Triagem molecular de patógenos de piolhos (Diptera: Hippoboscidae) de ruminantes domésticos e selvagens na Áustria
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Triagem molecular de patógenos de piolhos (Diptera: Hippoboscidae) de ruminantes domésticos e selvagens na Áustria

May 19, 2023

Parasites & Vectors volume 16, Número do artigo: 179 (2023) Citar este artigo

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As moscas hipoboscídeos (Diptera: Hippoboscidae), também conhecidas como piolhos ou keds, são ectoparasitas hematófagos obrigatórios de animais e acidentalmente de humanos. O papel potencial dos hipoboscídeos como vetores de patógenos humanos e veterinários está sendo cada vez mais investigado, mas a presença e distribuição de agentes infecciosos em piolhos ainda é desconhecida em partes da Europa. Aqui, relatamos o uso da genética molecular para detectar e caracterizar patógenos transmitidos por vetores em moscas hipoboscídeos que infestam animais domésticos e selvagens na Áustria.

Os piolhos foram coletados de gado naturalmente infestado (n = 25), ovelhas (n = 3) e veados vermelhos (n = 12) em toda a Áustria entre 2015 e 2019. Insetos individuais foram identificados morfologicamente até o nível de espécie e submetidos à extração de DNA para triagem de patógenos moleculares e código de barras. O DNA genômico de cada piolho foi rastreado para Borrelia spp., Bartonella spp., Trypanosomatida, Anaplasmataceae, Filarioidea e Piroplasmida. Obtiveram sequências de Trypanosomatida e Bartonella spp. foram ainda caracterizados por análises de redes filogenéticas e de haplótipos.

Foram identificados 282 hipoboscídeos correspondentes a três espécies: Hippobosca equina (n = 62) coletada de bovinos, Melophagus ovinus (n = 100) de ovinos e Lipoptena cervi (n = 120) de veado-vermelho (Cervus elaphus). A triagem molecular revelou DNA do patógeno em 54,3% dos hipoboscídeos, incluindo infecções com um único (63,39%), dois (30,71%) e até três (5,90%) patógenos distintos no mesmo indivíduo. O DNA de Bartonella foi detectado em 36,9% dos piolhos. Lipoptena cervi foram infectados com 10 espécies de Bartonella sp distintas e não relatadas anteriormente. haplótipos, alguns intimamente associados a cepas de potencial zoonótico. DNA de tripanossomatídeos foi identificado em 34% dos hipoboscídeos, incluindo a primeira descrição de Trypanosoma sp. em H. equina. O DNA de Anaplasmataceae (Wolbachia spp.) foi detectado apenas em M. ovinus (16%), enquanto < 1% dos piolhos foram positivos para Borrelia spp. e Filarioidea. Todos os hipoboscídeos foram negativos para Piroplasmida.

A triagem genética molecular confirmou a presença de vários patógenos em hipoboscídeos que infestam ruminantes domésticos e selvagens na Áustria, incluindo novos haplótipos de patógenos de potencial zoonótico (por exemplo, Bartonella spp.) e o primeiro relato de Trypanosoma sp. em H. equina, sugerindo um potencial papel deste piolho como vetor de tripanossomatídeos animais. Estudos experimentais de transmissão e monitoramento expandido de moscas hipoboscidas e patógenos associados a hipoboscidas são necessários para esclarecer a competência desses ectoparasitas como vetores de agentes infecciosos em um contexto de saúde única.

Moscas hipoboscídeos (Diptera: Hippoboscidae), também conhecidas como piolhos ou keds, são ectoparasitas hematófagos obrigatórios que infestam mamíferos e aves em todo o mundo [1]. Até o momento, a maioria das pesquisas sobre hipoboscídeos tem se concentrado na compreensão de sua biologia, evolução, especificidade do hospedeiro e impacto de seu comportamento hematófago e de morder em animais e humanos [2,3,4,5,6,7,8]. Várias espécies de piolhos dos gêneros Melophagus spp., Lipoptena spp. e Hippobosca spp. foram descritos como comumente infestando ungulados domésticos e selvagens na Europa [9,10,11] e, ocasionalmente, também atacando humanos e animais de estimação [12,13,14,15]. De fato, parece que as moscas hipoboscídeos podem ter atacado humanos por milênios, como sugerido pela identificação do cervo comum chamado Lipoptena cervi na múmia humana neolítica tardia "Ötzi" nos Alpes Ötztal [16]. Considerando sua natureza de alimentação sanguínea, ampla distribuição e o amplo espectro de hospedeiros de algumas espécies, as moscas hipoboscídeos também podem atuar como potenciais vetores de doenças infecciosas dentro de populações animais e entre animais e humanos [17].

 0.5]./p> 99% identity with reported sequences of B. schoenbuchensis isolated from roe deer (Capreolus capreolus; GenBank acc. no.: AJ278184; AJ278185) and from L. cervi (AJ564634; AJ564635; Additional file 2) in Germany. Haplotype network analyses of the isolated Bartonella spp. gltA sequences from L. cervi revealed ten novel strains not previously reported (Fig. 4 and Additional file 1), including one strain (OP198738) identical to a Bartonella sp. sequence isolated from the bat M. schreibersii in Hungary (Fig. 4). In contrast to the broad diversity of Bartonella spp. strains detected in L. cervi, only one haplotype was identified in sequences isolated from H. equina (OP198794), which was 100% identical to sequences of Bartonella chomelii reported from Spain, France and New Caledonia (KM215691; KM215690; JN646657; Fig. 4 and Additional file 1). The Bartonella spp. sequences identified in M. ovinus (OP198802) showed 100% identity to sequences of Candidatus Bartonella melophagi from M. ovinus in Peru, the USA and China and from a European hedgehog (Erinaceus europaeus) in Czechia (MZ089835; MT154632; Fig. 4; Additional file 2). In the BI tree (Additional file 1), the sequences of B. chomelii, Candidatus B. melophagi and Bartonella sp. clustered in one clade with other Bartonella spp. previously reported from ruminants (BI posterior probability [BI pp] = 1.0, ML bootstrap value [ML bs] = 99). Most sequences of B. chomelii, Candidatus B. melophagi and Bartonella spp. detected in the present study clustered in one subclade with B. chomelii, B. schoenbuchensis, B. capreoli and Bartonella spp. sequences (BI = 1, ML = 100; Additional file 1). Only one Bartonella sp. sequence from L. cervi (OP198746) was placed in a separate sister clade together with B. bovis and Bartonella spp. (BI = 0.98, ML = 85)./p> 98% similarity with those of Trypanosoma cf. cervi isolated from white-tailed deer in the USA (JX178196), Trypanosoma sp. from horse flies in Russia (MK156792-MK15794) and T. theileri obtained from tsetse flies in the Central African Republic (KR024688). While the trypanosomatid sequences isolated from L. cervi showed  > 99% identity to sequences of non-parasitic kinetoplastids of the genus Bodo from the UK and USA (AY425015; AY028450)./p> 99%) to B. schoenbuchensis, a widespread pathogen infecting the midgut of deer keds [20, 28, 54]. Bartonella schoenbuchensis has been molecularly detected in blood and tissues samples from various wild ungulates, including red deer, roe deer and moose (Alces alces), all natural hosts for L. cervi [1, 28, 58,59,60,61]. Our results suggest that B. schoenbuchensis and related Bartonella spp. strains are common in L. cervi in Austria and may also be circulating in the local wild red deer populations. This is noteworthy in a One-Health context, considering that B. schoenbuchensis can be transmitted to humans, as described by a report of bacteremia in a patient suffering from fatigue, muscle pain and fever following a tick bite [62]. Moreover, B. schoenbuchensis has been suggested as the etiological agent of deer ked dermatitis in humans bitten by L. cervi [20], with similar clinical signs to cat scratch disease caused by the zoonotic Bartonella henselae [54, 63]. Therefore, the presence and distribution of B. schoenbuchensis in wild deer, deer keds and potentially other arthropod vectors in Austria warrant confirmation. Additionally, one Bartonella sp. strain isolated from deer keds in our study matched with a previously reported Bartonella sp. sequence detected in the common bent-wing bat M. schreibersii [64]. This Bartonella sp. and the B. schoenbuchensis-like strains identified in our study clustered together with B. schoenbuchensis and B. chomelii in the DNA haplotype network analysis. The other two Bartonella spp. strains detected in L. cervi clustered in a separate subclade and were highly similar to sequences of Candidatus B. melophagi reported from M. ovinus [65] and to Bartonella sp. isolated from Sika deer [66]. The diversity of Bartonella spp. lineages detected in deer keds in the present study and the presence of co-infections with two different Bartonella spp. lineages in several individuals indicate that L. cervi are reservoirs for a wide range of Bartonella spp. strains in Austria. Recent studies have also reported the recovery of several Bartonella spp. strains with zoonotic potential in deer keds (Lipoptena cervi and L. fortisetosa) and in cervids across Europe [27, 31, 33, 67], implying that these wild ungulates may act as reservoir hosts for these pathogens. Consequently, considering the common occurrence of wild cervids in Austria and the increasing reports of deer keds attacking humans in Europe [3, 6, 13, 68], it is imperative to further expand the monitoring and identification of zoonotic Bartonella spp. in deer keds and cervid populations./p> 2 years old) and livestock managed in mountain pastures (> 600 m above sea level) [57, 71]. In the present study, B. chomelii-positive H. equina were collected from cattle grazing on mountain grasslands (~ 1000 to 1450 m above sea level; data not shown), located in the Hohe Tauern Alps of Salzburg [34], which suggests that animals during alpine grazing may be at risk of infections with B. chomelii, although this remains to be confirmed. To date, B. chomelii has not been demonstrated to induce disease in cattle, but infections with the related species B. bovis have been associated with bovine endocarditis [74]./p>