Rodents as potential reservoirs for Borrelia spp. in northern Chile / Roedores como potenciais reservatórios de Borrelia spp. no norte do Chile

Abstract Small mammals play an essential role in the transmission and maintenance cycles of Borrelia spirochetes. In Chile, recent studies have characterized novel Borrelia genotypes in ticks collected from small mammals, a fact that suggests these vertebrates are hosts for spirochetes from this genus. Considering this evidence, the goal of this study was to determine the presence of Borrelia DNA in small mammals inhabiting northern Chile. In winter of 2018, 58 small mammals were captured in five localities. Blood samples were collected from rodents and DNA was extracted to determine the presence of Borrelia DNA by PCR targeting the flaB gene and rrs-rrlA intergenic spacer (IGS). From three individuals (5%), belonging to two rodent species of Cricetidae family (Phyllotis xanthopygus and Oligoryzomys longicaudatus), we retrieved three flaB and two IGS Borrelia genotypes. Phylogenetic analyses performed with both Maximum Likelihood and Bayesian inferences showed that our sequences grouped with homologous genotypes from the relapsing fever and Lyme borreliosis groups. Our findings suggest that P. xanthopygus and O. longicaudatus rodents may play a role as reservoirs for borrelial spirochetes in Chile.

Resumo Pequenos mamíferos possuem um papel essencial na transmissão e manutenção de espiroquetas do gênero Borrelia. No Chile, estudos recentes têm descrito novos genótipos de Borrelia em carrapatos, parasitando pequenos mamíferos. Isso sugere que esses vertebrados podem atuar como possíveis reservatórios dessas espiroquetas. Considerando-se essa evidência, o objetivo deste estudo foi determinar a presença de DNA de Borrelia em pequenos mamíferos da região norte do Chile. Durante o inverno de 2018, 58 pequenos mamíferos foram capturados em cinco localidades. Amostras de sangue obtidas a partir dos indivíduos capturados foram submetidas à extração de DNA e ensaios de PCR, para a detecção de Borrelia spp. baseados no gene flaB e espaçador intergênico rrs-rrlA (IGS). A partir de três espécimes (5%) pertencentes a duas espécies de roedores da família Cricetidae (Phyllotis xanthopygus e Oligoryzomys longicaudatus) obtiveram-se três genótipos de Borrelia para o gene flaB e dois para IGS. Análises filogenéticas inferidas, usando-se os métodos Bayesiano e de Máxima Verossimilhança, indicaram que as sequências geradas neste estudo agrupam-se com borrelias do grupo da Febre Recorrente e Borreliose de Lyme. Os achados deste estudo sugerem que roedores P. xanthopygus e O. longicaudatus poderiam atuar como possíveis reservatórios para Borrelia spp. no Chile.

Hemoparasites in ticks of wild birds of Serra dos Órgãos National Park, state of Rio de Janeiro, Brazil / Hemoparasitos em carrapatos de aves silvestres do Parque Nacional da Serra dos Órgãos, estado do Rio de Janeiro, Brasil

Abstract The aim of this study is to detect the presence of tick-borne agents of genera Rickettsia, Borrelia, Babesia, Ehrlichia and Anaplasma in ticks collected from native wild birds in the state of Rio de Janeiro. Birds were captured and observed carefully to find the ectoparasites. DNA detection of hemoparasites was performed by means of the polymerase chain reaction (PCR). The sequences obtained were analyzed and their homologies were compared to the available isolates in the GenBank platform database. A total of 33 birds were captured from 20 different species, of which 14 were parasitized by Amblyomma longirostre (n = 22). There was absence of DNA from agents of the genera Babesia, Anaplasma and Ehrlichia in the evaluated samples. The phylogenetic analysis indicated that one sample had 100% identity with Rickettsia bellii (KJ534309), the other two samples showed 100% identity with Rickettsia sp. Aranha strain and strain AL (EU274654 and AY360216). The positive sample for R. bellii was also demonstrated to be positive for Borrelia sp., which presented a similarity of 91% with Borrelia turcica (KF422815). This is the first description of Borrelia sp. in ticks of the genus Amblyomma in South America.

Resumo Este trabalho teve como objetivo detectar evidências moleculares da presença de agentes dos gêneros Rickettsia, Borrelia, Babesia, Anaplasma e Ehrlichia transmitidos por carrapatos coletados de aves silvestres no estado do Rio de Janeiro. Aves foram capturadas e observadas cuidadosamente a procura de ectoparasitos. A detecção de DNA de hemoparasitos foi realizada por meio da reação em cadeia da polimerase (PCR). As sequências obtidas foram analisadas e sua homologia comparada aos isolados disponíveis na base de dados da plataforma GenBank. Foram capturadas 33 aves, de 20 espécies diferentes das quais 14 estavam parasitadas por Amblyomma longirostre (n = 22). Houve ausência de DNA de agentes dos gêneros Babesia, Anaplasma e Ehrlichia nas amostras avaliadas. A análise filogenética indicou que uma amostra apresentou 100% de identidade com Rickettsia bellii (KJ534309), as outras duas amostras apresentaram 100% de identidade com Rickettsia sp. cepa Aranha e Cepa AL (EU274654 e AY360216.). A amostra positiva para R. bellii também apresentou positividade para Borrelia sp. que apresentou similaridade de 91% com Borrelia turcica (KF422815). Esta é a primeira descrição de Borrelia sp. em carrapatos do gênero Amblyomma na América do Sul.

Morphological, molecular and phylogenetic characterization of Borrelia theileri in Rhipicephalus microplus / Caracterização morfológica, molecular e filogenética de Borrelia theileri em Rhipicephalus microplus

Abstract This study aimed to perform a morphological, molecular and phylogenetic characterization of Borrelia theileri obtained from infected Rhipicephalus microplus in Brazil. Fifty engorged R. microplus females from cattle in the municipality of Seropédica, Rio de Janeiro, were analyzed for spirochetes by hemolymph smear. Macerated eggs and positive ticks, as well as blood from the bovine infested by these ticks, were analyzed the glpQ, flaB and hpt genes by PCR. The PCR products were purified and sequenced for analysis and construction of a phylogenetic tree. Only 2% (1/50) of the ticks generated a positive result by both smear and PCR. The spiral forms (n = 50) had (media ± SD) a mean length of 19.17 ± 4.12 µm, diameter of 0.2935 ± 0.0469 and number of turns 8.44 ± 2.59. Sequence alignments of the three evaluated genes exhibited 98% similarity to B. theileri isolates, occurring in a clade highly related to B. theileri strain KAT. Egg maceration samples were positive for the three evaluated genes, whereas bovine blood was negative by PCR. This is the most detailed characterization of B. theileri in the Americas to-date, presenting morphological, molecular and phylogenetic data, including the transovarial transmission of the spirochete in the host tick.

Resumo O estudo teve como objetivo realizar a caracterização morfológica, molecular e filogenética de Borrelia theileri obtida de Rhipicephalus microplus naturalmente infectado em bovino no estado do Rio de Janeiro, Brasil. Um total de 50 fêmeas de R. microplus ingurgitadas foram analisadas para espiroquetas por meio de esfregaço de hemolinfa. Ovos macerados e carrapatos, assim como sangue de bovinos infectados por esses carrapatos, foram analisados os genes glpQ, flaB e hpt por PCR. Os produtos de PCR foram purificados e sequenciados para análise e construção de uma árvore filogenética. Apenas 2% (1/50) dos carrapatos geraram um resultado positivo tanto pelo esfregaço como pela PCR. As formas espirais (n = 50) apresentaram (média ± DP) comprimento médio de 19,17 ± 4,12, diâmetro de 0,2935 ± 0,0469 e número de voltas de 8,44 ± 2,59. Os alinhamentos das sequências dos três genes avaliados exibiram 98% de similaridade aos isolados de B. theileri, ocorrendo em um clado altamente relacionado à linhagem de B. theileri KAT. As amostras de maceração de ovos foram positivas para os três genes avaliados, enquanto o sangue bovino foi negativo pela PCR. Esta é a mais completa caracterização de B. theileri nas Américas, apresentando dados morfológicos, moleculares e filogenéticos, incluindo a transmissão transovarial da espiroqueta no carrapato hospedeiro.

Amplification of the flgE gene provides evidence for the existence of a Brazilian borreliosis / Amplificação do gene flgE fornece evidência para a existência de uma borreliose brasileira

INTRODUCTION: The symptoms of Brazilian borreliosis resemble the clinical manifestations of Lyme disease (LD). However, there are differences between the two in terms of epidemiological and laboratory findings. Primers usually employed to diagnose LD have failed to detect Borrelia strains in Brazil. OBJECTIVE: We aimed to identify the Brazilian Borrelia using a conserved gene that synthesizes the flagellar hook (flgE) of Borrelia burgdorferi sensu lato. METHOD: Three patients presenting with erythema migrans and positive epidemiological histories were recruited for the study. Blood samples were collected, and the DNA was extracted by commercial kits. RESULTS: The gene flgE was amplified from DNA of all selected patients. Upon sequencing, these positive samples revealed 99% homology to B. burgdorferi flgE. CONCLUSION: These results support the existence of borreliosis in Brazil. However, it is unclear whether this borreliosis is caused by a genetically modified B. burgdorferi sensu stricto or by a new species of Borrelia spp.

INTRODUÇÃO: Os sintomas da borreliose brasileira se assemelham às manifestações clínicas da Doença de Lyme (DL), porém, existem diferenças epidemiológicas e laboratoriais entre essas enfermidades. Primers normalmente utilizados para diagnosticar a DL não conseguiram detectar cepas de borrelia no Brasil. OBJETIVO: O objetivo desse trabalho foi identificar a borrelia brasileira usando um gene conservado que sintetiza o gancho flagelar (flgE) da Borrelia burgdorferi sensu lato. MÉTODO: Três pacientes com eritema migratório e epidemiologia positiva foram recrutados para o estudo. Amostras de sangue foram coletadas, e o DNA foi extraído por kits comerciais. RESULTADOS: O gene flgE foi amplificado a partir do DNA de todos os pacientes selecionados. Após o sequenciamento, essas amostras positivas revelaram homologia de 99% para B. burgdorferi. CONCLUSÃO: Estes resultados reforçam a existência de borreliose no Brasil. No entanto, não está claro se esta borreliose é causada por uma variante geneticamente modificada da B. burgdorferi sensu stricto ou por uma nova espécie de Borrelia spp.

Molecular epidemiology of Lyme disease spirochetes based on a probe complementary to ribosomal RNA

Lyme disease is caused by the spirochete, Borrelia burgdorferi, a bacteria which infects many vertebrates including humans. Borrelia have been isolated from many parts of the world, and there is interest to identify commun genetic markers to improve molecular methods of diagnosis, and to aid in understanding varied manifestations of the disease. A total of 48 Borrelia burgdorferi strains, including: 38 isolated from ticks (Ixodes dammini, I. persulcatus, I. ricinus and I. pacificus), 3 from animals (dog, bird and hamster), and 7 from human clinical cases (skin, CSF, plasma and blood) from different geographic areas, were studied by DNA/DNA hybridization and rRNA gene restriction patterns by using a biotinylated pKK3535 probe (Altewegg M., Mayer L.W., 1989). The migration patterns of rRNA generestriction fragments after clevage by Hind III separate these strains into 5 ribotypes of Borrelia burgdorferi: Type I (38 American, 2 European strains); Type II (13 American strains); Type III (3 Asian and 1 European strains); Type IV (1 European and 2 Asian strains) and Type V (1 Asian strain). The use of ribotyping has provided and additional tool to investigate the diferences or commun patterns which cause various Lyme disease syndromes.