Serosurvey of Borrelia in dogs, horses, and humans exposed to ticks in a rural settlement of southern Brazil / Soroprevalência e fatores associados a Borrelia em cães, equinos e humanos expostos a carrapatos em um assentamento rural do sul do Brasil

Abstract The aims of the present study were to serosurvey dogs, horses, and humans highly exposed to tick bites for anti-Borrelia burgdorferi s.l. antibodies, identify tick species present, and determine risk factors associated with seropositivity in a rural settlement of Paraná State, southern Brazil. Eighty-seven residents were sampled, along with their 83 dogs and 18 horses, and individual questionnaires were administered. Immunofluorescence antibody test (IFAT) was performed on serum samples and positive samples were subjected to western blot (WB) analysis. Anti-B. burgdorferi antibodies were found in 4/87 (4.6%) humans, 26/83 (31.3%) dogs, and 7/18 (38.9%) horses by IFAT, with 4/4 humans also positive by WB. Ticks identified were mostly from dogs and included 45/67 Rhipicephalus sanguineus, 21/67 Amblyomma ovale, and 1/67 A. cajennense sensu lato. All (34/34) horse ticks were identified as A. cajennense s.l.. No significant association was found when age, gender, or presence of ticks was correlated to seropositivity to Borrelia sp. In conclusion, although anti-Borrelia antibodies have been found in dogs, horses and their owners from the rural settlement, the lack of isolation, molecular characterization, absence of competent vectors and the low specificity of the commercial WB kit used herein may have impaired risk factor analysis.

Resumo Os objetivos do presente estudo foram realizar um levantamento sorológico de cães, cavalos e humanos altamente expostos a picadas de carrapatos para anticorpos anti-B. burgdorferi s.l., identificar as espécies de carrapatos presentes, e determinar os fatores de risco associados a soropositividade em um assentamento rural do Estado do Paraná, sul do Brasil. Oitenta e sete residentes foram amostrados junto com seus respectivos 83 cães e 118 cavalos e questionários individuais foram aplicados. O teste de imunofluorescência indireta (IFI) foi realizado nas amostras sorológicas e as positivas foram submetidas a análise por western blot (WB). Anticorpos anti-B. burgdorferi foram detectados em 4/87 (4,6%) humanos, 26/83 (31,3%) cães e 7/18 (38,9%) cavalos pela IFI, com 4/4 humanos também positivos pelo WB. Os carrapatos identificados foram em sua maioria de cães e incluíram 45/67 Rhipicephalus sanguineus, 21/67 Amblyomma ovale e 1/67 A. cajennense sensu lato. Todos (34/34) carrapatos dos cavalos foram identificados como A. cajennense s.l.. Não foram observadas diferenças estatísticas entre idade, sexo ou presença de carrapatos e soropositividade para Borrelia sp. Em conclusão, embora anticorpos anti-Borrelia tenham sido encontrados em cães, equinos e seus proprietários do assentamento rural, a ausência de isolamento, caracterização molecular, ausência de vetores competentes e baixa especificidade do kit comercial de WB utilizado podem ter limitado a análise de fatores de risco.

Serosurvey of tick-borne pathogens in dogs from urban and rural areas from Parana State, Brazil / Avaliação sorológica de patógenos transmitidos por carrapatos em cães urbanos e rurais do estado do Paraná, Brasil

Considering the zoonotic potential of tick-borne disease (TBD) agents and the fact that dogs may act as sentinels for human infection, the aim of the present study was to determine the seroprevalence of TBD agents and risk factors for exposure in two different canine populations from Parana State, Southern Brazil. A total of 138 dog serum samples from urban (UA) (n=68) and rural (RA) (n=70) areas were tested with commercial ELISA rapid test forAnaplasma phagocytophilum, Ehrlichia canisand Borrelia burgdorferi antibodies and indirect immunofluorescence assay (IFAT) for Babesia vogeli. An overall of 92∕138 (66.7%) dogs, being 62∕68 (91.2%) from UA and 30∕70 (42.9%) from RA, were seropositive for at least one TBD agent. From the total number of dogs, sixty-two were positive for E. canis (44.9%), 19 (13.8%) for A. phagocytophilum, and 64 (46.4%) for B. vogeli. Anti-B. burgdorferi antibodies were not detected. Dogs from UA showed a higher percentage of tick infestation (p = 0.0135) and were highly associated with seropositivity to E. canis (p = 0.000005), A. phagocytophilum (p = 0.0001), and B. vogeli (p = 0.0012). In summary, the findings indicate that dogs from urban areas present higher potential risk exposure to TBD pathogens than those from rural areas.

Considerando o potencial zoonótico das doenças transmitidas por carrapatos (DTCs) e que os cães podem atuar como sentinelas para infecções em humanos, os objetivos deste estudo foram determinar a soroprevalência de agentes das DTCs e fatores de risco para a exposição em duas diferentes populações caninas do Estado do Paraná, região Sul do Brasil. Um total de 138 amostras de soro de cães de área urbana (AU) (n = 68) e rural (AR) (n = 70) foram testadas utilizando um teste de ELISA comercial rápido para detecção de anticorpos contra Anaplasma phagocytophilum, Ehrlichia canis e Borrelia burgdorferi e imunofluorescência indireta (IFI) para Babesia vogeli. Um total de 92∕138 (66,7%) cães, sendo 62∕68 (91,2%) da AU e 30∕70 (42,9%) da AR, foram soropositivos para pelo menos um agente. Do número total de amostras, sessenta e duas (44,9%) foram positivas para E. canis, 19 (13,8%) para A. phagocytophilum e 64 (46,4%) para B. canis vogeli. Anticorpos anti-B. burgdorferi não foram detectados. Os cães da AU apresentaram o maior percentual de infestação por carrapatos (p = 0,0135) e foram altamente associados com a positividade para E. canis (p = 0,000005), A. phagocytophilum (p = 0,0001) e B. vogeli (p = 0,0012). Em resumo, nossos achados indicam que cães de áreas urbanas têm um maior risco potencial de exposição a agentes patogênicos das DTCs comparados aos das áreas rurais.

Study of infection by Rickettsiae of the spotted fever group in humans and ticks in an urban park located in the City of Londrina, State of Paraná, Brazil / Estudo da infecção por Rickettsias do grupo da febre maculosa em humanos e carrapatos de um parque urbano na Cidade de Londrina, Estado do Paraná

INTRODUCTION: Spotted fevers are emerging zoonoses caused by Rickettsia species in the spotted fever group (SFG). Rickettsia rickettsii is the main etiologic agent of Brazilian spotted fever (BSF) and it is transmitted by Amblyomma spp. ticks. METHODS: The study aimed to investigate SFG rickettsiae in the Arthur Thomas Municipal Park in Londrina, PR, by collecting free-living ticks and ticks from capybaras and blood samples from personnel working in these areas. Samples from A. dubitatum and A. cajennense were submitted for PCR in pools to analyze the Rickettsia spp. gltA (citrate synthase gene). RESULTS: All the pools analyzed were negative. Human sera were tested by indirect immunofluorescence assay with R. rickettsii and R. parkeri as antigens. Among the 34 sera analyzed, seven (20.6 percent) were reactive for R. rickettsii: four of these had endpoint titers equal to 64, 2 titers were 128 and 1 titer was 256. None of the samples were reactive for R. parkeri. An epidemiological questionnaire was applied to the park staff, but no statistically significant associations were identified. CONCLUSIONS: The serological studies suggest the presence of Rickettsiae related to SFG that could be infecting the human population studied; however, analysis of the ticks collected was unable to determine which species may be involved in transmission to humans.

INTRODUÇÃO: A febre maculosa é uma zoonose emergente causada por espécies de Rickettsia do grupo febre maculosa (GFM). Rickettsia rickettsii é o principal agente etiológico da febre maculosa brasileira (FMB) e é transmitida por Amblyomma spp. MÉTODOS: Com o objetivo de obter informações sobre GFM Rickettsiae no Parque Municipal Arthur Thomas em Londrina, PR, carrapatos de vida livre e de capivaras foram coletados, assim como amostras de sangue das pessoas que trabalham no parque. A. dubitatum e A. cajennense foram submetidos à PCR em pools para analises de Rickettsia spp. gltA (citrate synthase gene). RESULTADOS: Todos os pools de carrapatos analizados foram negativos. Soros de humanos foram testados pela imunofluorescência indireta com antigenos de R. rickettsii e R. parkeri. Entre os 34 soros analisados, 7 (20,6 por cento) foram positivos para R. rickettsii. Destes, quatro apresentaram títulos iguais a 64, dois iguais a 128 e um, igual a 256, mas nenhum soro reagiu com R. parkeri. Não houve nenhuma associação, estatisticamente significante, entre as variáveis analisadas no questionário epidemiológico fornecido às pessoas que participaram da pesquisa. CONCLUSÕES: Os estudos sorológicos sugerem a presença de alguma Rickettsiae relacionada ao GFM que poderiam estar infectando a população humana estudada. Entretanto, as análises dos carrapatos foram inconclusivas para determinar qual espécie poderia estar envolvida na transmissão para os humanos.

Serosurvey of antibodies against spotted fever group Rickettsia spp. in horse farms in Northern Paraná, Brazil / Soroprevalência de anticorpos contra Rickettsia spp. do grupo febre maculosa em equinos de haras no Norte do Paraná, Brasil

Brazilian spotted fever (BSF) is an emerging disease most likely caused by Rickettsia rickettsii. The objective of the present study was to estimate the seroprevalence of BSF rickettsia infections in equines from six horse farms located in Londrina County, Paraná, Southern Brazil. Six owners of horse farms situated in Cambé, Santa Fé, Guaraci and Londrina municipalities participated in the study. All farms were located in areas where BSF has not been reported. A total of 273 horses were sampled and their sera were tested by indirect Immunofluorescence assay (IFA) using R. rickettsii and R. parkeri antigens. Titers equal to and greater than 64 were considered positive. Of 273 sera tested, 15 (5.5 percent) reacted to R. rickettsii and 5 (1.8 percent) to R. parkeri. Five out of the six farms studied revealed seropositive animals and seropositivity rate ranged from 0 to 13 percent. The titers ranged from 64 to 512, and four samples had a titer of 512. Nine animals reacted to R. rickettsii with titers four-fold higher than those for R. parkeri. These results suggest that horses in Northern Paraná may have been exposed to rickettsiae identical or closely related to R. rickettsii.

Febre Maculosa Brasileira (FMB) é uma doença emergente, sendo Rickettsia rickettsii o seu principal agente etiológico. O objetivo deste estudo foi determinar a soroprevalência de rickettsia do grupo da febre maculosa em equinos de seis haras localizados nos municípios de Cambé, Santa Fé, Guaraci e Londrina. As propriedades eram localizadas na região Norte do Paraná onde casos de FMB ainda não foram diagnosticados. Foram colhidas amostras de sangue de 273 equinos, e os soros foram testados pela RIFI, usando R. rickettsii e R. parkeri como antígenos, considerando-se como positivos títulos >64. Entre 273 soros, 15 (5,5 por cento) reagiram contra R. rickettsii e 5 (1,8 por cento) para R. parkeri. Cinco de seis haras estudados tinham animais reativos, e a taxa de sororreatividade variou de 0 a 13 por cento. Os títulos variaram de 64 para 512, e três amostras apresentaram título de 512. Nove animais reagiram para R. rickettsii com títulos quatro vezes maiores que para R. parkeri. Esses resultados sugerem que equinos no Norte do Estado do Paraná, Brasil, podem ter sido expostos a uma rickettsia idêntica ou muito próxima a R. rickettsii.

Induced immune response of Escherichia coli BL21 expressing recombinant MSP1a and MSP1b proteins of Anaplasma marginale

This work aims to evaluate the potential of immunization with E. coli BL21 expressing the recombinant rMSP1a and rMSP1b proteins of Anaplasma marginale. E. coli BL21 was transformed with recombinant plasmids pET102/msp1α and pET101/msp1β, and rMSP1a and rMSP1b were expressed after induction by IPTG. BALB/c mice were vaccinated with formolized BL21/rMSP1a and BL21/rMSP1b, and the production in mice sera of whole IgG was determined by ELISA. The mice immunized with BL21/rMSP1a showed a better humoral response for whole IgG when compared to the mice immunized with BL21/rMSP1b; these mice exhibited a small response after the second vaccination. Sera of mice immunized with BL21/rMSP1a reacted via western blot with BL21 and rMSP1a, with molecular masses varying from 70 to 105 kDa. Sera of mice immunized with BL21/rMSP1b reacted with BL21 and rMSP1b with a molecular mass of 100 kDa. These results demonstrate that BL21 containing rMSP1a and rMSP1b in the outer membrane were able to produce an immune response in mice, reinforcing its use in vaccine models against bovine anaplasmosis.

Esse trabalho avaliou o potencial de imunização de Escherichia coli BL21 expressando as proteínas recombinantes rMSP1a e rMSP1b de Anaplasma marginale. A E. coli BL21 foi transformada com os plasmídios recombinantes pET102/msp1α e pET101/msp1β e as proteínas rMSP1a e rMSP1b foram expressas após indução com IPTG. Camundongos BALB/c foram vacinados com BL21/rMSP1a e BL21/rMSP1b formolisadas, e a produção de IgG total foi determinada pelo teste de ELISA nos soros dos camundongos imunizados. Os camundongos imunizados com a BL21/rMSP1a mostraram uma melhor resposta humoral para IgG total, comparada à resposta apresentada pelos camundongos imunizados com BL21/rMSP1b; estes camundongos exibiram uma menor resposta após a segunda vacinação. Soros de camundongos imunizados BL21/rMSP1a reagiram pelo western blot com BL21 e rMSP1a, com massa molecular variando de 70 a 105 kDa. Soro de camundongos imunizados com BL21/rMSP1b reagiram com BL21 e rMSP1b com massa molecular de 100 kDa. Esses resultados demonstram que BL21 contendo rMSP1a e rMSP1b na membrana externa foram capazes de produzir resposta imune em camundongos, reforçando o seu uso em modelos de vacina contra a anaplasmose bovina.