rc a d a v e rd ad eira ex istên cia de u m a co n d i ção de au to -im u n id ad e n a d o e n ç a de C h a g a s, m as, ta m b ém , se a au to -im u n id ad e fosse p ro v a d a de m odo co n v in cen te sobre a possív el o rd em dos eventos. A s sim , a au to -reativ id ad e p o d eria re su lta r de resp o stas im unes dirig id as c o n tra antígenos lib erados de tecidos le sad o s o u m od ificad o s p elo p a ra sito , m as aos quais n ã o h av iam sido e x p o sto s p rev iam en te.

ly m p h o cy tes from ch ag asic an d non-chagasic in d iv id u a is ^ . F u rth e rm o re , an d raisin g co n cem s about the p ro to c o l o f the cy to to x icity a ssa y u se d in the study, w as th e relativ ely large degree o f ^ C r - r e l e a s e (.47 to 6 5 % ) p ro d u ced by ly m p h o cy tes from non-chagasic C ontrols.

T o fu rth er com plicate the issue, som e investiga- to rs h av e envisaged au to -im m unity as su b seq u en t to th e p ro d u c tio n o f ch ag asic lesio ns. S uppo rtin g this no tio n a re the resu lts o f Schm unis and co llaborato rs^ show ing th a t successful ch em o th erap y le ad to the ev en tu al negativ izatio n o f a n ti-r . cruzi serology b u t w as n o t n e c e ssa rily a c c o m p an ied b y a loss of circu latin g E V I antib o d ies. T h e p erp etu atio n o f E V I antibodies in the h o st in th e absence o f parasite- specific serology w ould a p p e a r to d en y th a t the p a ra site is th e ir com m on antigen source. F u rth erm o re, the k in etics o f d ev elo p m en t o f cell-m edia ted im m une resp o n ses to T. cruzi an d neu ro n e o r h e a rt antigens in o n ito red b y m acro p h ag e m ig ration inhibition tests is dissim ilaró . P a rtic u la rly consp icu o u s h as been the re c e n t co m m u n icatio n by K h o u ry and co-w orkers defm ing p a rt o f th eir original w ork o n E V I antibodies as irreproducible5. T h e se a u th o rs noted recently th at E V I an tib o d ies co u ld be d e te c te d by the traditionally used in d irect im m unoflu orescence te st only when anim al tissu e sections w ere used. F a ilu re to repro duce th e resu lts w hen h u m an tissu e w as u sed suggested the h etero p h ilic n a tu re o f th e E V I antibodie s and un der- m in ed conten tio n s a b o u t th e ir possible role in th e path ogenesis o f C h a g a s ’ disease.

T h e re has b een an in teresting rep o rt describing im m unological cro ss-reactiv ity b etw een lam inin, a ub iq uitous con n ectiv e tissu e antigen, and an antig en on

T. cruzi try p o m astig o tes a n d a m a stig o te s12. W hile this o b se rv a tio n aw aits co nfirm ation by o th e r investig ato rs, n o evid ence h as b een p re se n te d to link it with the p ath o g en esis o f the p arasite.

A s c a n be a p p reciated , there is contro v ersy not only a b o u t th e true existence o f an auto -im m une status conduciv e to C h a g a s’ d isease b u t also, if auto- im m unity shou ld be convin cin gly proven, a b o u t the possib le o rd e r o f events. T h u s, auto reactiv ity m ight resu lt from im m une resp o n ses directed again st prev io u sly u n ex p o sed an tig ens released from tissues d am ag ed o r m odified b y the p arasite.

In closing, th ree th o u g h ts shou ld be expressed. I f T. cruzi in d eed sh ared ep ito p es w ith h o st tissu es, the d ev elo p m en t o f a vaccin e w ould d em an d careful sele ctio n o f a highly purified p arasite antig en lacking cro ss-reactiv ity - the convin cin g dem o n stratio n o f w hich w ould a m o u n t to a v irtu ally endless task. If, in stead , auto -im m unity resu lted from exposing the

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P a ra term in ar, trê s racio cínio s devem ser form ulados. Se n a v erd ad e o T. cruzi c o m p artilh a epítopos co m os te cidos do h o sp ed eiro , o d esen v o l vim ento de u m a v ac in a d em a n d a ria c u id ad o sa seleção de um antígeno p a ra sitá rio altam en te pu rificad o e que n ão ap resen tasse reativ id ad e c ru z a d a , cu ja dem ons tração convincente seria u m a tarefa virtualm ente sem fim. Se, ao invés, a au to -im u n id ad e re su lta d a e x p o sição do sistem a im une a antígenos prev iam en te ab rig ados ou de tecidos m odificados, a v a c in a ç ão c o n tra o T. cruzi

pode prevenir a in fecção e a au to -im u n id ad e. P o r o u tro lado, se a au to -im unid ade for ex clu íd a ou com prova do que não co n trib u i p a ra a p ato g en ia d a d o e n ç a de C h ag as, o desenvolv im ento d a v a c in a se ria um objetivo válido a ser perseguid o. P a r a e sc la re ce r estes ponto s é essencia l a b a n d o n a r atitu d es p re co n ceb id as e m ante r a m ente aberta .

R E F E R Ê N C IA S B IB L IO G R Á F IC A S

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im m une sy stem to p revio usly sh eltered o r altered tissue an tig ens, v accin atio n ag ain st T. cruzi m ig ht p rev en t th e in fection a n d auto-im m unity. O n the o th e r h an d , if au to -im m unity is ru led o u t o r sh ow n n o t to c o n trib u te to th e path o g en esis o f C h a g a s ’ d isease, vaccin e d ev elo p m en t w ould be a valid goal to pursue. E sse n tia l to th e clarificatio n o f th ese issues is leaving b iases asid e an d keepin g a n o p en m ind.

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Felipe K ierszenbaum

D epartm ent o f Microbiology and Public H ealth M ichigan S tate Üniversity

E ast Lansing, M ichigan 48824, U SA