Identification and dispersion of Leishmania infantum in South America's center-south region

Abstract

Resumo: Leishmaniose é uma zoonose causada por Leishmania Ross, 1903 protozoário que é transmitido aos hospedeiros vertebrados (mamíferos) por vetores (flebotomíneo). São doenças negligenciadas de grande importância em saúde pública e com ampla distribuição mundial. O presente trabalho teve por objetivo identificar a(s) espécie(s) de Leishmania responsável pela doença em cães, na região Extremo Oeste do estado do Paraná usando como ferramenta o marcador espaçador interno transcrito (ITS) e avaliar a dispersão de Leishmania (Leishmania) infantum na região Centro Sul da América do Sul com o uso de marcadores microssatélites. Após o isolamento do prasito em cães, estes foram analisados por Reação em Cadeia de Polimerase (PCR) usando como marcador o ITS. Todas as amostras de Leishmania foram identificadas como L. (L.) infantum. Para testar o poder de discriminação do marcador ITS, um total de 486 sequências de 13 espécies de Leishmania presentes no Novo Mundo, mais Leishmania donovani e L. (L.) infantum foram obtidas do Genbank, somadas aos nossos isolados de campo foram analisadas usando o método de agrupamento Neighbor-Joining. Nossos resultados sustentam que o marcador ITS foi capaz de discriminar dois grupos. O primeiro grupo inclui os complexos L. donovani e L. mexicana do subgênero Leishmania e no segundo grupo inclui todas as espécies do subgênero Viannia que se mostrou menos efetivo na separação das atuais espécies descritas no Novo Mundo. Os isolados do parasito obtidos na região oeste do Paraná agruparam-se no complexo L. donovani, entre L. donovani e L. (L.) infantum. Numa segunda etapa foram usados marcadores microssatélites que mostraram que na região oeste do Paraná circulam duas populações de L. (L.) infantum. A comparação com isolados provenientes de outros estados do Brasil e do Paraguai foi possível separar três populações de L. (L.) infantum. Os dados levantados na literatura associado aos dados obtidos neste estudo permitiram verificar que L. (L.) infantum teve quatro movimentos de expansão na região Centro Sul da América do Sul. O primeiro movimento foi graças à migração populacional humana do Nordeste para a região Sudeste. O segundo deu-se com a construção do gasoduto Bolívia-Brasil passando por três estados da região Centro-Oeste do Brasil. O terceiro movimento de expansão foi a entrada de LV na tríplice fronteira via Argentina?Brasil?Paraguai. E, enfim, foi possível constatar a entrada de uma "nova" população na região oeste de Santa Catarina e central do Paraná.

Abstract: Leishmaniasis is a zoonosis caused by Leishmania Ross, 1903 protozoan which is transmitted to vertebrate hosts (mammals) by vectors (sandfly). They are neglected diseases, of great importance in public health and with wide distribution worldwide. The objective of the present work was to identify the Leishmania species responsible for the disease in dogs in the extreme west region of the state of Paraná using the transcribed internal spacer marker (ITS) as a tool and to evaluate the dispersion of Leishmania (Leishmania) infantum South America's Center-South region with the use of microsatellite markers. After isolation of the prasite in dogs, these were analyzed by Polymerase Chain Reaction (PCR) using the ITS marker. All Leishmania samples were identified as L. (L.) infantum. To test the discriminating power of the ITS marker, a total of 486 sequences from 13 Leishmania species present in the New World plus Leishmania donovani and L. (L.) infantum were obtained from Genbank, plus our field isolates were analyzed using the Neighbor-Joining grouping method. Our results support that the ITS marker was able to discriminate two groups. The first group includes the L. donovani and L. mexicana complexes of the subgenus Leishmania and in the second group includes all species of the subgenus Viannia that proved less effective in separating the present species described in the New World. The isolates of the parasite obtained in the western region of Paraná were grouped in the L. donovani complex, between L. donovani and L. (L.) infantum. In a second step microsatellite marker were used that showed that in the western region of Paraná two populations of L. (L.) infantum circulate. Comparison with isolates from other states of Brazil and Paraguay allowed to separate three populations of L. (L.) infantum. The data collected in the literature associated with the data obtained in this study allowed us to verify that L. (L.) infantum had four expansion movements in the South America's Center-South region. The first movement was due to the human population migration from the Northeast to the Southeast region. The second occurred with the construction of the Bolivia-Brazil gas pipeline passing through three states of the Center-West region of Brazil. The third movement of expansion was the entrance of LV in the triple border via Argentina?Brazil?Paraguai. And, finally, it was possible to verify the entry of a "new" population in the western region of Santa Catarina and central Paraná.