ABSTRACT
Abstract Background: Ehrlichia and Rickettsia are two major rickettsial genera transmitted by ticks that affect a number of wild and domestic animal species and human populations around the world. Objective: To design and validate a duplex PCR for Ehrlichia and Rickettsia in ticks. Methods: Assay validation included testing for sensitivity, specificity, reproducibility, and robustness of the PCR. The groEL and 23sr RNA genes were used for Ehrlichia and Rickettsia, respectively. Results: The limit of detection was one hundred gene copies per 50 μL of reaction for Ehrlichia spp, and one gene copy of Rickettsia per 50 μL of reaction. In general, the primers of the test only amplified in silico those bacterial agents for which they were originally designed, with the exception of the primers for Rickettsia that also amplified Methylocystis sp. The test was reproducible (intermediate precision) 96.7% of the times for both agents. The test was robust enough to tolerate concentration changes of all reagents with the exception of Taq DNA polymerase. Conclusions: The validation results indicated that this PCR is useful for detection in both bacterial genera and it is a good candidate for diagnostic validation.
Resumen Antecedentes: Ehrlichia spp. y Rickettsia spp. son dos de los principales géneros rickettsiales transmitidos por garrapatas que afectan a animales silvestres, domésticos y humanos alrededor del mundo. Objetivo: Diseñar y validar una prueba PCR dúplex para Ehrlichia y Rickettsia en garrapatas. Métodos: La validación de la prueba incluyó ensayos de sensibilidad, especificidad, reproducibilidad y robustez. En la PCR se usó groEL y ARNr 23S como genes blanco para Ehrlichia y Rickettsia, respectivamente. Resultados: El límite de detección fue de 100 copias del gen por 50 μL de reacción para Ehrlichia spp y una copia del gen de Rickettsia por 50 μL de reacción. En general, los cebadores de la prueba solo amplificaron in silico los agentes bacterianos para los cuales fueron originalmente diseñados, con la excepción de los cebadores de Rickettsia que también amplificaron Methylocystis sp. La prueba fue reproducible (precisión intermedia) en un 96.7% de las veces para ambos agentes. La prueba fue suficientemente robusta como para tolerar cambios de concentración de los diferentes reactivos, con excepción de la Taq DNA polimerasa. Conclusión: Los resultados de validación indican que la PCR es útil para detectar ambos géneros bacterianos y podria usarse para validación diagnostica.
Resumo Antecedentes: Ehrlichia e Rickettsia são dois dos principais gêneros de rickettsias transmitidos por carrapatos que infectam tanto animais selvagens quanto animais domésticos e até homens em todo o mundo. Objetivo: O objetivo principal foi elaborar e validar uma PCR duplex para Ehrlichia e Rickettsia em carrapatos. Métodos: A validação incluiu testes de sensibilidade, especificidade, reprodução e robustez. Para o PCR, utilizamos os genes groEl e 23Sr-RNA para Ehrlichia e Rickettsia, respectivamente. Resultados: O limite de detecção foi de 100 cópias de genes por 50 ml de reação para Erliquia spp e uma cópia de gene de Rickettsia por 50 ml de reação. Em geral, os iniciadores dos testes amplificaram em modelos computacionais os agentes bacterianos para os quais eles foram projetados, exceto os primers de Rickettsia que também amplificou Methylocystis sp. Os testes foram reproduzíveis (precisão intermediária) 96,7% para ambos os agentes e foram também robustos para tolerar mudanças de concentração em todos os reagentes, exceto o reagente Taq DNA polymerase. Conclusões: Os resultados da validação indicaram que o PCR é útil para detecção em ambos os gêneros bacterianos, portanto, um bom exame para validação diagnóstica.
ABSTRACT
Resumen Introducción. Las especies del complejo Amblyomma cajennense, potenciales vectores implicados en la transmisión de Rickettsia rickettsii en Centroamérica y Suramérica, presentan una amplia distribución geográfica en el neotrópico. En Colombia, todavía es incipiente el conocimiento sobre las especies de este complejo, su distribución y su ecología. Objetivo. Explorar la ecología del complejo A. cajennense en Colombia a partir del estudio de su selección de hábitat y la generación de modelos potenciales de distribución geográfica y climática. Materiales y métodos. Se utilizaron registros únicos de la presencia de estas garrapatas en el estudio de sus patrones de selección del hábitat, mediante el análisis factorial del nicho ecológico (Ecological Niche Factor Analysis, ENFA), y se construyeron modelos de distribución potencial con las metodologías MaxEnt y GARP. Resultados. El complejo A. cajennense se encontró en las cinco regiones naturales de Colombia, con 64,71 % de los registros procedentes de los departamentos de Antioquia, Cundinamarca y Huila. La selección del hábitat evidenció que estas garrapatas escogen preferentemente las áreas geográficas (ENFA: 96,03 %) según sus condiciones de índice de estabilidad térmica y de precipitación en el trimestre más seco del año. Los modelos de distribución potencial indicaron la idoneidad del hábitat en 31 a 51 % del área del país dependiendo del algoritmo empleado. Conclusiones. En Colombia, el complejo A. cajennense presenta una distribución muy influenciada por el comportamiento en la selección del hábitat climático, característica que facilitó la creación de modelos de distribución. En futuros estudios de campo, se podrían validar los modelos presentados; se requieren, además, otros estudios genéticos para la identificación de especies del complejo y el manejo de sus potenciales zonas de hibridación en el país.
Abstract Introduction: The species of the Amblyoma cajennense complex, potential vectors involved in the transmission of Rickettsia rickettsii in Central and South America, have a wide geographical distribution in the Neotropics. In Colombia, the knowledge about these species, their distribution, and many aspects of their ecology is still limited. Objective: To explore the ecology of A. cajennense complex in Colombia based on the study of its habitat selection, as well as the generation of potential geographic and climatic distribution models. Materials and methods: We used unique records of these ticks to study the selection patterns of the climatic habitat using the Ecological Niche Factor Analysis (ENFA), and we built distribution models using the MaxEnt and GARP algorithms. Results: The record of distributions showed that A. cajennense complex is present in all five natural regions of Colombia with 64.71% of the records found in the departments of Antioquia, Cundinamarca, and Huila. The analysis of their habitat selection showed that these ticks preferably select geographical areas (ENFA: 96.03%) according to the isothermality conditions and the precipitation of the driest quarter of the year. The potential distribution models indicated habitat suitability in 31 to 51% of the area of the country depending on the algorithm. Conclusions: The distribution of A. cajennense complex in Colombia is highly influenced by a climatebased habitat selection, a characteristic that favored the creation of distribution models. Field studies will allow the validation of the potential distribution models and further genetic studies will be required in the country to identify species within the complex and study their potential hybridization areas.
Subject(s)
Arthropod Vectors , Ticks , Climate , Ecosystem , EcologyABSTRACT
Las garrapatas revisten gran importancia en el campo biomédico por sus hábitos hematófagos y asociación con la transmisión de agentes patógenos a humanos y animales. El objetivo de esta investigación fue establecer las especies de garrapatas que parasitan perros en tres poblaciones del área rural del Caribe colombiano. Durante los meses de agosto y diciembre del año 2006 se realizó búsqueda activa de garrapatas sobre caninos domésticos de las localidades de El Campín, Sabanas del Potrero y Escobar Arriba, departamento de Sucre. Las garrapatas recolectadas fueron almacenadas en viales con etanol al 70% e identificadas empleando claves morfológicas de referencia para cada familia. Para la determinación de especie en la familia Argasidae se realizaron estimaciones morfométricas de estructuras externas. Se recolectaron 420 garrapatas a partir de 50 caninos infestados, de un total de 134 perros examinados, que corresponde a una tasa de infestación del 37,3%. Las garrapatas fueron identificadas como Rhipicephalus sanguineus, Rhipicephalus (Boophilus) microplus y Amblyomma ovale pertenecientes a la familia Ixodidae, y Ornithodoros (Alectorobius) puertoricensis de la familia Argasidae. La especie predominante fue R. sanguineus (92,1%) en los estados de larva, ninfa y adulto, seguida por larvas de O. puertoricensis, que fueron halladas en menor número sobre caninos de las tres localidades. Se registra, por primera vez en América, el parasitismo de O. puertoricensis sobre caninos domésticos y se confirma su presencia en Colombia.
Ticks are very important from the biomedical point of view, by their hematophagic activity and their role in the transmission of pathogenic microorganisms to man and animals. The main goal of this work was to establish the tick species parasiting dogs in three rural localities of the Colombian Caribbean. From August to December 2006, an active search of ticks on dogs was carried out in the localities of El Campín, Sabanas del Potrero and Escobar Arriba, department of Sucre. The collected ticks were preserved into eppendorf tubes with 70% ethanol, and identified using standard morphological keys for each family. Argasid species were determined by measuring external morphological characters. Of 134 examined dogs in the three localities, 50 were found infested by ticks, representing a infestation rate of 37,3%. A total of 420 ticks were collected from dogs and identified as Rhipicephalus sanguineus, Rhipicephalus (Boophilus) microplus, and Amblyomma ovale of the Ixodidae family, and Ornithodoros puertoricensis of the Argasidae family. R. sanguineus was the predominant species (92,1%) in the stages of larva, nymph and adult, following by O. puertoricensis larvae recorded in low numbers in the three regions sampled. The tick O. puertoricensis is recorded for the first time as ectoparasite of domestic dogs in America. Additionally, the presence of this tick species is confirmed in Colombia.