MOLECULAR DIAGNOSTIC OF HAEMONCHUS CONTORTUS RESISTANCE TO THE BENZIMIDAZOLE GROUP IN SHEEP AND GOATS IN THE STATE OF PERNAMBUCO, BRAZIL

Ovinos e caprinos sofrem grande prejuízo clínico provocados pela alta prevalência de parasitos gastrintestinais, principalmente pelo nematoda Haemonchus contortus. Este parasito causa alta morbidade e mortalidade, entretanto, o uso indiscriminado de fármacos para seu controle tem provocado a seleção de populações resistentes. O diagnóstico molecular da resistência ao grupo dos benzimidazóis (BZs) é muito importante para indicar estratégias substitutivas de manejo e controle. O objetivodeste estudo foi determinar pela primeira vez, a presença da mutação na posição F200Y do isotipo 1 do gene da beta-tubulina, em sete populações de H. contortus de ovinos e caprinos no estado de Pernambuco, Brasil. Amostras de DNA foram extraídas de 20 machos adultos, obtidos de animais naturalmente parasitados, em propriedades de Recife, Sairé, Camocim de São Félix, Gameleira, Moreno, Bonito e Serra Talhada. Os iniciadores forward: 5’ AAT GCT ACC CTT TCC GTC CAT C 3’ e reverse: 5’ CAA AAC CGGCA TGA AGA AG 3’ foram utilizados para a pesquisa da principal mutação no gene da beta-tubulina, para determinar a resistência ao grupo dos BZs. Os iniciadores NC1/ITS-2, forward: 5’ ACG TCT GGT TCA GGG TTG TT 3’ e reverse: 5’ TTA GTT TCT TTT CCT CCG CT 3’ foram usados para a confirmação de H. contortus. Um questionário foi utilizado para obtenção de informações sobre práticas de manejo, incluindo a frequência de uso dos BZs. As sequencias NC1/ITS-2 confirmaram a presença de H. contortus em todas as populações. A mutação F200Y responsável pela resistência (TTC/TAC) de H. contortus ao BZ, foi encontrada na amostra proveniente de Sairé, sendo que a proporção do códon TTC variou entre 55.6 a 85.7%. Relativo ao questionário, todos os produtores revelaram ausência de quarentena para os animais recém-adquiridos; alta frequência de aplicação de anti-helmínticos (60 em 60 dias); tratamento de todo o rebanho; estimativa visual do peso dos animais para cálculo da dosagem do medicamento; e alta rotação de antihelmínticos. Foi relatado ainda, a carência de assistência técnica especializada, sem exame rotineiro de fezes nos animais. Muito embora, todos estes fatores possam ser fundamentais para aumentar a pressão de seleção parasitária, não foi possível determinar qual deles poderia representar um ou mais fatores de risco, devido ao grande número de variáveis e o baixo número de respondentes. Esta é sem dúvida uma grande dificuldade para correlacionar os dados fenotípicos de eficácia (ex. TRCOF), com os marcadores genotípicos (ex. PCR) de resistência em helmintos. Foram incluídos os fatores de risco relatados por criadores de Pernambuco e sua influência nos processos de seleção anti-helmíntica, assim como estratégias para mitigar esta situação. Os dados apresentados são o primeiro registro molecular da mutação F200Y que confere resistência ao grupo dos BZs em pequenos ruminantes no estado de Pernambuco, Brasil. Sheep and goats suffer heavy losses due to the high prevalence of gastrointestinal nematodes, mainly from the nematode Haemonchus contortus. The parasite causes high morbidity and mortality, even though, the indiscriminate use of chemicals to control H. contortus has favored the selection of multidrug resistance parasites. Molecular diagnosis of resistance to the benzimidazole (BZs) group is important to indicate substitute strategies of control. The aim of this study was to determine the presence of the mutation at position F200Y of the beta-tubulin gene in seven populations of H. contortus from sheep and goats’ farms from the state of Pernambuco, Brazil. Twenty adult H. contortus male worms were recovered for DNAextraction from naturally infected animals, from farms from Recife, Sairé, Camocim deSão Félix, Gameleira, Moreno, Bonito, and Serra Talhada. The primers forward: 5` AAT GCT TCC ACC CTT GTC CAT C 3’, and reverse: 5’ CAA CAA CGG GCA TGA AGA AG 3’ were used to search for the main codon (F200Y) of the beta-tubulin gene to determine BZ resistance. The NC1/ITS-2 forward: 5’ ACG TCT GGT TCA GGG GTT TT 3’ and reverse: 5’ TTA TCT GTT TTT CCT GCC CT 3’ primers were used for confirming H. contortus species. A questionnaire was applied to obtain information on management practices, including the frequency of BZs use. The sequences from the NC1/ITS-2 confirmed the presence of H. contortus from all samples. The F200Y mutation responsible for BZ resistance (TTC/TAC) in H. contortus was found only in the samples from Sairé, as the TTC codon varied from 55.6 to 85.7%. In relation to the questionnaire, producers revealed the absence of quarantine for newly arrived animals; high drug treatment frequency (60-days interval); treatment of the whole flock; the visual estimation of the weight of the animals for dose determination; and high drug rotation. It was also mentioned the lack of veterinary assistance with no use of fecal exams. Even though, all these factors may be essential to increase parasite selection pressure, it was not possible to determine which of those showed a higher risk due to the high number of variables and the small number of participants. This is without any doubt one of the great difficulties to correlate phenotypic drug efficacy data (ex. FECRT) and genotypic-related (ex. PCR) resistance markers in helminths. We have included some risk factors reported by the farmers from Pernambuco and their influences in the process of drug selection, as well as a few strategies to mitigate this situation. The present report constitutes the first record of a molecular diagnosis of the mutation F200Y that confers resistance to the BZ group in ruminants in the state of Pernambuco, Brazil

Pervasive gaps in Amazonian ecological research

Biodiversity loss is one of the main challenges of our time,1,2 and attempts to address it require a clear un derstanding of how ecological communities respond to environmental change across time and space.3,4 While the increasing availability of global databases on ecological communities has advanced our knowledge of biodiversity sensitivity to environmental changes,5–7 vast areas of the tropics remain understudied.8–11 In the American tropics, Amazonia stands out as the world’s most diverse rainforest and the primary source of Neotropical biodiversity,12 but it remains among the least known forests in America and is often underrepre sented in biodiversity databases.13–15 To worsen this situation, human-induced modifications16,17 may elim inate pieces of the Amazon’s biodiversity puzzle before we can use them to understand how ecological com munities are responding. To increase generalization and applicability of biodiversity knowledge,18,19 it is thus crucial to reduce biases in ecological research, particularly in regions projected to face the most pronounced environmental changes. We integrate ecological community metadata of 7,694 sampling sites for multiple or ganism groups in a machine learning model framework to map the research probability across the Brazilian Amazonia, while identifying the region’s vulnerability to environmental change. 15%–18% of the most ne glected areas in ecological research are expected to experience severe climate or land use changes by 2050. This means that unless we take immediate action, we will not be able to establish their current status, much less monitor how it is changing and what is being lostinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Pervasive gaps in Amazonian ecological research

Biodiversity loss is one of the main challenges of our time,1,2 and attempts to address it require a clear understanding of how ecological communities respond to environmental change across time and space.3,4 While the increasing availability of global databases on ecological communities has advanced our knowledge of biodiversity sensitivity to environmental changes,5,6,7 vast areas of the tropics remain understudied.8,9,10,11 In the American tropics, Amazonia stands out as the world's most diverse rainforest and the primary source of Neotropical biodiversity,12 but it remains among the least known forests in America and is often underrepresented in biodiversity databases.13,14,15 To worsen this situation, human-induced modifications16,17 may eliminate pieces of the Amazon's biodiversity puzzle before we can use them to understand how ecological communities are responding. To increase generalization and applicability of biodiversity knowledge,18,19 it is thus crucial to reduce biases in ecological research, particularly in regions projected to face the most pronounced environmental changes. We integrate ecological community metadata of 7,694 sampling sites for multiple organism groups in a machine learning model framework to map the research probability across the Brazilian Amazonia, while identifying the region's vulnerability to environmental change. 15%–18% of the most neglected areas in ecological research are expected to experience severe climate or land use changes by 2050. This means that unless we take immediate action, we will not be able to establish their current status, much less monitor how it is changing and what is being lost

Pervasive gaps in Amazonian ecological research

Biodiversity loss is one of the main challenges of our time,1,2 and attempts to address it require a clear understanding of how ecological communities respond to environmental change across time and space.3,4 While the increasing availability of global databases on ecological communities has advanced our knowledge of biodiversity sensitivity to environmental changes,5,6,7 vast areas of the tropics remain understudied.8,9,10,11 In the American tropics, Amazonia stands out as the world's most diverse rainforest and the primary source of Neotropical biodiversity,12 but it remains among the least known forests in America and is often underrepresented in biodiversity databases.13,14,15 To worsen this situation, human-induced modifications16,17 may eliminate pieces of the Amazon's biodiversity puzzle before we can use them to understand how ecological communities are responding. To increase generalization and applicability of biodiversity knowledge,18,19 it is thus crucial to reduce biases in ecological research, particularly in regions projected to face the most pronounced environmental changes. We integrate ecological community metadata of 7,694 sampling sites for multiple organism groups in a machine learning model framework to map the research probability across the Brazilian Amazonia, while identifying the region's vulnerability to environmental change. 15%–18% of the most neglected areas in ecological research are expected to experience severe climate or land use changes by 2050. This means that unless we take immediate action, we will not be able to establish their current status, much less monitor how it is changing and what is being lost

Resistência anti-helmíntica em nematódeos gastrintestinais de pequenos ruminantes no Estado de Pernambuco

A caprinovinocultura sofre grande prejuízo econômico devido ao parasitismo por nematódeos gastrintestinais, chegando a inviabilizar esta exploração em algumas regiões. O controle desse parasitismo é feito basicamente com a utilização de drogas anti-helmínticas. A ineficiência neste tipo de controle são os primeiros sinais do aparecimento de resistência anti-helmíntica (RA), que se constitui em um dos principais fatores negativos e limitantes para a produção animal, uma vez que inviabiliza o controle efetivo da helmintose dos pequenos ruminantes, com reflexos desfavoráveis nos índices produtivos. A resistência anti-helmíntica em nematódeos de pequenos ruminantes para os três grupos de drogas mais comumente utilizados: benzimidazóis (BZs), imidazotiazóis (LEV) e lactonas macrocíclicas (LMs) vem sendo relatada e têm crescido rapidamente em diferentes regiões do mundo. O controle eficiente destes parasitos e o diagnóstico precoce da resistência anti-helmíntica, especialmente em Haemonchus contortus, devem ser preconizados a fim de viabilizar economicamente a criação de ovinos e caprinos. O conhecimento dos vários aspectos genéticos deste fenômeno poderá aumentar a vida útil dos fármacos atualmente utilizados, e consequentemente tentar preservar a susceptibilidade dos parasitos. Neste trabalho tem-se como objetivo diagnosticar a resistência anti-helmíntica em propriedades de criação de ovinos e caprinos e analisar a relação com o manejo instituído nas propriedades e identificar a presença do DNA responsável pela resistência anti-helmíntica em populações de helmintos de pequenos ruminantes no estado de Pernambuco. Os procedimentos metodológicos foram aprovados pela Comissão de Ética no Uso de Animais – CEUA – UFRPE. Amostras de espécimes adultos de H. contortus foram obtidas de animais naturalmente parasitados por helmintos gastrintestinais pertencentes a propriedades localizadas nas cidades do estado de Pernambuco: Sairé (Agreste), Recife (Região Metropolitana), Bonito (Agreste), Moreno (Região Metropolitana), Gameleira (Mata Sul), Camocim de São Félix (Agreste), Serra Talhada (Sertão). Nas propriedades de Recife e Bonito criavam-se apenas caprinos e nas demais apenas ovinos. Para realização da PCR, amostras de espécimes adultos de H. contortus foram obtidas de animais naturalmente parasitados por helmintos gastrintestinais, os quais foram estocados em tubos de eppendorf com PBS a 4ºC, identificados e sexados no Laboratório de Doenças Parasitárias dos Animais Domésticos – UFRPE. Formou-se um pool de 20 indivíduos machos adultos de H. contortus de cada propriedade, dos quais procedeu-se à extração de DNA. As amostras de DNA extraídas foram analisadas no Laboratório de Doenças Parasitárias da Universidade Federal do Paraná. Foi realizada a PCR com o objetivo amplificar fragmentos de genes que codificam o isotipo 1 da β- tubulina que possuíam as sequências de códon 200, realizando-se também uma PCR para identificação das espécies dos helmintos coletados. As duas reações de amplificação foram conduzidas em termociclador Veriti Life com gradiente. Uma amostra de 20 μl de cada reação foi analisada sobre um gel de agarose 0,8 % e visualizada sob luz UV. Os produtos de PCR foram purificados com o kit comercial PureLink® Quick Gel Extraction (Invitrogen, USA) e sequenciados por eletroforese capilar (Método de Sanger) utilizando a plataforma ABI3130 (Life Technologies, USA). Avaliou-se também a eficácia anti-helmíntica por método “in vivo” por meio do teste de redução do número de ovos por grama de fezes (TRCOF), usando a fórmula: % eficácia = [(média de OPGpré-tratamento - média de OPGpós-tratamento) / média de OPGprétratamento )] X 100. Detectou-se DNA responsável pela resistência anti-helmíntica aos benzimidazóis (BZ) em todas as propriedades analisadas. Os percentuais de eficácia anti-helmíntica para a moxidectina apresentaram-se como efetivos apenas aos sete dias pós-tratamento. Diversas falhas de manejo do controle das helmintoses gastrintestinais foram encontradas. Os resultados obtidos confirmam a resistência anti-helmíntica aos benzimidazóis em H. contortus de caprinos e ovinos no estado de Pernambuco, constituindo-se no primeiro registro de diagnóstico molecular da RA em ruminantes no Estado. Caracterizam também o declínio da efetividade anti-helmíntica da moxidectina nos rebanhos. Ambas as situações são favorecida por práticas de manejo inadequadas e uso indiscriminado de produtos químicos para o controle de helmintos gastrintestinais.The sheep and goat farming suffer great economic losses due to parasitism by gastrointestinal nematodes, reaching derail this exploration in some regions. The control of such parasites is done primarily with the use of anthelmintic drugs. The inefficiency of this type of control are the first signs of anthelmintic resistance appearance (AR), which constitutes one of the main negative and limiting factors for animal production, since it prevents the effective control of helminths in small ruminants, with adverse consequences on production rates. The anthelmintic resistance in nematodes of small ruminants for the three groups most commonly used drugs: benzimidazole (BZs) imidazotiazóis (LEV) and macrocyclic lactones (MLs) has been reported and have grown rapidly in different regions of the world. The efficient control of these parasites and the early diagnosis of anthelmintic resistance, especially in Haemonchus contortus should be recommended in order to economically viable sheep and goat breeding. Knowledge of various genetic aspects of this phenomenon can increase the shelf life of drugs currently used, and therefore try to preserve the susceptibility of parasites. This work has the objective of diagnosing anthelmintic resistance in properties of sheep and goats and to analyze the relationship with the management of the properties and identify the presence of DNA responsible for anthelmintic resistance in helminth populations of small ruminants in the state of Pernambuco. The methodological procedures were approved by the Ethics Committee on Animal Use - CEUA - UFRPE. Samples from adult specimens of H. contortus were obtained from animals naturally infected with gastrointestinal helminths belonging to properties located in the cities of the state of Pernambuco: Sairé (Agreste), Recife (Metropolitan Region), Bonito (Agreste), Moreno (Metropolitan Region) Gameleira (South Forest), Camocim de São Félix (Agreste), Serra Talhada (Sertão). The properties of Recife and Bonito created only goats and the others only sheep. For PCR, samples from adult specimens of H. contortus were obtained from animals naturally infected with gastrointestinal helminths, which were stored in Eppendorf tubes with PBS at 4 ° C, identified and sexed in Parasitic Diseases Laboratory of Domestic Animals - UFRPE. It was performed a pool of 20 adult males of H. contortus from each property for the extraction of DNA. The extracted DNA samples were analyzed in Parasitic Diseases Laboratory at the Federal University of Parana. PCR in order to amplify gene fragments encoding 1 isotype of β-tubulin which held the sequence of codon 200 was performed;it was also performing a PCR to identify the species of helminths collected. Both amplification reactions were performed in a thermocycler Veriti Life gradient. A sample of 20 uL of each reaction was analyzed on a 0.8% agarose gel and visualized under UV light. PCR products were purified with the commercial PureLink® Quick Gel Extraction Kit (Invitrogen, USA) and sequenced by capillary electrophoresis (Sanger method) using the ABI3130 platform (Life Technologies, USA). Anthelmintic efficacy by "in vivo" method was also evaluated the by means of Fecal Egg Counting Reduction Test (FECRT) using the formula:% efficacy = [(mean OPGpre-treatment - average OPGpost-treatment) / average OPGpre-treatment)] x 100. It was detected DNA responsible for anthelmintic benzimidazole resistance (BZ) in all the evaluated properties. The percentage of anthelmintic efficacy for moxidectin presented as effective only seven days after treatment. Several management failures of control of gastrointestinal helminths were found. The results obtained confirm the anthelmintic benzimidazole resistance in H. contortus goats and sheep in the state of Pernambuco - Brazil, becoming the first record of molecular diagnosis of RA in ruminants in the State. also characterize the decline of the anthelmintic efficacy of moxidectin in herds. Both situations are favored by inadequate management practices and indiscriminate use of chemicals for the control of gastrointestinal helminths

Neospora caninum in search fetal and cows in the slaughterhouse states of Pernambuco and Alagoas, Brazil

A Neosporose bovina é uma doença infecciosa causada pelo Neosporacaninum, parasito intracelular obrigatório, sendo considerada uma das principais causas de aborto na espécie bovina em diversos países. Objetivou-se estudar a ocorrência de N.caninum em vacas e fetos nos Estados de Pernambuco e Alagoas, Brasil. Foram coletadas 306 amostras de soro sanguíneo de vacas abatidas e 30 fetos nos Estados de Pernambuco e Alagoas. Para o diagnóstico sorológico utilizou-se a técnica de reação de Imunoflurescência Indireta (RIFI) com ponto de corte 1:200para os soros das vacas e para os soros fetais utilizou ponto de corte 1:25 a pesquisa do DNA parasitário utilizou-se tecidos fetais submetidos à técnica da Reação em Cadeia da Polimerase (PCR). Na sorologia, observou-se 39/306 (12,6%) das vacas positivas e5/30 (16,7%) dos fetos positivos. Na detecção do parasito 8/30 (26,6%) dos fetos foram positivos na PCR. Os resultados obtidos neste estudo quanto a presença do parasito nos fetos são inéditos para a regiãoestudada e permitem concluir que este agente deve ser incluído no estudo das causas de aborto naespécie bovina nestaregião do Brasil.The bovine neosporosis is an infectious disease caused by Neosporacaninum, obligate intracellular parasite, and is considered a major cause of bovine abortion in various countries. The objective was to study the occurrence of N. caninum in cows and fetuses in the states of Pernambuco and Alagoas, Brazil. We collected 306 blood serum samples from slaughtered cows and 30 fetuses in the states of Pernambuco and Alagoas. For serological diagnosis, we used the technique of immunofluorescence reaction (RIFI) with a cutoff 1:200 for sera of cows and fetal sera used cutoff 1:25 parasitic DNA research, we used tissue fetal submitted to the technique of Polymerase Chain Reaction (PCR). Serological assays, we observed 39/306 (12.6%) of the positive cows and 5/30 (16.7%) of positive fetuses. To detect the parasite 8/30 (26.6%) of fetuses were PCR positive. The results of this study as the presence of parasites in fetuses are unprecedented for this region and allow us to conclude that this agent should be included in the study of causes of bovine abortion in this region of Brazil.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNP