First identification of natural infection of Rickettsia rickettsii in the Rhipicephalus sanguineus tick, in the State of Rio de Janeiro

The Brazilian Spotted Fever (BSF) is a zoonotic disease caused by Rickettsia rickettsii and transmitted by ticks of the genus Amblyomma, more frequently, Amblyomma cajennense. The aim of this paper was to report the first molecular detection of R. rickettsii on R. sanguineus naturally infected in Rio de Janeiro, Brazil. Ticks were collected from dogs in a rural region of Resende municipality, Rio de Janeiro State, Brazil (22º30'9.46"S, 44º42'44.29"WO), where occurred five human cases of BSF in 2006. The ticks were identified under a stereoscopic microscope and separated in pools by stages, species and sex. DNA extraction was carried out using QIAamp DNA Mini Kit (QIAGEN®). The DNA was submitted to PCR amplification using 04 set of primers: Rr190.70p/Rr190.602n (OmpA, 532bp), BG1-21/BG2-20 (OmpB, 650bp), Tz15/Tz16 (17 kDa protein-encoding gene, 246bp) and RpCS.877p/RpCS.1258n (gltA, 381bp). PCR products were separated by electrophoresis on 1% agarose gels and visualized under ultraviolet light with ethidium bromide. PCR products of the expected sizes were purified by QIAquick® and sequenced by ABI PRISM®. The generated nucleotide sequences were edited with using Bioedit® software and compared with the corresponding homologous sequences available through GenBank, using Discontiguous Mega Blast (http://www.ncbi.nlm.nih.gov). It was confirmed R. rickettsii by sequencing of the material (GenBank FJ356230). The molecular characterization of R. rickettsii in the tick R. sanguineus emphasizes the role of dogs as carriers of ticks from the environment to home. Moreover, this result suggests that there is a considerable chance for active participation of R. sanguineus as one of tick species in the transmission of R. ricketsii to human being in the Brazilian territory.

Doenças parasitárias em ruminantes no semi-árido brasileiro

Arquivos de fichas clínicas de ruminantes ou amostras para diagnósticos recebidos pelo Hospital Veterinário da Universidade de Campina Grande, em Patos, Paraíba, de janeiro 2000 a agosto 2007, foram revisados para avaliar alguns aspectos epidemiológicos de doenças parasitárias de ruminantes na região semi-árida da Paraíba e estados vizinhos. A região apresenta precipitações médias anuais de aproximadamente 800mm, com chuvas irregulares concentradas em um período de 3-4 meses e uma temperatura média anual de 26°C. No período, 163 (5,31%) de 3.064 ruminantes foram afetados por alguma doença parasitária clinica. A doença parasitária mais frequente em caprinos e ovinos foi a helmitose gastrointestinal, principalmente a hemonchose, e caprinos foram mais afetados (6,24% dos casos diagnosticados) do que os ovinos (4,7% dos casos diagnosticados). A maior freqüência da doença nos caprinos pode estar associada à maior susceptibilidade destes ou devido a erros no tratamento, como a utilização da mesma dose para as duas espécies, o que para a maioria dos anti-antihelmínticos é insuficiente para caprinos. Bovinos tiveram uma baixa freqüência de helmintoses gastrintestinais (1 de 1.113 casos). Esta baixa freqüência deveu-se, provavelmente, ao sistema de criação no semi-árido, com baixa taxa de lotação, até um animal adulto por hectare a cada 13-16 hectare, e a permanência de bezerros (suscetíveis) com as mães (resistentes) por períodos de até um ano antes da desmama. A ocorrência de eimeriose em caprinos e ovinos foi de 0,76% dos casos, envolvendo apenas os animais jovens. Em bovinos a principal doença foi à tristeza parasitária com 14 surtos. Os surtos de tristeza ocorreram principalmente no final do período chuvoso em áreas de desequilíbrio enzoótico incluindo as montanhas e planaltos da região da Borborema, áreas irrigadas, e áreas das bacias do Rio do Peixe e Rio Piranhas. Nas áreas mais secas do semi-árido o Rhipicephalus (Boophilus) microplus não sobrevive durante o período de seca, mas, tristeza parasitária pode ocorrer quando no início do período chuvoso bovinos com carrapatos são introduzidos e esses se multiplicam durante o mesmo.

Tristeza parasitária bovina no Sertão da Paraíba

Descrevem-se 24 surtos de tristeza parasitária bovina no sertão paraibano, sendo 18 de anaplasmose por Anaplasma margimale, dois de babesiose por Babesia bigemina, dois por Babesia não identificada e dois por infecção mista de A. marginale e Babesia sp. Os surtos ocorreram entre agosto de 2007 a outubro de 2009, porém, com uma concentração dos surtos no final do período chuvoso e início do período seco de cada ano, sendo 22 em animais adultos e dois em bezerros de aproximadamente 11 meses. Dois surtos ocorreram em bovinos da raça Nelore, um em animais da raça Gir e os 21 restantes ocorreram em animais das raças Holandês, Pardo Suiço e mestiços das mesmas com zebuínos. Conclui-se que no sertão da Paraíba há áreas de instabilidade enzoótica, ocorrendo surtos de tristeza no final da época de chuvas, principalmente nas áreas de planaltos e serras da região da Borborema e em áreas úmidas como a Bacia do Rio do Peixe, Rio Piranhas e Rio Espinharas em que há a formação de microclimas favoráveis à sobrevivência do carrapato.

Resistência contra ectoparasitas em bovinos da raça Crioula Lageana e meio-sangue Angus avaliada em condições naturais

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a resistência aos ectoparasitas em bovinos jovens da raça Crioula Lageana e meio-sangue Angus em condições naturais. Foram utilizados 10 machos castrados em cada grupo, recém desmamados (6-8 meses) e mantidos sob as mesmas condições de manejo, em pastagens cultivadas de inverno e verão, no município de Monte Castelo - SC, sofrendo infestação natural por ectoparasitas. A cada 28 dias, fêmeas de carrapatos (Rhipicephalus (Boophilus) microplus) com tamanho acima de 4 mm foram quantificadas nos dois lados do corpo de cada animal, bem como os nódulos com larvas de Dermatobia hominis. A espessura da capa do pelame foi também avaliada a cada coleta e os animais foram classificados quanto à coloração do pelame. Os animais da raça Crioula Lageana foram mais resistentes às infestações por D. hominis e R. microplus. Não houve diferença entre a disposição de carrapatos e bernes conforme os lados direito e esquerdo dos animais. Os animais de pelagem escura albergaram a maior porcentagem de ectoparasitas nos grupos avaliados.

TICK INNATE IMMUNITY

Ticks are blood feeding parasites transmitting a wide variety of pathogens to their vertebrate hosts. The vector competence of ticks is tightly linked with their immune system. Despite its importance, our knowledge of tick innate immunity is still inadequate and the limited number of sufficiently characterized immune molecules and cellular reactions are dispersed across numerous tick species. The phagocytosis of microbes by tick hemocytes seems to be coupled with a primitive complement-like system, which possibly involves self/nonself recognition by fibrinogen-related lectins and the action of thioester-containing proteins. Ticks do not seem to possess a pro-phenoloxidase system leading to melanization and also coagulation of tick hemolymph has not been experimentally proven. They are capable of defending themselves against microbial infection with a variety of antimicrobial peptides comprising lysozymes, defensins and molecules not found in other invertebrates. Virtually nothing is known about the signaling cascades involved in the regulation of tick antimicrobial immune responses. Midgut immunity is apparently the decisive factor of tick vector competence. The gut content is a hostile environment for ingested microbes, which is mainly due to the antimicrobial activity of hemoglobin fragments generated by the digestion of the host blood as well as other antimicrobial peptides. Reactive oxygen species possibly also play an important role in the tick-pathogen interaction. The recent release of the Ixodes scapularis genome and the feasibility of RNA interference in ticks promise imminent and substantial progress in tick innate immunity research.

Clonagem, caracterização e expressão de cDNAs similares a calreticulina e paramiosina isolados de glândula salivar do carrapato Boophilus microplus (Canestrini, 1887)

O carrapato Boophilus microplus é um dos mais importantes ectoparasitas dos rebanhos bovinos, estando em todas as áreas tropicais e subtropicais entre o paralelo 32 °N e 32 °S, abrangendo regiões que se dedicam à pecuária na América, África, Ásia e Oceania. O controle do carrapato B. microplus é realizado principalmente com o uso de acaricidas, entretanto devido a crescente preocupação com os problemas criados pela poluição química do ambiente, ao alto custo e toxicidade das drogas e ao aparecimento de carrapatos resistentes aos acaricidas, alternativas para o controle do B. microplus devem ser encontradas. A sobrevivência dos carrapatos depende grandemente da sua capacidade de evadir o sistema imunológico dos hospedeiros, portanto antígenos da glândula salivar poderiam ser alvos para intervenção imunoprofilática. Neste trabalho foram isolados cDNAs não previamente descritos correspondentes a antígenos presentes na glândula salivar. cDNAs que codificam para proteínas similares a paramiosina e calreticulina foram seqüenciados, expressos em Escherichia coli e as proteínas recombinantes purificadas, tendo sido produzidos soros policlonais contra as proteínas recombinantes em coelhos. As seqüências foram caracterizadas e alinhamentos múltiplos com outras seqüências foram determinados. O gene da calreticulina mostrou ser expresso em todos os estágios e tecidos testados, tanto em experimentos de RT-PCR quanto de Western blot, tendo sido demonstrado também a sua secreção pela saliva. Análise filogenética indica o agrupamento do gene de B. microplus com seqüências de outros artrópodos. Soros de bovinos infestados não reconhecem a calreticulina recombinante, apesar dela ser reconhecida pelo soro de cães infestados pelo carrapato Rhippicephalus sanguineus. A paramiosina mostrou-se, em ensaios de Western blot, também estar presente em todos os estágios testados, porém não na saliva. A paramiosina recombinante foi capaz de ligar colágeno e IgGs. Ambas as proteínas correspondem a proteínas multi-funcionais possivelmente envolvidas na imunomodulação do hospedeiro, tendo sido sugeridas como imunógenos protetores contra outros parasitas.

Clonagem e caracterização parcial de cDNA de glândula salivar de Boophilus microplus (Acari:Ixodidae) similar a glutationa s-transferase

O carrapato Boophilus microplus é um ectoparasita hematófago de bovino que causa sérias perdas econômicas. Estudos para o desenvolvimento de formas alternativas de controle do carrapato tem sido realizados para diminuir ou substituir a aplicação de agentes químicos, que contaminam o ambiente, os derivados da carne, além dos problemas de resistência das gerações de carrapatos aos acaricidas. As vacinas são uma forma alternativa de controle do carrapato. As enzimas glutationa S-transferase (GSTs) são alvo potencial para intervenção imunológica contra alguns parasitas. Este trabalho teve como objetivo isolar e caracterizar parcialmente um cDNA de B. microplus similar a GST da classe Mu. O clone SG2 foi isolado dentre aproximadamente 8 x 103 pfu de fagos recombinantes de uma biblioteca de cDNA de glândula salivar de partenógina, sondada com anti-soro de coelho contra glândula salivar. O clone SG2 contendo um inserto de 864 pb teve sua seqüência determinada e a fase de leitura aberta corresponde a 220 amino ácidos. A análise desta seqüência indicou que o gene clonado codifica uma GST de B. microplus (BmGST) com um motivo altamente conservado entre os resíduos 60 e 68 que compreende o sítio de ligação a glutationa (GSH) e outro motivo SLAILRYL, centrado no resíduo 78 da seqüência. No alinhamento múltiplo da AgSG2 com outras GSTs foi observada uma similaridade de até 41% com GSTs da classe Mu de outros organismos e inclusive com outra GST da classe Mu isolada de larva de B. microplus (HE et al., 1999). A proteína recombinante AgSG2 purificada apresentou atividade enzimática contra o substrato cromogênico CDNB. Ensaios de atividade enzimática com extratos de tecidos, secreções e excreções foram realizados para verificar a presença de GST. Ensaios de RT-PCR com tecidos de B. microplus indicaram que os sítios de síntese de BmGST são glândulas salivares e intestino de partenógina e teleógina.

Purificação e caracterização da microfilina, o segundo inibidor de trombina da saliva do carrapato Boophilus microplus

A saliva do carrapato bovino Boophilus microplus contém dois inibidores de trombina: o BmAP e a microfilina. Este trabalho apresenta a purificação e a caracterização deste último anticoagulante. A microfilina foi purificada da saliva por cromatografia de gel filtração, ultrafiltração em membrana de exclusão de 3 kDa e cromatografia de afinidade em trombina-Sepharose. A análise por espectrometria de massas mostrou uma massa molecular de 1770 Da. Com uma composição de 16 aminoácidos, a microfilina é o segundo menor inibidor peptídico de trombina já descrito. A microfilina inibe a fibrinocoagulação e a agregação plaquetária induzida por trombina com IC50 de 5 M. Como ela não inibe a atividade amidolítica da enzima sobre S2238, mas inibe a hidrólise de um substrato sintético longo que interage com o exosítio I da trombina, o mecanismo de ação proposto para a microfilina é o bloqueio do exosítio I da enzima. A microfilina é resistente à temperatura e não inibe a atividade amidolítica de fXa, plasmina, proteína C ativada, uroquinase, quimiotripsina e tripsina. O estudo mais detalhado da microfilina permitirá sua avaliação como antígeno contra o carrapato e/ou como droga antitrombótica.

Caracterização molecular e morfofisiológica de diferentes isolados do fungo entomopatogênico Metarhizium anisopliae e análise morfológica do processo de infecção em Boophilus microplus

A caracterização molecular e morfofisiológica de 28 isolados de Metarhizium ssp. foi avaliada por análises de seqüências do espaçador transcrito interno (ITS1 e ITS2), presença de elementos dsRNA e taxa de crescimento e esporulação em diferentes temperaturas e pH. A patogenicidade de 19 isolados do fungo entomopatogênico Metarhizium ssp. foi avaliada para fêmeas ingurgitadas do carrapato Boophilus microplus. As alterações cronológicas durante o processo de infecção Metarhizium anisopliae isolado E6 em B. microplus foi avaliada em detalhe por microscopia óptica e eletrônica de varredura e transmissão. O seqüenciamento do espaçador transcrito interno confirmou a identidade taxonômica dos isolados avaliados como M. anisopliae var. anisopliae ou M. anisopliae var. majus e mostrou que dois isolados (CG291 e CG423), previamente classificados como Metarhizium flavoviride, são pertencentes a M. anisopliae var. anisopliae. Os testes sobre a influência da temperatura e pH no desenvolvimento e esporulação dos isolados evidenciaram que a melhor temperatura de crescimento para a maioria desses foi 28oC e que o crescimento foi ótimo na faixa de pH entre 4 a 9. Os bioensaios mostraram que três isolados (C14, CG47 e CG97) foram altamente patogênicos para fêmeas ingurgitadas de B. microplus sendo tão virulentos quanto o isolado E6, previamente analisado, causando cerca de 90-100% de mortalidade ao 4o dia de infecção. Outros isolados foram menos virulentos ou não mostraram virulência para o carrapato. A presença de dsRNA foi avaliada em 28 isolados e detectada em 21 isolados. Vários padrões de dsRNA foram observados baseados no tamanho molecular analisado por eletroforese em gel de agarose. Nenhuma correlação foi observada entre a presença de dsRNA e a virulência do fungo. As observações microscópicas evidenciaram que o fungo M. anisopliae isolado E6 invade seu hospedeiro por penetração direta da cutícula, sendo que este processo envolveu as etapas de adesão e germinação dos conídios, formação do apressório e penetração do fungo na cutícula do hospedeiro. A adesão e germinação dos conídios na superfície da cutícula se iniciou após 24 h de infecção. Neste mesmo tempo, ocorreu diferenciação do apressório, estrutura que exerce a pressão mecânica durante o processo de penetração, sendo que este processo é facilitado pela ação de enzimas hidrolíticas secretadas pelo fungo. A penetração de algumas hifas ocorreu até 24 h após a infecção do fungo, embora, neste mesmo tempo de infecção, a maioria dos conídios ainda estivesse em processo de germinação. A penetração em massa do fungo foi observada 72 h após a infecção e, após 96 h, as hifas emergiram na superfície da cutícula para originarem novos conídios e assegurarem a perpetuação do fungo. A intensa invasão das hifas nos tecidos adjacentes confirmou a eficácia do isolado E6 na infecção do carrapato B. microplus.

Obtenção e avaliação da proteína BYC (Boophilus Yolk pro-Cathepsin) recombinante em uma vacina contra o carrapato Boophilus microplus

O carrapato Boophilus microplus é um ectoparasita hematófago que infesta os rebanhos bovinos de regiões tropicais e subtropicais, causando grande prejuízo à pecuária. O principal método de controle deste parasita baseia-se no uso de acaricidas, entretanto, o uso de vacinas tem sido estudado como um método de controle promissor. A Boophilus Yolk pro-Cathepsin (BYC) é uma aspártico proteinase presente no ovo do carrapato e envolvida na embriogênese que foi anteriormente testada como imunógeno vacinal. Neste estudo, o cDNA da BYC foi amplificado por PCR e clonado em dois vetores de expressão para produção de duas formas da proteína recombinante com cauda de histidina, rBYC e rBYC-Trx (fusionada com tioredoxina). As duas formas foram expressas em Escherichia coli na forma de corpúsculos de inclusão (CI) e comparadas quanto ao nível de expressão, solubilidade e rendimento na purificacão. Três agentes desnaturantes (N-lauroil sarcosina, hidrocloreto de guanidina e uréia) foram testados para solubilização dos CIs. Sarcosina foi o agente mais eficiente, solubilizando mais de 90 % de rBYC-Trx e rBYC. As duas proteínas recombinantes foram purificadas em cromatografia de afinidade por metal (Ni2+), sob condições desnaturantes. O rendimento na purificação da proteína solúvel foi de 84 % para r-BYC-Trx e 6 % para rBYC. As duas formas foram reconhecidas por soro de coelhos, camundongos e bovinos previamente imunizados com BYC nativa, demonstrando a existência de epítopos comuns entre a BYC nativa e as formas recombinantes expressas em E. coli. Para verificar o potencial vacinal da proteína recombinante, um grupo de bovinos Hereford foi imunizado com rBYC e desafiado com 20.000 larvas de B. microplus por animal. Os soros dos bovinos imunizados reconheceram a BYC nativa em ELISA e “Western blot”, com títulos entre 500 e 4.000. Os resultados do desafio mostraram uma proteção parcial contra a infestação, com 25 % de proteção global. O perfil de expressão de citocinas (IL-2, IL-4, IL-10, IFN-γ) foi verificado por RT-PCR, porém os resultados não permitiram identificar a polarização da resposta imune em Th1 ou Th2. Os resultados de imunoproteção obtidos com a BYC recombinante foram similares aos obtidos na imunização de bovinos com BYC nativa, indicando a possibilidade de uso da forma recombinante como imunógeno vacinal.

Sequential histopathology at the Rhipicephalus sanguineus tick feeding site on dogs and guinea pigs

The tick Rhipicephalus sanguineus is a very common parasite of dogs worldwide. Dogs seem unable to acquire resistance against this tick species, whereas guinea pigs demonstrate a very strong resistance following primary infestation. We studied the inflammatory reaction at the R. sanguineus tick feeding site on dogs and guinea pigs during primary and tertiary infestations at different time intervals after attachment. Biopsies were collected after 4, 24, 48 and 96 hours. Changes that were found in all experimental groups included a cone of cement around the mouthparts of the tick, epidermal hyperplasia, edema and inflammatory cell infiltration in the dermis directly underneath the tick attachment site. Dogs reacted to ticks mainly with neutrophils, particularly after repeated exposure. Mast cells and mononuclear leukocytes were also present. Guinea pigs reacted to R. sanguineus mainly with mononuclear cells, eosinophils and basophils. These cells were particularly numerous after repeated exposure to R. sanguineus. Our results suggest that basophils and eosinophils are involved in resistance of guinea pigs to R. sanguineus and that neutrophils in dogs have little effect against this tick species.

Antibody and blood leukocyte response in Rhipicephalus sanguineus (Latreille, 1806) tick-infested dogs and guinea pigs

The dog is considered to be the natural host of Rhipicephalus sanguineus and is unable to develop appreciable resistance even after repeated feedings. The guinea pig develops strong resistance after one infestation with adult ticks. Antibody (IgG) titres against tick salivary gland antigens (SGAs) and blood leukocyte numbers in dogs and guinea pigs undergoing experimental R. sanguineus tick infestations were measured to detect a possible correlation with susceptibility or resistance of hosts. Since infested dogs develop an immediate hypersensitivity reaction to R. sanguineus antigens, total and anti-R. sanguineus SGA IgE levels were also measured in this host species. IgG and IgE antibody levels were determined by an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) along three consecutive infestations of both hosts. Most dogs and guinea pigs displayed low IgG levels against R. sanguineus SGAs, though marked differences in individual response were observed. Although dog's total serum IgE levels increased significantly after infestations, no change in the amount of anti-salivary gland IgE was detected. Total and differential blood cell counts were determined in dogs and guinea pigs during primary and secondary infestation. In dogs, a tertiary infestation and a subsequent higher infestation level were also evaluated. Infested dogs did not display any alteration in blood leukocyte counts throughout the experiment. Guinea pigs, on the other hand, developed a significant basophilia during primary infestation which increased further during secondary infestation. These data reveal similarities and differences in the reactions of resistant and non-resistant hosts to ticks. They contribute for the understanding of such host-parasite relationships and will hopefully aid in the development of immune control of ticks. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Ticks' response to feeding on host immunized with glandular extracts of Rhipicephalus sanguineus females fed for 2, 4, and 6 days. I. Inactivity or early degeneration of salivary glands?

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Degenerative process and cell death in salivary glands of Rhipicephalus sanguineus (Latreille, 1806) (Acari: Ixodidae) semi-engorged female exposed to the acaricide permethrin

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)