Implications of domestic dogs in the epidemiology of Rickettsia parkeri strain Atlantic rainforest and Rangelia vitalii in Southeastern Brazil / Implicações dos cães domésticos na epidemiologia da Rickettsia parkeri cepa Mata Atlântica e da Rangelia vitalii no Sudeste do Brasil

Abstract This study aimed to evaluate the occurrence of diseases transmitted by Amblyomma ovale in 61 dogs monitored for three years through collections of ticks and blood, interviews, telemetry and camera traps in three areas of Serra do Mar State Park, Brazil. Blood samples were used to investigate infection by Rangelia vitalii by real-time TaqMan PCR and Rickettsia parkeri by IIFA. The collected ticks were submitted to conventional PCR to investigate the presence of R. parkeri . These data were compared with the monitoring results and interviews with the owners. Dogs considered as companion presented a risk of infection by R. parkeri strain Mata Atlantica 5.4 times higher than those not considered as companion (p = 0.009). Dogs that had at least one A. ovale collected during the campaigns had a 10 times higher risk of infection by R. parkeri strain Mata Atlantica than those who did not (p = 0.009). One dog positive for R. vitalii by real-time TaqMan PCR was parasitized by A. ovale frequently during monitoring. Sequenced ompaA - positive DNA samples had 100% identity of R. parkeri strain Mata Atlantica clone As106. From the findings, it is urgent to control domestic dogs around rainforests to reduce zoonoses transmission.

Resumo A ocorrência de doenças transmitidas por Amblyomma ovale em 61 cães monitorados por três anos através de coletas de carrapatos, sangue, entrevistas, telemetria e armadilhas fotográficas foi avaliada em três áreas do Parque Estadual da Serra do Mar - SP. Amostras de sangue foram utilizadas para investigação de Rangelia vitalii através de PCR TaqMan em tempo real e Rickettsia parkeri através da RIFI. Carrapatos coletados foram submetidos à PCR convencional para investigação de R. parkeri . Estes dados foram comparados considerando os resultados do monitoramento e entrevistas. Cães de companhia apresentaram risco de infecção pela R. parkeri cepa Mata Atlântica 5,4 vezes maior que os não considerados como de companhia (p = 0,009). Cães que tiveram pelo menos um A. ovale coletado apresentaram risco de infecção por R. parkeri cepa Mata Atlântica 10 vezes maior do que aqueles que não tiveram (p = 0,009). Um cão positivo para R. vitalii através de PCR TaqMan em tempo real foi parasitado por A. ovale durante o monitoramento. Amostras positivas para o gene ompaA possuíam 100% de identidade do clone As106 de R. parkeri cepa de Mata Atlântica. Assim, é urgente o controle de cães na Mata Atlântica para redução dos riscos de zoonoses.

Molecular detection of vector borne pathogens in anemic and thrombocytopenic dogs in southern Brazil / Detecção molecular de patógenos transmitidos por vetores em cães anemicos e trombocitopenicos no Sul do Brasil

Abstract Arthropod-borne pathogens are medically important because of their ability to cause diseases in their hosts. The purpose of this study was to detect the occurrence of Ehrlichia spp., piroplasmids and Hepatozoon spp. in dogs with anemia and thrombocytopenia in southern Brazil. EDTA-whole blood was collected from 75 domestic dogs presenting anemia or/and thrombocytopenia from Guarapuava, state of Paraná, Brazil. DNA samples were subjected to conventional PCR assays for Ehrlichia spp. (dsb), piroplasmids (18S rRNA) and Hepatozoon spp. (18S rRNA), followed by sequencing and phylogenetic analyses. Among the 75 dogs, one (1.33%) was positive for Hepatozoon sp. and six (8%) were positive for piroplasmids in 18S rRNA cPCR assays. None of the dogs showed positive results in Ehrlichia spp.-cPCR targeting dsb gene. The phylogenetic analyses revealed that three piroplasm sequences were clustered with Rangellia vitalii, while one sequence was grouped with B. vogeli. The only sequence obtained from Hepatozoon spp.-PCR protocol was pooled with H. canis. Therefore, there is urgent need for differential molecular diagnosis of the two piroplasm species cited as etiological agents in clinical cases of canine hemoparasitic diseases, given the higher pathogenic potential of R. vitalii than of B. vogeli.

Resumo Agentes transmitidos por artrópodes têm grande importância na medicina veterinária devido à sua capacidade de causar doenças graves em seus hospedeiros. O presente estudo objetivou investigar a ocorrência de três patógenos transmitidos por vetores, Ehrlichia canis, Rangelia vitalii e Hepatozoon canis, em cães na região sul do Brasil. Foram coletadas amostras de sangue total de 75 cães domésticos que apresentavam anemia e/ou trombocitopenia, em Guarapuava, Paraná, Brasil. As amostras de DNA foram submetidas à técnica de PCR convencional para E. canis (dsb), piroplasmídeos (18S rRNA) e Hepatozoon spp. (18S rRNA), seguida de sequenciamento e análises filogenéticas. Das 75 amostras, uma (1,33%) foi positiva para Hepatozoon spp. e seis (8%) foram positivas para Babesia spp. Nenhuma amostra mostrou resultados positivos para Ehrlichia spp. utilizando a detecção pelo gene dsb. As análises filogenéticas revelaram que três sequências obtidas foram agrupadas no mesmo clado que R. vitalii , enquanto uma foi agrupada juntamente com B. vogeli. A única sequência obtida pelo protocolo de PCR para Hepatozoon spp. foi agrupada juntamente com H. canis. Assim, é justificada necessidade de diferenciação das espécies de piroplasmas, através do diagnóstico molecular, como agentes etiológicos nos casos clínicos de hemoparasitose canina, considerando o potencial patogênico de R. vitalii quando comparado à B. vogeli.

Clinical and hematological evaluation of Rangelia vitalii-naturally infected dogs in southeastern Brazil / Avaliação clínica e hematológica de cães naturalmente infectados por Rangelia vitalii no sudeste do Brasil

Abstract Rangelia vitalii, a tick-borne piroplasm that infects dogs, has been recently molecularly characterized in Brazil, Uruguay and Argentina. Studies on molecular characterization of these piroplasms in different Brazilian regions are scarce. The aim of this study was to evaluate clinical and hematological changes in dogs caused by R. vitalii in the mountainous region of the state of Rio de Janeiro. Blood samples from 36 dogs were evaluated for piroplasms and hematological disorders using light microscopy and molecular analysis. Blood samples from all the animals included in this study were confirmed to be positive for R. vitalii through genetic sequencing. Clinical signspresented by 24 of the 36 dogs of the study were evaluated during appointments or hospitalization within private practice. The most frequent clinical disorders in these dogs that were naturally infected with R. vitalii were fever, spontaneous cutaneous bleeding and diarrhea. Normochromic non-regenerative anemia and thrombocytopenia were the most common hematological disorders in these R. vitalii-positive dogs and therefore should be considered in hematological evaluations on suspected cases.

Resumo Rangelia vitalii, um piroplasma transmitido por carrapatos que infecta cães, foi sendo recentemente caracterizado molecularmente no Brasil, Uruguai e Argentina. Nas diferentes regiões brasileiras são escassos os estudos acerca da caracterização molecular destes piroplasmídeos. O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações clínicas e hematológicas em cães causadas por R. vitalii na região serrana do Rio de Janeiro. Amostras de sangue total de 36 cães foram examinadas quanto à presença de piroplasmas pela microscopia de luz, alterações hematológicas e análise molecular. Todos os cães do presente estudo foram positivos para R. vitalii através do sequenciamento genético. Dos 36 animais positivos para R. vitalii, 24 foram avaliados clinicamente. As alterações mais frequentemente observadas foram febre, sangramento cutâneo espontâneo e diarréia. Anemia normocítica normocrômica arregenerativa e trombocitopenia foram as alterações hematológicas mais observadas em cães positivos para R. vitalii, devendo ser consideradas na avaliação hematológica de cães suspeitos.

Rangeliosis: histopathological analysis, hematology and molecular detection of canine Rangelia vitalii in Rio Grande do Sul, Brazil / Rangeliose: achados anatomopatológicos, hematológicos e detecção molecular de Rangelia vitalii em cães no Rio Grande do Sul, Brasil

ABSTRACT: In the period from January 2004 to December 2015, 56 dogs were diagnosed with rangeliosis in the Setor de Patologia Veterinária at Universidade Federal do Rio Grande do Sul (SPV-UFRGS). The main hematological abnormalities were thrombocytopenia and anemia. The affected dogs showed signs of apathy, anorexia, fetid and bloody diarrhea, vomiting, and dehydration. At necropsy, the main changes were jaundice, splenomegaly, hepatomegaly, and lymphadenomegaly. Histological analyses revealed parasitophorous vacuoles of Rangelia vitalii in cytoplasmic endothelial cells, mainly in the heart, kidneys, lymph nodes, intestines, and pancreas. Inflammation characterized by mononuclear cells was predominant in the analysis, and most was due to the presence of plasma cells. Other lesion types observed were lymphoid hyperplasia, extramedullary hematopoiesis, erythrophagocytosis, and erythroid lineage hyperplasia in bone marrow. Of the total number of animals, 49 were diagnosed using necropsy and histological analysis, and seven were diagnosed using a molecular analysis (i.e., PCR and genetic sequencing of blood samples). This paper presented a different method of diagnosing rangeliosis in canines. This approach involved histological methods including the quantification and determination of the intensity and distribution of the infectious agent in different organs.

RESUMO: No período de janeiro de 2004 a dezembro de 2015, 56 caninos domésticos obtiveram o diagnóstico de rangeliose no Setor de Patologia Veterinária da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Os cães apresentaram sinais de apatia, anorexia, diarreia fétida e sanguinolenta, êmese e desidratação. As principais alterações hematológicas foram trombocitopenia e anemia. Na necropsia as principais alterações foram icterícia, esplenomegalia, hepatomegalia e linfadenomegalia. Na análise histológica observou-se vacúolos parasitóforos de Rangelia vitalii no citoplasma de células endoteliais, principalmente no coração, rins, linfonodos, intestinos e pâncreas. A inflamação mononuclear foi predominante na análise, sendo que a maioria deu-se pela presença de plasmócitos. Entre outras lesões frequentemente observadas estão hiperplasia linfoide, hematopoiese extramedular e eritrofagocitose, e hiperplasia de linhagem eritroide em medula óssea. Do total, 49 cães foram diagnosticados através de necropsia e análise histológica, e 7 animais através de análise molecular da PCR e sequenciamento genético de amostras de sangue. Este trabalho apresenta um diagnóstico diferencial de rangeliose em caninos, através do método histológico de quantificação e determinação de intensidade e distribuição do agente em diferentes órgãos.

Increased Cytokine and Nitric Oxide Levels in Serum of Dogs Experimentally Infected with Rangelia vitalii

This study aimed to measure the levels of interferon-gamma (IFN-gamma), tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha), interleukin 1 (IL-1), interleukin 6 (IL-6), and nitrite/nitrate (NOx) in serum of dogs experimentally infected with Rangelia vitalii. Twelve female mongrel dogs were divided into 2 groups; group A (uninfected controls) composed by healthy dogs (n=5) and group B consisting of dogs inoculated with R. vitalii (n=7). Animals were monitored by blood smear examinations, which showed intraerythrocytic forms of the parasite on day 5 post-infection (PI). Blood samples were collected through the jugular vein on days 0, 10, and 20 PI to determine the serum levels of IFN-gamma, TNF-alpha, IL-1, IL-6, and NOx. Cytokines were assessed by ELISA quantitative sandwich technique, and NOx was measured by the modified Griess method. Cytokine levels (IFN-gamma, TNF-alpha, IL-1, and IL-6) were increased (P<0.01) in serum of infected animals. Serum levels of NOx were also increased on days 10 PI (P<0.01) and 20 PI (P<0.05) in infected animals. Therefore, the infection with R. vitalii causes an increase in proinflammatory cytokines and nitric oxide content. These alterations may be associated with host immune protection against the parasite.

Detection and molecular characterization of piroplasms species from naturally infected dogs in southeast Brazil / Detecção e caracterização molecular de piroplasmas em cães naturalmente infectados no Sudeste do Brasil

Rangelia vitalii is a protozoon described from dogs in the south and southeast regions of Brazil. It is phylogenetically related to Babesia spp. that infects dogs, but data on this enigmatic parasite is still limited. The aim of this work was to detect piroplasm species in dogs in the state of Rio de Janeiro, Brazil, by 18S rRNA gene-based PCR assay, restriction fragment length polymorphism (RFLP) and sequence analyses. Of 103 dogs examined, seven (6.8%) were positive for Babesia spp. by PCR. The amplified products were digested by restriction enzymes to differentiate the Babesia species, and one sample was identified as Babesia vogeli. The pattern observed for the other six amplification products did not match with pattern described for large Babesia infecting dogs. Sequencing analysis confirmed these six samples as R. vitalii, with high homologies (99-100%) with a sequence from south Brazil. This study confirms the presence of Babesia vogeli and Rangelia vitalii circulate in domestic dogs in Teresópolis, Rio de Janeiro, Brazil.

Rangelia vitalii é um protozoário que infecta cães e foi descrito nas regiões Sul e Sudeste do Brasil. R. vitalii é filogeneticamente próxima à Babesia spp., mas dados deste misterioso parasito ainda são escassos. O objetivo deste trabalho foi detectar a presença de piroplasmas em cães naturalmente infectados no estado do Rio de Janeiro, através da amplificação do gene 18S rRNA pela PCR, clivagem com enzimas de restrição (RFLP) e caracterização genética através do sequenciamento. De 103 cães, sete (6,8%) foram positivos para Babesia spp. pela PCR. Os produtos amplificados foram digeridos por enzimas de restrição para a diferenciação das espécies de Babesia e uma amostra foi identificada como Babesia vogeli. O padrão de amplificação observado nas outras seis amostras não correspondeu ao padrão descrito para babesias que infectam cães. O sequenciamento das seis amostras confirmou ser uma espécie geneticamente idêntica a R. vitalii apresentando grande homologia (99-100%) com a sequência do sul do Brasil. Este estudo confirma a presença de Babesia vogeli e Rangelia vitalii infectando cães em Teresópolis, Rio de Janeiro, Brasil.

Patogênese e achados clínicos, hematológicos e anatomopatológicos da infecção por Rangelia vitalii em 35 cães (1985-2009) / Pathogenesis, clinical, hematological, and pathological aspects of Rangelia vitalii infection in 35 dogs (1985-2009)

A patogênese e os achados clínicos, hematológicos e anatomopatológicos da infecção natural pelo protozoário Rangelia vitalii (rangeliose canina) foram estudados em 35 cães que morreram em consequência dessa condição. Os resultados obtidos permitem o seguinte conjunto de conclusões: (1) causa doença hemolítica exclusivamente extravascular e de origem imunomediada; (2) cursa invariavelmente com algum grau de hemorragia à necropsia, mas nem sempre clinicamente perceptível; (3) os principais sinais que devem chamar a atenção para a suspeita clínica são anemia, icterícia e esplenomegalia; (4) o principal achado hematológico e que deve chamar a atenção para a suspeita clínica é a ocorrência de anemia com sinais de intensa regeneração eritroide; (5) os três principais diagnósticos diferenciais são leptospirose, babesiose e erliquiose monocitotrópica aguda; (6) a principal lesão observada é uma associação de hiperplasia linfoide com inflamação mononuclear, predominantemente plasmocitária, mas por vezes granulomatosa; (7) outras lesões frequentes são secundárias à marcada anemia regenerativa; (8) o agente etiológico pode ser facilmente encontrado, pois ocorre em grande quantidade na maioria dos tecidos, principalmente nos linfonodos, no baço, na medula óssea, no coração e nas tonsilas.

The pathogenesis, clinical, hematological and pathological features of the natural infection by the protozoan organism Rangelia vitalii (canine rangeliosis) was studied in 35 dogs that died due this condition. The results allow for the following set of conclusions on canine rangeliosis: (1) causes an exclusively extravascular immune mediated hemolysis; (2) is invariably associated with some degree of hemorrhage observed at necropsy, but no always clinically apparent; (3) the clinical signs that are the hallmark of the disease are anemia, icterus and splenomegaly; (4) the main hematological aspect that establishes a clinical suspect is the development of anemia with signs of intense erythroid regeneration; (5) the three main differential diagnosis are leptospirosis, babesiosis and e acute monocytotropic ehrlichiosis; (6) the main observed histopathological lesion is an association of lymphoid hyperplasia with mononuclear inflammatory reaction, predominantly plasmacytic, but occasionally granulomatous; (7) other frequently found lesions are secondary to a marked regenerative anemia; (8) large numbers of the etiologic agent can be easily demonstrate in most tissues, mainly in lymph nodes, spleen, bone marrow, heart, and tonsils.