Published April 21, 2020 | Version v1
Publication Open

A new piroplasmid species infecting dogs: morphological and molecular characterization and pathogeny of Babesia negevi n. sp.

Description

Abstract Introduction Babesiosis is a protozoan tick-borne infection associated with anemia and life-threatening disease in humans, domestic and wildlife animals. Dogs are infected by at least six well-characterized Babesia spp. that cause clinical disease. Infection with a piroplasmid species was detected by light microscopy of stained blood smears from five sick dogs from Israel and prompted an investigation on the parasite's identity. Methods Genetic characterization of the piroplasmid was performed by PCR amplification of the 18S rRNA and the cytochrome c oxidase subunit 1 ( cox 1) genes, DNA sequencing and phylogenetic analysis. Four of the dogs were co-infected with Borrelia persica (Dschunkowsky, 1913), a relapsing fever spirochete transmitted by the argasid tick Ornithodoros tholozani Laboulbène & Mégnin. Co-infection of dogs with B. persica raised the possibility of transmission by O. tholozani and therefore, a piroplasmid PCR survey of ticks from this species was performed. Results The infected dogs presented with fever (4/5), anemia, thrombocytopenia (4/5) and icterus (3/5). Comparison of the 18S rRNA and cox 1 piroplasmid gene sequences revealed 99–100% identity between sequences amplified from different dogs and ticks. Phylogenetic trees demonstrated a previously undescribed species of Babesia belonging to the western group of Babesia ( sensu lato ) and closely related to the human pathogen Babesia duncani Conrad, Kjemtrup, Carreno, Thomford, Wainwright, Eberhard, Quick, Telfrom & Herwalt, 2006 while more moderately related to Babesia conradae Kjemtrup, Wainwright, Miller, Penzhorn & Carreno, 2006 which infects dogs. The piroplasm forms detected included tetrads (Maltese cross), merozoite and trophozoite stages whose average size was larger than stages of other canine Babesia spp. belonging to the Babesia ( s.l .) and B. gibsoni Patton, 1910, and smaller than other canine Babesia ( sensu stricto ) spp. Of 212 O. tholozani ticks surveyed, 11 (5.2%) harbored DNA of the new species of Babesia . Conclusions Babesia negevi n. sp. is described based on morphological and genetic characterization and phylogenetic analyses. The species is named after the Negev desert of southern Israel, where the first infected dog originated from. Despite co-infection in four dogs, the fifth dog had fatal disease attesting that B. negevi n. sp. infection requires clinical attention. Incriminating O. tholozani or another tick species as the vector of Babesia negevi n. sp., would require additional studies.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

مقدمة مجردة داء البابسيات هو عدوى تنتقل عن طريق القراد الأوليات المرتبطة بفقر الدم والأمراض التي تهدد الحياة في البشر والحيوانات الأليفة والحيوانات البرية. تصاب الكلاب بما لا يقل عن ستة أنواع مميزة من البابيزيا التي تسبب المرض السريري. تم اكتشاف العدوى بأنواع البيروبلازميد عن طريق الفحص المجهري الضوئي لمسحات الدم الملطخة من خمسة كلاب مريضة من إسرائيل ودفعت إلى إجراء تحقيق حول هوية الطفيلي. طرق تم إجراء التوصيف الوراثي للبيروبلازميد عن طريق تضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل للحمض النووي الريبوزي الريبوزي 18 ووحدة السيتوكروم سي أوكسيديز الفرعية 1 (COX 1) الجينات وتسلسل الحمض النووي والتحليل الوراثي. أصيب أربعة من الكلاب بشكل مشترك مع بوريليا بيرسيكا (Dschunkowsky، 1913)، وهي لولبية حمى ناكسة تنتقل عن طريق القراد الأرجاسيدي Ornithodoros tholozani Laboulbène & Mégnin. أثارت العدوى المشتركة للكلاب مع ب. بيرسيكا إمكانية انتقال العدوى بواسطة O. tholozani، وبالتالي، تم إجراء مسح تفاعل البوليميراز المتسلسل البيروبلازميدي للقراد من هذا النوع. النتائج جاءت الكلاب المصابة بالحمى (4/5) وفقر الدم وقلة الصفيحات (4/5) واليرقان (3/5). كشفت مقارنة تسلسلات جينات الحمض النووي الريبوزي الريبوزي الريبوزي 18s و cox 1 piroplasmid عن تطابق بنسبة 99-100 ٪ بين التسلسلات المتضخمة من الكلاب والقراد المختلفة. أظهرت الأشجار الوراثية جنسًا غير موصوف سابقًا من البابيزيا ينتمي إلى المجموعة الغربية من البابيزيا ( sensu lato ) ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بمسببات الأمراض البشرية Babesia duncani Conrad، Kjemtrup، Carreno، Thomford، Wainwright، Eberhard، Quick، Telfrom & Herwalt، 2006 بينما يرتبط ارتباطًا معتدلًا بـ Babesia conradae Kjemtrup، Wainwright، Miller، Penzhorn & Carreno، 2006 الذي يصيب الكلاب. تضمنت أشكال البيروبلازما المكتشفة مراحل رباعية (صليب مالطي) وميروزويت وتروفوزويت التي كان متوسط حجمها أكبر من مراحل الكلاب الأخرى بابيسيا spp. التي تنتمي إلى بابيسيا (s.l.) و B. gibsoni Patton، 1910، وأصغر من الكلاب الأخرى بابيسيا ( sensu stricto ) spp. من بين 212 O. tholozani ticks التي تم مسحها، كان 11 (5.2 ٪) يؤوي الحمض النووي للأنواع الجديدة من البابيزيا . الاستنتاجات تم وصف Babesia negevi n. sp. بناءً على التوصيف المورفولوجي والوراثي والتحليلات الوراثية. سمي هذا النوع على اسم صحراء النقب في جنوب إسرائيل، حيث نشأ أول كلب مصاب. على الرغم من العدوى المشتركة في أربعة كلاب، كان الكلب الخامس يعاني من مرض قاتل يشهد على أن عدوى B. negevi n. sp. تتطلب عناية سريرية. يتطلب تجريم O. tholozani أو أنواع أخرى من القراد كمتجه لـ Babesia negevi n. sp.، دراسات إضافية.

Translated Description (French)

Résumé Introduction La babésiose est une infection à protozoaires transmise par les tiques associée à l'anémie et à une maladie mortelle chez les humains, les animaux domestiques et les animaux sauvages. Les chiens sont infectés par au moins six Babesia spp. bien caractérisés qui provoquent une maladie clinique. L'infection par une espèce de piroplasmide a été détectée par microscopie optique de frottis sanguins tachés provenant de cinq chiens malades d'Israël et a déclenché une enquête sur l'identité du parasite. Méthodes La caractérisation génétique du piroplasmide a été réalisée par amplification PCR des gènes de l'ARNr 18S et de la sous-unité 1 de la cytochrome c oxydase ( COX 1), séquençage de l'ADN et analyse phylogénétique. Quatre des chiens ont été co-infectés par Borrelia persica (Dschunkowsky, 1913), un spirochète à fièvre récurrente transmis par la tique argasidée Ornithodoros tholozani Laboulbène & Mégnin. La co-infection des chiens avec B. persica a soulevé la possibilité de transmission par O. tholozani et, par conséquent, une étude par PCR des piroplasmides des tiques de cette espèce a été effectuée. Résultats Les chiens infectés présentaient de la fièvre (4/5), une anémie, une thrombocytopénie (4/5) et un ictère (3/5). La comparaison des séquences des gènes de l'ARNr 18S et du piroplasmide COX 1 a révélé une identité de 99 à 100 % entre les séquences amplifiées de différents chiens et tiques. Les arbres phylogénétiques ont démontré une espèce de Babesia non décrite auparavant appartenant au groupe occidental de Babesia ( sensu lato ) et étroitement liée à l'agent pathogène humain Babesia duncani Conrad, Kjemtrup, Carreno, Thomford, Wainwright, Eberhard, Quick, Telfrom & Herwalt, 2006, tandis que plus modérément liée à Babesia conradae Kjemtrup, Wainwright, Miller, Penzhorn & Carreno, 2006, qui infecte les chiens. Les formes de piroplasme détectées comprenaient des tétrades (croix de Malte), des stades de mérozoïte et de trophozoïte dont la taille moyenne était plus grande que les stades d'autres Babesia spp. canins appartenant à Babesia ( s.l.) et B. gibsoni Patton, 1910, et plus petite que les autres Babesia spp. canins ( sensu stricto ). Sur 212 tiques O. tholozani étudiées, 11 (5,2 %) portaient l'ADN de la nouvelle espèce de Babesia . Conclusions Babesia negevi n. sp. est décrit sur la base d'une caractérisation morphologique et génétique et d'analyses phylogénétiques. L'espèce tire son nom du désert du Néguev dans le sud d'Israël, d'où est originaire le premier chien infecté. Malgré la co-infection chez quatre chiens, le cinquième chien présentait une maladie mortelle attestant que l'infection à B. negevi n. sp. nécessitait une attention clinique. Incriminer O. tholozani ou une autre espèce de tique comme vecteur de Babesia negevi n. sp., nécessiterait des études supplémentaires.

Translated Description (Spanish)

Resumen Introducción La babesiosis es una infección protozoaria transmitida por garrapatas asociada con anemia y enfermedades potencialmente mortales en humanos, animales domésticos y animales silvestres. Los perros están infectados por al menos seis especies de Babesia bien caracterizadas que causan enfermedades clínicas. La infección con una especie de piroplásmido se detectó mediante microscopía óptica de frotis de sangre teñidos de cinco perros enfermos de Israel y provocó una investigación sobre la identidad del parásito. Métodos La caracterización genética del piroplásmido se realizó mediante amplificación por PCR del ARNr 18S y los genes de la subunidad 1 de la citocromo c oxidasa ( cox 1), secuenciación de ADN y análisis filogenético. Cuatro de los perros fueron coinfectados con Borrelia persica (Dschunkowsky, 1913), una espiroqueta de fiebre recurrente transmitida por la garrapata argásida Ornithodoros tholozani Laboulbène & Mégnin. La coinfección de perros con B. persica planteó la posibilidad de transmisión por O. tholozani y, por lo tanto, se realizó un estudio de PCR piroplásmica de garrapatas de esta especie. Resultados Los perros infectados presentaron fiebre (4/5), anemia, trombocitopenia (4/5) e ictericia (3/5). La comparación de las secuencias de ARNr 18S y del gen piroplásmido cox 1 reveló una identidad del 99-100% entre las secuencias amplificadas de diferentes perros y garrapatas. Los árboles filogenéticos demostraron una especie no descrita previamente de Babesia perteneciente al grupo occidental de Babesia ( sensu lato ) y estrechamente relacionada con el patógeno humano Babesia duncani Conrad, Kjemtrup, Carreno, Thomford, Wainwright, Eberhard, Quick, Telfrom y Herwalt, 2006, mientras que más moderadamente relacionada con Babesia conradae Kjemtrup, Wainwright, Miller, Penzhorn y Carreno, 2006 que infecta a los perros. Las formas de piroplasma detectadas incluían estadios de tétradas (cruz de Malta), merozoítos y trofozoítos cuyo tamaño medio era mayor que los estadios de otras Babesia spp. caninas pertenecientes a Babesia ( s.l.) y B. gibsoni Patton, 1910, y menor que otras Babesia spp caninas ( sensu stricto ). De 212 garrapatas O. tholozani encuestadas, 11 (5.2%) albergaban ADN de la nueva especie de Babesia . Conclusiones Babesia negevi n. sp. se describe en base a la caracterización morfológica y genética y a los análisis filogenéticos. La especie lleva el nombre del desierto de Negev, en el sur de Israel, donde se originó el primer perro infectado. A pesar de la coinfección en cuatro perros, el quinto perro tenía una enfermedad mortal que atestigua que la infección por B. negevi n. sp. requiere atención clínica. Incriminar a O. tholozani u otra especie de garrapata como vector de Babesia negevi n. sp., requeriría estudios adicionales.

Files

s13071-020-3995-5.pdf

Files (2.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:2ca144c07ab4754cad39afcbe8154acf
2.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نوع جديد من البيروبلازميد يصيب الكلاب: التوصيف المورفولوجي والجزيئي ومرض بابيسيا نيغيفي إن إس بي.
Translated title (French)
A new piroplasmid species infecting dogs : morphological and molecular characterization and pathogeny of Babesia negevi n. sp.
Translated title (Spanish)
Una nueva especie de piroplásmido que infecta a los perros: caracterización morfológica y molecular y patogenia de Babesia negevi n. sp.

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3016400627
DOI
10.1186/s13071-020-3995-5

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1964221725
  • https://openalex.org/W1988058432
  • https://openalex.org/W1994323735
  • https://openalex.org/W1998152054
  • https://openalex.org/W2001281157
  • https://openalex.org/W2006250248
  • https://openalex.org/W2012783678
  • https://openalex.org/W2016626157
  • https://openalex.org/W2050159846
  • https://openalex.org/W2052742167
  • https://openalex.org/W2058348896
  • https://openalex.org/W2062431588
  • https://openalex.org/W2094509729
  • https://openalex.org/W2100202589
  • https://openalex.org/W2117089016
  • https://openalex.org/W2128880918
  • https://openalex.org/W2136968611
  • https://openalex.org/W2137913153
  • https://openalex.org/W2156455636
  • https://openalex.org/W2197610072
  • https://openalex.org/W2294090530
  • https://openalex.org/W2344073728
  • https://openalex.org/W2549149332
  • https://openalex.org/W2560781220
  • https://openalex.org/W2570410575
  • https://openalex.org/W2619462810
  • https://openalex.org/W2794452510
  • https://openalex.org/W2799524357
  • https://openalex.org/W2911720456
  • https://openalex.org/W2925255285
  • https://openalex.org/W52334401