DNA multigene characterization of Fasciola hepatica and Lymnaea neotropica and its fascioliasis transmission capacity in Uruguay, with historical correlation, human report review and infection risk analysis

Fascioliasis is a highly pathogenic zoonotic disease emerging in recent decades, in part due to the effects of climate and global changes. South America is the continent presenting more numerous human fascioliasis endemic areas and the highest Fasciola hepatica infection prevalences and intensities known in humans. These serious public health scenarios appear mainly linked to altitude areas in Andean countries, whereas lowland areas of non-Andean countries, such as Uruguay, only show sporadic human cases or outbreaks. To understand this difference, we characterized F. hepatica from cattle and horses and lymnaeids of Uruguay by sequencing of ribosomal DNA ITS-2 and ITS-1 spacers and mitochondrial DNA cox1, nad1 and 16S genes. Results indicate that vectors belong to Lymnaea neotropica instead of to Lymnaea viator, as always reported from Uruguay. Our correlation of fasciolid and lymnaeid haplotypes with historical data on the introduction and spread of livestock species into Uruguay allow to understand the molecular diversity detected. We study the life cycle and transmission features of F. hepatica by L. neotropica of Uruguay under standardized experimental conditions to enable a comparison with the transmission capacity of F. hepatica by Galba truncatula at very high altitude in Bolivia. Results demonstrate that although L. neotropica is a highly efficient vector in the lowlands, its transmission capacity is markedly lower than that of G. truncatula in the highlands. On this baseline, we review the human fascioliasis cases reported in Uruguay and analyze the present and future risk of human infection in front of future climate change estimations

L’infestation de

Des miracidiums de Fasciola hepatica ont été introduits de manière expérimentale sur quatre stations à Lymnaea glabra, situées dans le département de la Haute-Vienne, France. Tous les mollusques présents dans ces stations ont été récoltés au cours de la 7e semaine post-exposition. Cent quatre-vingt-trois mollusques avec des parasites en vie ont été recensés dans les quatre stations, soit un taux d’infestation de 12,3 %. Ces individus présentaient une hauteur de coquille comprise entre 2,1 et 5 mm. Ils ont été retrouvés pour la plupart sur des zones immergées de leurs habitats, situées à plus de 2 cm de profondeur par rapport au plan d’eau superficiel. Ces individus infestés ont présenté au laboratoire une activité diurne plus réduite que celle des témoins de même âge

L’infestation de

De jeunes L. glabra ont été soumises à une infestation monomiracidienne individuelle, élevées à 23° C pendant 49 jours après l’exposition et sacrifiées régulièrement toutes les semaines pour études histologiques. Trois catégories d’individus ont été reconnues parmi les survivants avec (1) les limnées avec des parthenitae en vie, (2) les mollusques à infestation abortive et (3) les individus non infestés. Les deux premières catégories développent une pathologie tissulaire au niveau de leurs organes. Chez les individus non infestés, les viscères ont une structure normale comme ceux des témoins de même âge. La glande digestive et le rein des L. glabra à infestation évolutive présentent une nécrose de leurs cellules épithéliales à partir du 7e jour post-exposition ; celle-ci persiste encore dans certaines glandes digestives au 42e jour, dans certains reins au 49e jour. Une reconstitution avec hyperplasie épithéliale se développe progressivement à partir du 35e jour post-exposition. La structure de la glande digestive ou du rein peut être normale chez un certain nombre de mollusques à infestation abortive. Les autres limnées ont des organes avec des lésions tissulaires de même type que celles observées chez les limnées à infestation évolutive. La reconstitution épithéliale est par contre plus précoce et s’observe à partir du 28e jour post-exposition. La signification de ces résultats est discutée

L’infestation de

De jeunes L. glabra ont été soumises dès leur naissance à une infestation monomiracidienne individuelle. Elles ont été élevées par la suite à la température de 23° C pendant 49 jours et sacrifiées régulièrement toutes les semaines pour études histologiques. Chez les limnées à infestation évolutive, la gonade reste atrophique et se nécrose à partir du 21e jour post-exposition ; il n’y a pas de reconstitution épithéliale. La glande de l’albumine par contre présente de la nécrose à partir du 21e jour, une reconstitution épithéliale progressive à partir du 42e jour. Chez les mollusques à infestation abortive, la gonade et la glande de l’albumine peuvent avoir une structure normale, ou bien présenter une nécrose cellulaire suivie ou non par une reconstitution avec hyperplasie. Cette reconstitution épithéliale débute alors au 28e jour post-exposition. La signification de ces résultats est discutée

Influence du nombre de miracidiums et de l’age du mollusque sur la survie et le degré d’infestation de

De jeunes Lymnaea glabra ont été exposées aux miracidiums de Fasciola hepatica en tenant compte des deux points suivants : 1) le nombre de miracidiums pour une seule exposition ; 2) la hauteur du mollusque (0,5 mm, 1 mm ou 2 mm) lors de l’exposition aux miracidiums. Seules les séries de mollusques hauts de 0,5 mm ou de 1 mm lors de l’exposition miracidienne ont présenté des limnées à infestation évolutive au 45e jour postexposition.Chez les limnées hautes au départ de 0,5 mm, le degré d’infestation montre un pic pour 5 miracidiums par mollusque. Chez les limnées hautes de 1 mm, le degré d’infestation est d’abord nul jusqu’à 5 miracidiums par mollusque, puis il augmente en fonction du nombre de miracidiums utilisés.Ces résultats montrent que la limnée étudiée est un hôte intermédiaire accidentel pour Fasciola hepatica

Fasciola hepatica L. :

La durée de la période prépatente a été mesurée chez de jeunes L. glabra infestées en fonction de l’un des trois facteurs suivants : 1) la température d’élevage (16° C, 20° C ou 23° C) ; 2) la hauteur de la coquille lors de l’exposition aux miracidiums (0,5 ou 1 mm) et 3) la hauteur de la coquille au moment où la première cercaire indépendante devient visible dans le corps du mollusque. La durée de cette période est significativement plus courte chez les mollusques élevés à 23° C que chez ceux maintenus à 20° C ou à 16° C. En revanche il n’y a pas de différence significative entre les durées des périodes chez les mollusques mesurant 0,5 ou 1 mm de hauteur lors de l’exposition miracidienne. La durée de cette période diminue de manière significative dans les quatre séries lorsqu’il y a une augmentation rapide de la taille du mollusque au cours de l’expérimentation