Investigação da transmissão vertical e horizontal de Spiroplasma em carrapatos em condições de laboratório

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 13265 (2023) Citar este artigo

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Muitos artrópodes abrigam simbiontes bacterianos, que são mantidos por transmissão vertical e/ou horizontal. O espiroplasma é um dos simbiontes mais conhecidos de carrapatos e outros artrópodes. Ainda não está claro como as infecções por Spiroplasma se espalharam nas populações de carrapatos, apesar da sua alta prevalência em algumas espécies de carrapatos. Neste estudo, Ixodes ovatus, que foi relatado como portador de Spiroplasma ixodetis em altas frequências, foi examinado quanto ao seu potencial de transmissão vertical em condições experimentais. Em seguida, dois isolados de Spiroplasma derivado de carrapatos, S. ixodetis e Spiroplasma mirum, foram inoculados experimentalmente em colônias de Haemaphysalis longicornis livres de Spiroplasma e a presença de Spiroplasma em seus ovos e larvas foi testada. Nossos dados experimentais confirmaram que S. ixodetis foi transmitido aos ovos e larvas de maneira vertical no hospedeiro original I. ovatus. No segundo experimento, não houve diferença significativa no peso ingurgitado, peso dos ovos e taxa de eclosão entre os grupos inoculados com Spiroplasma e controle de H. longicornis. Isto sugeriu que a infecção por Spiroplasma não afeta a reprodução do carrapato. O DNA do espiroplasma foi detectado apenas nos ovos e larvas derivados de alguns indivíduos dos grupos inoculados com S. ixodetis. Isto demonstrou o potencial de transmissão horizontal entre diferentes espécies de carrapatos. Estas descobertas podem ajudar a compreender a dinâmica de transmissão do Spiroplasma na natureza e o seu mecanismo de adaptação para hospedar espécies de artrópodes.

Os carrapatos ixodídeos são ectoparasitas hematófagos de vertebrados com aproximadamente 700 espécies distribuídas em todo o mundo1. Eles servem como vetores para muitos patógenos e causam problemas significativos de saúde pública e veterinária global2,3. Os carrapatos ixodídeos fixam-se em seus hospedeiros por dias ou semanas enquanto se alimentam de sangue. Dependendo do número de hospedeiros que infestam durante seu ciclo de vida, eles são divididos em carrapatos de um, dois e três hospedeiros. Os carrapatos de um hospedeiro fixam-se a um único hospedeiro durante seu ciclo de vida, enquanto os carrapatos de dois e três hospedeiros abandonam o hospedeiro após a alimentação para a muda no ambiente entre os estágios 4,5,6,7,8.

O termo “simbiose” foi definido pela primeira vez em 1879 para descrever a condição em que diferentes espécies vivem juntas em estreita associação9. As relações simbióticas são importantes nos processos biológicos e nos sistemas ecológicos10. Na natureza, as relações simbióticas entre bactérias e artrópodes são bem conhecidas e têm sido extensivamente estudadas10. Os simbiontes utilizam estratégias de transmissão díspares para permitir a sua sobrevivência nos seus hospedeiros11. Alguns simbiontes como Wolbachia e Arsenophonus são transmitidos verticalmente em artrópodes hospedeiros12. Enquanto isso, outros utilizam rotas de transmissão horizontal, por exemplo, sendo adquiridos de coespecíficos ambientais ou infectados ou de outras espécies13,14. Em alguns casos, uma combinação de múltiplas rotas de infecção cria dinâmicas de transmissão complexas na natureza15,16. A forma de transmissão dominante dos endossimbiontes é a transmissão vertical, que ocorre principalmente da mãe para o filho17. Alguns simbiontes de insetos apresentam estratégias de transmissão especializadas, por exemplo, através de secreções parentais pós-oviposição .

Os membros do gênero Spiroplasma são bactérias helicoidais que não possuem paredes celulares. Estima-se que 5–10% dos artrópodes abrigam Spiroplasma como seus simbiontes . Muitas espécies de Spiroplasma mantêm a infecção em seus hospedeiros por meio de transmissão vertical21. Na Drosophila, o Spiroplasma utiliza maquinaria de captação da gema para entrar na linha germinativa para transmissão vertical22. Verificou-se recentemente que alguns destes espiroplasmas transmitidos verticalmente conferem proteção contra nematóides, vespas parasitóides e fungos aos seus hospedeiros21. Embora a transmissão vertical de Spiroplasma tenha sido confirmada em algumas espécies21, estudos filogenéticos relataram um agrupamento deficiente de Spiroplasma, inclusive da mesma espécie hospedeira. Isto sugere que a transmissão horizontal entre hosts não relacionados ocorre frequentemente21,23,24.