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Dec 21, 2023

Effetti delle specie ospiti sulla composizione del microbiota nei flebotomi Phlebotomus e Lutzomyia

Parassiti e vettori volume 16, numero articolo: 310 (2023) Cita questo articolo Dettagli metriche I flebotomini succhiasangue dei flebotomi sono vettori dei parassiti protozoari Leishmania spp. sebbene il

Parassiti e vettori volume 16, numero articolo: 310 (2023) Citare questo articolo

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I flebotomini succhiasangue sono vettori dei parassiti protozoari Leishmania spp. Sebbene il microbiota intestinale sia coinvolto in un’ampia gamma di processi biologici e fisiologici e abbia il potenziale di alterare la competenza dei vettori, si sa poco sui fattori che modificano la composizione del microbiota intestinale dei flebotomi. Come passo fondamentale verso la risoluzione di questo problema, abbiamo studiato l’impatto delle specie ospiti sulla composizione batterica intestinale nei flebotomi Phlebotomus e Lutzomyia allevati nelle stesse condizioni.

L'amplificazione del gene dell'rRNA 16S batterico e il sequenziamento Illumina MiSeq sono stati utilizzati per caratterizzare la composizione batterica complessiva di tre flebotomi allevati in laboratorio: Phlebotomus papatasi, Ph. duboscqi e Lutzomyia longipalpis.

I nostri risultati hanno mostrato che le larve delle tre specie di flebotomi ospitavano quasi gli stessi microbi ma avevano abbondanze relative diverse. Ph. papatasi e Ph. duboscqi adulti hanno rivelato composizioni microbiotiche simili, distinte da quelle di Lu adulto. longipalpis. Inoltre, abbiamo dimostrato che Ph. papatasi e Ph. duboscqi sono ospiti di diversi generi batterici. L'esperimento è stato ripetuto due volte per migliorare la precisione e aumentare l'affidabilità dei dati, e gli stessi risultati sono stati ottenuti anche quando è stata identificata una composizione distinta del microbioma tra la stessa specie, probabilmente a causa dell'uso di diversi lotti di cibo per le larve.

Il presente studio fornisce informazioni chiave sul ruolo delle specie ospiti nel contenuto microbico intestinale di diverse specie di flebotomi allevate nelle stesse condizioni, che possono influenzare la loro suscettibilità all’infezione da Leishmania.

I flebotomi (Diptera: Psychodidae) sono insetti ematofagi che si nutrono di un'ampia gamma di ospiti e trasmettono una vasta gamma di agenti patogeni responsabili di causare malattie negli esseri umani e negli animali in tutto il mondo. Delle oltre 1.000 specie di flebotomi validate fino ad oggi, solo il 10% sono vettori noti o sospetti di diversi agenti patogeni, inclusi arbovirus e batteri, ma sono ben riconosciuti come i principali vettori della Leishmania, l'agente eziologico della leishmaniosi. una malattia tropicale trascurata [1, 2].

I flebotomi vivono in gruppi e interagiscono con diversi microbioti. È stato dimostrato che i simbionti microbici influenzano aspetti chiave della forma fisica dell'insetto ospite [3,4,5,6]. Secondo uno studio precedente, le mosche di Lutzomyia longipalpis alimentate con una dieta contenente feci di coniglio avevano maggiori probabilità di deporre le uova rispetto alle mosche alimentate con feci sterilizzate allo stadio di larve [3]. Inoltre, sono stati osservati schiusa ritardata e tassi di sopravvivenza inferiori nelle larve alimentate con feci sterili. La reintroduzione dei batteri eliminati ha confermato i risultati iniziali, suggerendo l'importanza della presenza batterica e della specificità per lo sviluppo dei flebotomi. I batteri appartenenti al phylum Proteobacteria partecipano alla nutrizione degli insetti ospiti fissando l'azoto atmosferico [7]. Al contrario, l’ospite può anche controllare in una certa misura la composizione microbica, ad esempio modificando la disponibilità dei nutrienti attraverso la scelta della dieta, il metabolismo dell’ospite [8] o attivando fattori immunitari [9]. È stato dimostrato in questo contesto che i flebotomi provenienti dalle regioni tropicali, tra cui Lu. longipalpis sembra allevarsi in terreni arricchiti di foglie decomposte e altri detriti, con una preferenza per le basi degli alberi. Inoltre, gli insetti tendono ad attivare risposte immunitarie per mantenere un complesso equilibrio tra accettazione e rifiuto, mantenendo così una coesistenza pacifica [9].

Il microbiota intestinale naturale viene acquisito dai flebotomi adulti da varie fonti, comprese le piante di canna da zucchero e il sangue di un'ampia gamma di ospiti o dalla ricolonizzazione dell'intestino da parte di microbi ingeriti da stadi larvali che vivono sulla terra [3, 10,11,12 ,13]. La maggior parte dei batteri dello stadio larvale subiscono biodegradazione durante lo stadio di pupa e la carica microbica viene immediatamente e significativamente ridotta dopo la comparsa dell’adulto [14, 15]. Le femmine dei flebotomi si infettano ingerendo cellule infette durante i pasti di sangue e creano una relazione interattiva tra la comunità microbica dell'intestino e il parassita, poiché il ciclo di sviluppo della Leishmania all'interno del vettore dei flebotomi avviene esclusivamente nell'intestino medio e posteriore. presenza di batteri simbiotici [16, 17]. La comunità batterica intestinale nei flebotomi può esercitare un effetto negativo o positivo sullo sviluppo della Leishmania a seconda della specie batterica [14, 17,18,19,20,21]. Ulteriori studi sul legame tra i batteri depositati durante le punture dei flebotomi infetti da Leishmania e gli esiti clinici della leishmaniosi hanno suggerito che i microbi intestinali di Lu. longipalpis vengono ingeriti nella pelle dell'ospite oltre alla Leishmania, innescando l'infiltrazione di neutrofili e facilitando l'installazione parassitaria [22]. Secondo studi precedenti, è stata prestata particolare attenzione alle interazioni che si verificano tra la comunità microbica dell’intestino dei flebotomi e i parassiti, e un pool di microbiota simbiotico è stato considerato un potenziale candidato per approcci paratransgenici o biologici per il controllo dei flebotomi. popolazioni [9, 11]. Studi precedenti hanno dimostrato che le variazioni nel microbiota intestinale degli insetti possono essere espresse da molti fattori, tra cui l’habitat dell’ospite, la dieta, lo stadio di sviluppo e la filogenesi, che contribuiscono tutti alla composizione del microbiota intestinale degli insetti [23,24,25,26 ,27,28]. Tuttavia, si sa poco sui fattori genetici dell’ospite che modificano la composizione del microbiota intestinale dei flebotomi e, per quanto ne sappiamo, non è stata condotta alcuna ricerca su questi insetti in condizioni controllate.