The dynamics of energy metabolism in the tick embryo / A dinâmica do metabolismo energético em embriões de carrapato

Abstract The cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus is an ectoparasite capable of transmitting a large number of pathogens, causing considerable losses in the cattle industry, with substantial damage to livestock. Over the years, important stages of its life cycle, such as the embryo, have been largely ignored by researchers. Tick embryogenesis has been typically described as an energy-consuming process, sustaining cell proliferation, differentiation, and growth. During the embryonic stage of arthropods, there is mobilization of metabolites of maternal origin for the development of organs and tissues of the embryo. Glycogen resynthesis in late embryogenesis is considered as an effective indicator of embryonic integrity. In the cattle tick R.(B. (B.) microplus, glycogen resynthesis is sustained by protein degradation through the gluconeogenesis pathway at the end of the embryonic period. Despite recent advancements in research on tick energy metabolism at the molecular level, the dynamics of nutrient utilization during R. (B.) microplus embryogenesis is still poorly understood. The present review aims to describe the regulatory mechanisms of carbohydrate metabolism during maternal-zygotic transition and identify possible new targets for the development of novel drugs and other control measures against R. (B.) microplus infestations.

Resumo O carrapato bovino Rhipicephalus (B.) microplus é um ectoparasita capaz de transmitir diversos patógenos, sendo responsável por grandes perdas na pecuária pelos danos causados ao gado. Atualmente, muitos estudos têm negligenciado fases importantes do ciclo de vida deste parasita, como a fase embrionária. A embriogênese é classicamente descrita como um processo que demanda um consumo de energia, possibilitando a proliferação celular, diferenciação e crescimento. Além disso, em artrópodes, o estágio da embriogênese é caracterizado pela mobilização de metabolitos de origem materna para o desenvolvimento de novos tecidos e órgãos. A ressíntese de glicogênio no final da embriogênese tem sido descrita em diversas espécies de artrópodes, sendo considerada um indicador de integridade do embrião. No caso do R. (B.) microplus a ressíntese de glicogênio é sustentada pela degradação de proteínas durante a gliconeogênese, no terço final da embriogênese. Apesar dos recentes avanços, no estudo molecular e do metabolismo energético, os mecanismos envolvidos na dinâmica da utilização de diferentes substratos energéticos durante a embriogênese do carrapato R. (B.) microplus ainda é pouco entendido. Diante deste panorama, estudos que descrevam a regulação destes mecanismos e da associação do metabolismo de carboidratos com a transição materno zigótica, pode auxiliar na busca de novos alvos para o desenvolvimento de novos acaricidas e outras intervenções para o controle infestações de R. (B.) microplus.

Efecto de los extractos vegetales de Jatropha curcas y Anonna muricata sobre teleoginas de la garrapata común del ganado Ripichephalus (Boophilus) microplus bajo condiciones de laboratorio / Effect of plant extracts of jatropha curcas and Anonna muricata on engorged females of common cattle tick Ripichephalus (Boophilus) microplus under laboratory conditions / Efeito de extractos de plantas de Jatropha curcas e Anonna muricata em teleogines do carrapato gado comum Ripichephalus (Boophilus) microplus sob condições de laboratório

Resumen La garrapata común (Rhipicephalus (B.) microplus) del ganado es considerada el ectoparásito más importante en la ganadería. El uso repetitivo y tradicional de acaricidas comerciales se ha convertido en un serio problema en cuanto a la resistencia adquirida por esta garrapata. Por esta razón, el control biológico ha surgido como una alternativa prometedora en el control de este ectoparásito. En este estudio se evalúa el efecto de los extractos vegetales de dos plantas, J. curcas y A. muricata, sobre el índice de producción de huevos y la eficiencia reproductiva de R (B.) microplus bajo condiciones de laboratorio. Cada extracto fue evaluado a cinco concentraciones (entre 0.1 y 5%), usando controles negativo y positivo para su comparación. Ambas plantas mostraron actividad biológica, sin embargo, A. muricata tuvo un efecto mayor comparado con J. curcas, inclusive a concentraciones bajas (0,5 y 1 %). Por el contrario, J. curcas mostró solo un efecto moderado en concentraciones altas (5%). En conclusión, los resultados obtenidos en laboratorio indican que los extractos de A. muricata son promisorios para controlar la garrapata común del ganado.

Abstract Rhipicephalus (B.) microplus or common cattle tick is considered the most important ectoparasite of livestock. Traditional and repetitive control of this tick through the use of conventional products has become a serious problem regarding tick's resistance. For this reason, biological control has emerged as a very promising alternative to control this tick. In the present study, an experiment was designed to assess the effect of plant extracts of J. curcas y A. muricata on Production eggs Index (IPH) and estimated reproduction (ER) of R (B) microplus under laboratory conditions. Each plant extract was assessed in five different concentrations (between 0.1 and 5%); a positive and negative control was used for comparison. Both plants showed biological activity, however, A. muricata showed significantly effect on engorged females of the cattle tick compared with J. curcas, even at lower concentrations (0.5, and 1 %). In conclusion, the results obtained indicate that A. muricata's seed extracts are promissory to biocontrol the common cattle tick under laboratory conditions.

Resumo O carrapato comum (Rhipicephalus (B.) microplus) do gado é considerado o ectoparasita mais importante da pecuária. O uso repetitivo e tradicional de inseticidas comerciais se converteu em um sério problema quanto a resisitência adquirida por esse carrapato. Por essa razão, o controle biológico surgiu como uma alternativa promissora no controle deste ectoparasita. Esse estudo avalia o efeito dos extratos vegetais das plantas,J. curcas e A. muricata,sobre o índice de produção de ovos e a eficiência reprodutiva deR (B.) microplussegundo condições de laboratório. Cada extrato foi avaliado em 5 concentrações (entre 0,1 e 5%), usando controles negativo e positivo para sua comparação. Ambas as plantas mostraram atividade biológica, porém,A. muricatateve um efeito maior comparado comJ. curcas,inclusive as concentrações baixas (0,5 y 1 %). Pelo contrário,J. curcasmostrou só um efeito moderado nas concentrações altas (5%). Em conclusão, os resultados obtidos no laboratório indicam que os extratos deA. muricatasão promissores para controlar o carrapato comum do gado.

Co-transmission of the non-transmissible South African Babesia bovis S24 vaccine strain during mixed infection with a field isolate.

The South African Babesia bovis live blood vaccine, originating from a field isolate attenuated by 23 serial syringe passages in splenectomized calves, has lost the ability to infect the natural vector Rhipicephalus (Boophilus) microplus. In this study, infection with mixed parasites from the vaccine strain and a field isolate, resulted in transmission of both genotype populations. Comparing the field isolate and transmitted combination indicated no significant difference in their virulence, while challenge of vaccinated cattle with these isolates showed the ability of the vaccine to protect against both. Limiting dilution of the transmitted combination, followed by infection of splenectomized cattle (n=34) yielded no single infections for the vaccine strain genotype, seven clonal lines of the field isolate and one mixture of vaccine strain and field isolate. Only one of two field isolate clonal lines selected for vector transmission study was transmitted. Showing that B. bovis isolates can contain both tick transmissible and non-transmissible subpopulations. The findings of this study also indicate the probability of vaccine co-infection transmission occurring in the field, which may result in new genotype populations of B. bovis. However, the impact of this recombination with field isolates is considered negligible since a genotypically diverse population of B. bovis is already present in South Africa.

Rhipicephalus (Boophilus) microplus resistant to acaricides and ivermectin in cattle farms of Mexico / Rhipicephalus (Boophilus) microplus resistentes aos acaricidas e ivermectina nas fazendas de gado do México

Ticks and the diseases they transmit cause great economic losses to livestock in tropical countries. Non-chemical control alternatives include the use of resistant cattle breeds, biological control and vaccines. However, the most widely used method is the application of different chemical classes of acaricides and macrocyclic lactones. Populations of the cattle tick, Rhipicephalus (Boophilus) microplus, resistant to organophosphates (OP), synthetic pyrethroids (SP), amitraz and fipronil have been reported in Mexico. Macrocyclic lactones are the most sold antiparasitic drug in the Mexican veterinary market. Ivermectin-resistant populations of R. (B.) microplus have been reported in Brazil, Uruguay and especially in Mexico (Veracruz and Yucatan). Although ivermectin resistance levels in R. (B.) microplus from Mexico were generally low in most cases, some field populations of R. (B.) microplus exhibited high levels of ivermectin resistance. The CHPAT population showed a resistance ratio of 10.23 and 79.6 at lethal concentration of 50% and 99%, respectively. Many field populations of R. (B.) microplus are resistant to multiple classes of antiparasitic drugs, including organophosphates (chlorpyrifos, coumaphos and diazinon), pyrethroids (flumethrin, deltamethrin and cypermethrin), amitraz and ivermectin. This paper reports the current status of the resistance of R. (B.) microplus to acaricides, especially ivermectin, in Mexican cattle.

Carrapatos e as doenças por eles transmitidas causam grandes perdas econômicas ao gado dos países tropicais. Alternativas não-químicas incluem o uso de raças de gado que sejam resistentes, controle biológico e vacinas. No entanto, o método mais utilizado é a aplicação de diferentes classes químicas de acaricidas e lactonas macrocíclicas. Populações de piolhos de gado, Rhipicephalus (Boophilus) microplus, resistentes aos organofosfatos (OP), piretoides sintéticos (SP), amitraz e fipronil, foram descritas no México. Lactonas macrocíclicas são as drogas antiparasitárias mais vendidas no mercado veterinário mexicano. Populações de R. (B.) microplus resistentes à irvemectina foram relatadas no Brasil, Uruguai e especialmente no México (Veracruz e Yucatan). Embora os níveis de resistência à ivermectina no R. (B.) microplus do México tenha sido relativamente baixa, na maioria dos casos, algumas populações campestres de R. (B.) microplus mostraram altos níveis de resistência à ivermectina. A população CHPAT mostrou uma razão de resistência de 10,23 e 79,6 na concentração letal de 50% e 99%, respectivamente. Muitas populações campestres de R. (B.) microplus são resistentes a múltiplas classes de drogas antiparasitárias, incluindo organofosfatos (clorpirifós, coumafos e diazinon), piretoides (flumetrina, deltametrina e cipermetrina), amitraz e ivermectina. Este artigo relata o estado atual de resistência do R. (B.) microplus aos acaricidas, especialmente ivermectina, no gado mexicano.

Rhipicephalus (Boophilus) microplus (Acari: Ixodidae) as a parasite of pampas deer (Ozoctoceros bezoarticus) and cattle in Brazil's Central Pantanal / Rhipicephalus (Boophilus) microplus como parasita de veado-campeiro (Ozoctoceros bezoarticus) e do gado bovino no Pantanal Central do Brasil

In the Pantanal, domestic and wild animals share the same habitats; their parasites and environment interact in a complex and dynamic way. The Rhipicephalus (Boophilus) microplus is the most important cattle tick in Brazil. In the past two decades, some traditional management practices are being replaced with the aim of intensifying cattle production. Forested areas are being replaced by exotic pasture and ranch owners are replacing Nelore for European breeds. The pampas deer (Ozoctoceros bezoarticus) is a medium-sized cervid that occurs in grasslands of South America. Between December 2005 and January 2007, we captured and collected ticks from 15 pampas deer and 172 bovines. The abundance, intensity, and prevalence of ticks found in cattle were lower than those in pampas deer (p < 0.05), indicating that pampas deer is more susceptible than cattle. The high number of engorged females collected from pampas deer, their capacity to lay eggs, and the percentage of eclosion indicates that the pampas deer population in the Pantanal wetlands is sufficient to maintain the R. (B.) microplus, thus playing a important role in the transmission of ticks and tick-borne diseases. The recent deforestation to introduce Brachiaria sp. and European cattle needs to be carefully evaluated to prevent economic losses to the cattle industry and damage to the wildlife in Pantanal.

No Pantanal Brasileiro, onde animais domésticos e selvagens compartilham os mesmos habitats; hospedeiros, parasitas e ambientes encontram-se em interação complexa e dinâmica. Rhipicephalus (Boophilus) microplus é o carrapato bovino mais importante no Brasil. Nas últimas duas décadas práticas de manejo vem sendo substituídas com objetivo de aumentar a produtividade. Áreas de florestas estão sendo substituídas por pastagens exóticas e os produtores começam a utilizar raças européias no lugar do Nelore. O veado-campeiro é um cervídeo que ocorre em áreas de campo na América do sul. Entre dezembro de 2005 e janeiro de 2007, foram coletados carrapatos de 20 veados-campeiros e 172 bovinos. Os valores de abundância, intensidade parasitária e prevalência de carrapatos no gado foram menores que os valores encontrados no veado-campeiro (p < 0,05), indicando que o veado-campeiro é mais susceptível que o bovino. O elevado número de fêmeas ingurgitadas coletadas, sua capacidade de ovipor e o percentual de eclosão indicam que a população veado-campeiro na região de estudo é suficiente para manter o R. (B.) microplus, desta maneira participando na epidemiologia dos carrapatos e das doenças por eles transmitidas. O recente desmatamento, a introdução de Brachiaria sp. e do gado europeu precisam ser cuidadosamente avaliados, para prevenir perdas na industria do gado e vida selvagem.

Abordagem sobre o controle do carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus no sul do Rio Grande do Sul: [revisão] / Studies of the management of the tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus in southern Rio Grande do Sul, Brazil: [revision]

Na região sul do Rio Grande do Sul a infestação dos bovinos por Rhipicephalus (Boophilus) microplus ocorre, principalmente, entre os meses de outubro e abril, devido às condições climáticas. Além do conhecimento do ciclo biológico desse parasito, também é fundamental conhecer a epidemiologia, para estabelecer estratégias de controle. No Rio Grande do Sul, e também no Brasil, existem poucos estudos epidemiológicos a respeito da resistência aos acaricidas. Além disso, a grande área geográfica e a deficiência estrutural quanto ao uso e acesso a bancos de dados dificultam a obtenção de dados confiáveis. O presente estudo teve como objetivo realizar um inquérito abordando a percepção dos produtores da região sul do Rio Grande do Sul, quanto à identificação de populações de R. (B.) microplus difíceis de controlar com acaricidas e os fatores de risco para a seleção de populações de carrapatos resistentes. Para execução do trabalho foram coletados dados sobre o controle do carrapato de bovinos de corte, em 85 propriedades de sete municípios, localizados na região sul do Estado. Os resultados revelaram a existência de associação positiva entre a dificuldade de controlar o carrapato com os acaricidas e o grau de instrução do proprietário (até o ensino fundamental com OR=3,67 e p=0,01) e o número de aplicação de carrapaticida por ano (superior a 4 com OR=4,05 e p=0,006). Esses resultados indicam também que propriedades com mais de 100 bovinos de corte em criação extensiva, na região sul do rio Grande do Sul apresentam características que podem contribuir para uma maior vida útil dos carrapaticidas do que as verificadas em outras regiões do País.

In the southern region of Rio Grande do Sul, cattle become infested with Rhipicephalus (B.) microplus mainly between October and April due to the climatic conditions. In addition to knowing its life cycle, knowledge of parasite's epidemiology is essential to establish management strategies. Epidemiological studies on resistance to acaricides in Rio Grande do Sul as well as in the rest of Brazil are scarce. Moreover, the large geographical area and the structural deficiency with respect to the use and access to databases make reliable data difficult to obtain. The present study surveyed the perception by cattle breeders in the southern region of Rio Grande do Sul in regards of identification of R. (B.) microplus populations that are difficult to manage using acaricides, as well as the risk factors for the selection of resistant tick populations. Tick management data on beef cattle in 85 properties of seven municipalities were collected. The results revealed that the difficulty in tick management correlated positively with levels of education of the farm owners (up to elementary school, OR = 3.67 and p = 0.01) and with the yearly number of acaricide applications (over four, with OR = 4.05 and p= 0.006). These results also suggest that properties with more than 100 beef cattle under extensive farming conditions in the southern region of Rio Grande do Sul show characteristics that may contribute to longer acaricide lifetimes as compared to other regions in the Country.