Indagine sulla trasmissione verticale e orizzontale dello Spiroplasma nelle zecche in condizioni di laboratorio

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 13265 (2023) Citare questo articolo

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Molti artropodi ospitano simbionti batterici, che vengono mantenuti mediante trasmissione verticale e/o orizzontale. Lo spiroplasma è uno dei simbionti più conosciuti delle zecche e di altri artropodi. Non è ancora chiaro come le infezioni da Spiroplasma si siano diffuse nelle popolazioni di zecche nonostante la sua elevata prevalenza in alcune specie di zecche. In questo studio, Ixodes ovatus, che è stato segnalato ospitare Spiroplasma ixodetis ad alte frequenze, è stato esaminato per il suo potenziale di trasmissione verticale in condizioni sperimentali. Successivamente, due isolati di Spiroplasma derivato dalle zecche, S. ixodetis e Spiroplasma mirum, sono stati inoculati sperimentalmente in colonie di Haemaphysalis longicornis prive di Spiroplasma ed è stata testata la presenza di Spiroplasma nelle loro uova e larve. I nostri dati sperimentali hanno confermato che S. ixodetis è stato trasmesso alle uova e alle larve in modo verticale nell'ospite originale I. ovatus. Nel secondo esperimento, non vi è stata alcuna differenza significativa nel peso dell'ingorgo, nel peso delle uova e nel tasso di schiusa tra i gruppi H. longicornis inoculati con Spiroplasma e quelli di controllo. Ciò ha suggerito che l’infezione da Spiroplasma non influisce sulla riproduzione delle zecche. Il DNA dello spiroplasma è stato rilevato solo nelle uova e nelle larve derivate da alcuni individui dei gruppi inoculati con S. ixodetis. Ciò ha dimostrato il potenziale della trasmissione orizzontale tra diverse specie di zecche. Questi risultati possono aiutare a comprendere le dinamiche di trasmissione dello Spiroplasma in natura e il suo meccanismo di adattamento alle specie di artropodi ospiti.

Le zecche Ixodid sono ectoparassiti ematofagi di vertebrati con circa 700 specie distribuite in tutto il mondo1. Fungono da vettori per molti agenti patogeni e causano notevoli problemi veterinari e di salute pubblica a livello mondiale2,3. Le zecche Ixodid si attaccano ai loro ospiti per giorni o settimane mentre si nutrono del sangue. A seconda del numero di ospiti che infestano durante il loro ciclo vitale, si dividono in zecche a uno, due e tre ospiti. Le zecche con un ospite si attaccano a un singolo ospite durante il loro ciclo vitale, mentre le zecche con due e tre ospiti abbandonano l'ospite dopo essersi nutrite per fare la muta nell'ambiente tra le fasi4,5,6,7,8.

Il termine "simbiosi" fu definito per la prima volta nel 1879 per descrivere la condizione in cui specie diverse vivono insieme in stretta associazione9. Le relazioni simbiotiche sono importanti nei processi biologici e nei sistemi ecologici10. In natura, i rapporti simbiotici tra batteri e artropodi sono ben noti e sono stati ampiamente studiati10. I simbionti utilizzano strategie di trasmissione disparate per consentire la sopravvivenza nei loro ospiti11. Alcuni simbionti come Wolbachia e Arsenophonus vengono trasmessi verticalmente negli artropodi ospiti12. Nel frattempo, altri utilizzano vie di trasmissione orizzontali, ad esempio, essendo acquisiti da conspecifici ambientali o infetti o da altre specie13,14. In alcuni casi, una combinazione di molteplici vie di infezione crea in natura dinamiche di trasmissione complesse15,16. La forma di trasmissione dominante degli endosimbionti è la trasmissione verticale, che avviene principalmente dalla madre alla prole17. Alcuni insetti simbionti mostrano strategie di trasmissione specializzate, ad esempio, attraverso le secrezioni parentali post-oviposizione18.

I membri del genere Spiroplasma sono batteri elicoidali privi di pareti cellulari. Si stima che il 5-10% degli artropodi ospitino Spiroplasma come simbionti19,20. Molte specie di Spiroplasma mantengono l'infezione nei loro ospiti attraverso la trasmissione verticale21. Nella Drosophila, lo Spiroplasma utilizza meccanismi di assorbimento del tuorlo per spostarsi nella linea germinale per la trasmissione verticale22. È stato recentemente scoperto che alcuni di questi Spiroplasmi trasmessi verticalmente conferiscono protezione contro nematodi, vespe parassitoidi e funghi ai loro ospiti21. Sebbene la trasmissione verticale dello Spiroplasma sia stata confermata in alcune specie21, studi filogenetici hanno segnalato uno scarso raggruppamento di Spiroplasma anche nella stessa specie ospite. Ciò suggerisce che la trasmissione orizzontale tra ospiti non imparentati avviene frequentemente21,23,24.