Resumen de Advances in the epidemiology of leishmaniosis in animals and humans: genetic diversity of "Leishmania infantum", exposure to "Phlebotomus perniciosus" vector and coinfections with other pathogens

María Ortuño Gil

• español

  Las enfermedades vectoriales son cada vez más importantes y afectan a humanos y animales en todo el mundo. Esta tesis doctoral investiga aspectos epidemiológicos de la leishmaniosis y flebovirosis, transmitidas por flebotomos, y la babesiosis y hepatozoonosis, transmitidas por garrapatas, en perros, gatos, fauna silvestre y humanos del sur de España. El Capítulo 1 estudia la prevalencia, asociaciones y características clínicas de la infección por Leishmania infantum, Hepatozoon spp. y Babesia spp. en 212 gatos y 82 perros del sudeste de España. Se detectó ADN de L. infantum en perros (44%) y gatos (21%), Hepatozoon canis en perros (13%), y Babesia vogeli en un perro. Las especies de Hepatozoon fueron idénticas a las de fauna silvestre. El Capítulo 2 estima la prevalencia y asociaciones entre L. infantum, Hepatozoon spp. y Babesia spp. en 151 animales silvestres. Se encontró H. canis en zorros (91%) y garduñas (13%), Hepatozoon martis en garduñas (81%), gatos monteses (20%) y tejones (13%), Hepatozoon felis en gatos monteses (60%), Babesia vulpes en zorros (64%), Babesia sp. tipo A en tejones (58%) y Babesia sp. en gatos monteses (20%). Además, se detectó L. infantum en zorros (29%), garduñas (13%), tejones (8%) y uno de tres meloncillos. Por primera vez, se detectó H. martis en tejones y gatos monteses y H. canis en garduñas a nivel mundial, y Babesia sp. en gatos monteses en España. También detectamos Sarcocystis sp. en una gineta y Cytauxzoon sp. en un gato montés. La fauna silvestre infectada por L. infantum fue más propensa a infectarse con Hepatozoon y Babesia. El Capítulo 3 investiga por primera vez el grado de exposición de humanos hemodonantes al vector Phlebotomus perniciosus midiendo su respuesta serológica al homogenado de glándulas salivares (SGH) de flebotomos y a la proteína recombinante rSP03B, así como la prevalencia y asociaciones entre L. infantum y los flebovirus Toscana y Sicilia. Entre los 692 hemodonantes analizados, las seroprevalencias frente a virus Toscana, virus Sicilia y L. infantum fueron 26%, 0% y 1%, respectivamente, y la prevalencia de PCR-L. infantum fue 2%. El 98% de hemodonantes presentaron anticuerpos frente a SGH y/o rSP03B, pero la correlación en la densidad óptica de estos antígenos fue relativamente baja (?=0.39). Los anticuerpos frente a SGH estaban asociados a la infección por L. infantum y Toscana, pero no así la rSP03B, cuestionando su valor como marcador diagnostico en humanos. El Capítulo 4 analiza la diversidad genética de L. infantum en 38 humanos, 58 animales silvestres y 15 perros analizando la variabilidad del ADN del kinetoplasto y la región ITS2 mediante análisis de polimorfismos de nucleótidos simples (SNP) y polimorfismos en la longitud de los fragmentos de restricción (RFLP). El análisis de secuencias ITS2 indicó que las muestras eran L. infantum excepto un paciente ecuatoriano con L. panamensis. La variabilidad en secuencias ITS2-L. infantum fue baja. Por el contrario, el análisis de secuencias kDNA-L. infantum reveló 11 genotipos-SNP (variabilidad nucleotídica hasta 4.3%) y 4 genotipos-RFLP incluyendo los genotipos B, F y los nuevamente descritos S y T. Ambos métodos agruparon las variantes como predominantes o exclusivas de humanos, perros, fauna silvestre o comunes. Los resultados sugieren que L. infantum puede presentar distintos ciclos de transmisión independientes y simultáneos. El trabajo llevado a cabo para esta tesis doctoral contribuye a la comprensión de la exposición a flebotomos y de la prevalencia, transmisión y susceptibilidad de patógenos transmitidos por flebotomos y garrapatas en humanos, animales domésticos y fauna silvestre del sur de España y otras áreas donde estos patógenos están presentes, y enfatiza la importancia de un enfoque global y de “Una sola salud” para investigar y controlar estas infecciones

• English

  Vector-borne infections are increasingly important and affect humans and animals worldwide. This PhD dissertation investigates several epidemiological aspects of sandfly-borne leishmaniosis and phlebovirosis, and tick-borne babesiosis and hepatozoonosis infections in dogs, cats, wildlife and humans in southern Spain. Chapter 1 studies the prevalence, associations and clinical features of Leishmania infantum, Hepatozoon spp. and Babesia spp. infections in 212 cats and 82 dogs from southeast Spain. Leishmania infantum DNA was detected in 44% of dogs and 21% of cats, Hepatozoon felis in 25% of cats, Hepatozoon canis in 13% of dogs, and Babesia vogeli in one dog. Hepatozoon spp. were identical to those found in wildlife. Chapter 2 estimates the prevalence and associations between L. infantum, Hepatozoon spp. and Babesia spp. in 151 wild animals. Results showed the presence of H. canis in foxes (91%) and beech martens (13%), Hepatozoon martis in beech martens (81%), wildcats (20%) and badgers (13%), H. felis in wild cats (60%), Babesia vulpes in foxes (64%), Babesia sp. type A closely related to B. vulpes, was detected in 58% badgers and Babesia sp. in 20% wildcats. Moreover, L. infantum infection was found in 29% foxes, 13% beech martens, 8% badgers and 1 of 3 Egyptian mongooses. It is the first report worldwide of H. martis in badgers and wildcats and H. canis in beech martens, and the first report in Spain of Babesia sp. in wildcats. We also detected Sarcocystis sp. in one genet and Cytauxzoon sp. in a wild cat. Leishmania infantum infected wildlife were more likely to be also infected with the apicomplexans Hepatozoon and Babesia spp. Chapter 3 presents a study investigating for the first time the degree of exposure of human blood donors to the vector Phlebotomus perniciosus by measuring their serological response to sandfly salivary gland homogenate (SGH) and recombinant protein rSP03B, and the prevalence and associations between L. infantum and Toscana and Sicilian phleboviruses. Among the 692 blood donors analysed, Toscana virus, Sicilian virus and L. infantum seroprevalences were 26%, 0% and 1%, respectively, and L. infantum-PCR prevalence was 2%. The percentage of donors with antibodies to SGH and/or rSP03B was 98%, but the correlation in the antibody optical densities to these antigens was relatively low (? = 0.39). The antibody response against SGH was associated to L. infantum and Toscana virus infections, but this was not the case for rSP03B, questioning its value as a diagnostic marker in humans. Finally, Chapter 4 analyses the genetic diversity of L. infantum in 38 humans, 58 wild animals and 15 dogs by analysing variability in kinetoplast and ITS2 DNA sequences by single nucleotide polymorphism (SNP) and restriction fragment length polymorphism (RFLP) analyses. Analysis of ITS2 sequences indicated that all samples were L. infantum except one L. panamensis from an Ecuadorian patient. Variability in L. infantum ITS2 sequences was low. In contrast, kDNA analysis of L. infantum sequences revealed 11 SNP-genotypes (nucleotide variability up to 4.3%) and four RFLP-genotypes including B, F and newly described S and T genotypes. Both methods similarly grouped parasites as predominantly or exclusively found in humans, in dogs, in wildlife or in all three of them. Results suggest that L. infantum might present several independent transmission cycles taking place simultaneously. The work carried out for this doctoral thesis contributes to our understanding of exposure to sand flies and the prevalence, transmission and susceptibility of sandfly and tick-borne pathogens in humans, domestic and wild animals in southern Spain and other areas where these pathogens are present, and emphasizes the importance of a global and One Health approach to the investigating and controlling these vector-borne infections