Analysis on the prokaryotic microbiome in females and embryonic cell cultures of Rhipicephalus sanguineus tropical and temperate lineages from two specific localities in Brazil

Abstract

Two lineages of Rhipicephalus sanguineus are known in Brazil: the temperate or southern and the tropical or northern populations. The distribution patterns of both lineages of R. sanguineus have epidemiological implications that can affect vectorial competence concerning Ehrlichia canis, the agent of canine monocytic ehrlichiosis. Intending to identify the microbiomes of both lineages and compare microorganisms in R. sanguineus, we used the 16S rRNA (V4-V5 region) gene-based metataxonomic approach, through NGS sequencing on the MiSeq Illumina platform. We selected specimens of females from the environment and samples of primary embryonic cell cultures, from both lineages, and this was the first study to investigate the prokaryotic microbiome in tick cell cultures. The results showed that many bacterial taxa detected in the samples were typical members of the host environment. A significant diversity of microorganisms in R. sanguineus females and in embryonic cell cultures from both lineages was found, with emphasis on the presence of Coxiella in all samples, albeit in different proportions. The Coxiella species present in the two lineages of ticks may be different and may have co-evolved with them, thus driving different patterns of interactions between ticks and the pathogens that they can harbor or transmit to vertebrate hosts.

Duas linhagens de Rhipicephalus sanguineus são conhecidas no Brasil: populações da linhagem temperada ou do sul, e tropical ou do norte. Os padrões de distribuição de ambas as linhagens de R. sanguineus têm implicações epidemiológicas, podendo afetar a competência vetorial de Ehrlichia canis, o agente etiológico da erliquiose monocítica canina. Com a intenção de identificar os microbiomas de ambas as linhagens e comparar microrganismos de R. sanguineus, foi utilizada a metataxonomia, baseada no gene 16S rRNA (região V4-V5), por meio do sequenciamento de nova geração na plataforma MiSeq Illumina. Foram selecionadas amostras de fêmeas do ambiente e cultivo primário de células embrionárias, considerando-se as duas linhagens conhecidas do Brasil. Este é o primeiro estudo que investiga o microbioma procariótico de células de cultura de carrapato. Os resultados mostram que muitos grupos de bactérias detectadas nas amostras são membros típicos do ambiente do hospedeiro. Uma diversidade significativa de microrganismos em fêmeas e cultura de células embrionárias nas duas linhagens de R. sanguineus foi encontrada, com ênfase na presença de Coxiella em todas as amostras, ainda que em diferentes proporções. Possivelmente, as espécies de Coxiella presentes nas duas linhagens de carrapatos são diferentes e co-evoluíram com essas linhagens, conduzindo a diferentes padrões de interação entre carrapatos e patógenos que podem abrigar ou transmitir aos hospedeiros vertebrados.