Ultrastructural and Cytotoxic Effects of Metarhizium robertsii Infection on Rhipicephalus microplus Hemocytes

Metarhizium is an entomopathogenic fungus widely employed in the biological control of arthropods. Hemocytes present in the hemolymph of invertebrates are the cells involved in the immune response of arthropods. Despite this, knowledge about Rhipicephalus microplus hemocytes morphological aspects as well as their role in response to the fungal infection is scarce. The present study aimed to analyze the hemocytes of R. microplus females after Metarhizium robertsii infection, using light and electron microscopy approaches associated with the cytotoxicity evaluation. Five types of hemocytes (prohemocytes, spherulocytes, plasmatocytes, granulocytes, and oenocytoids) were described in the hemolymph of uninfected ticks, while only prohemocytes, granulocytes, and plasmatocytes were observed in fungus-infected tick females. Twenty-four hours after the fungal infection, only granulocytes and plasmatocytes were detected in the transmission electron microscopy analysis. Hemocytes from fungus-infected tick females showed several cytoplasmic vacuoles with different electron densities, and lipid droplets in close contact to low electron density vacuoles, as well as the formation of autophagosomes and subcellular material in different stages of degradation could also be observed. M. robertsii propagules were more toxic to tick hemocytes in the highest concentration tested (1.0 × 108 conidia mL−1). Interestingly, the lowest fungus concentration did not affect significantly the cell viability. Microanalysis showed that cells granules from fungus-infected and uninfected ticks had similar composition. This study addressed the first report of fungal cytotoxicity analyzing ultrastructural effects on hemocytes of R. microplus infected with entomopathogenic fungi. These results open new perspectives for the comprehension of ticks physiology and pathology, allowing the identification of new targets for the biological control

Inhibition of Dopamine Activity and Response of <i>Rhipicephalus microplus</i> Challenged with <i>Metarhizium anisopliae</i>

Dopamine modulates ticks and insect hemocytes and links these arthropods’ nervous and immune systems. For the first time, the present study analyzed the effect of a dopamine receptor antagonist on the survival, biological parameters, phagocytic index, and dopamine detection in the hemocytes of ticks challenged by Metarhizium anisopliae. The survival and egg production index of Rhipicephalus microplus were negatively impacted when ticks were inoculated with the antagonist and fungus. Five days after the treatment, the survival of ticks treated only with fungus was 2.2 times higher than ticks treated with the antagonist (highest concentration) and fungus. A reduction in the phagocytic index of hemocytes of 68.4% was observed in the group inoculated with the highest concentration of the antagonist and fungus compared to ticks treated only with fungus. No changes were detected in the R. microplus levels of intrahemocytic dopamine or hemocytic quantification. Our results support the hypothesis that dopamine is crucial for tick immune defense, changing the phagocytic capacity of hemocytes and the susceptibility of ticks to entomopathogenic fungi

How Dopamine Influences Survival and Cellular Immune Response of Rhipicephalus microplus Inoculated with Metarhizium anisopliae

Dopamine (DA) is a biogenic monoamine reported to modulate insect hemocytes. Although the immune functions of DA are known in insects, there is a lack of knowledge of DA’s role in the immune system of ticks. The use of Metarhizium anisopliae has been considered for tick control, driving studies on the immune response of these arthropods challenged with fungi. The present study evaluated the effect of DA on the cellular immune response and survival of Rhipicephalus microplus inoculated with M. anisopliae blastospores. Exogenous DA increased both ticks’ survival 72 h after M. anisopliae inoculation and the number of circulating hemocytes compared to the control group, 24 h after the treatment. The phagocytic index of tick hemocytes challenged with M. anisopliae did not change upon injection of exogenous DA. Phenoloxidase activity in the hemolymph of ticks injected with DA and the fungus or exclusively with DA was higher than in untreated ticks or ticks inoculated with the fungus alone, 72 h after treatment. DA was detected in the hemocytes of fungus-treated and untreated ticks. Unveiling the cellular immune response in ticks challenged with entomopathogenic fungi is important to improve strategies for the biological control of these ectoparasites

Asssociação de Metarhizium anisopliae sensu lato e cipermetrina para controle de Rhipicephalus microplus

Rhipicephalus microplus é responsável por grandes perdas econômicas na pecuária brasileira. Com o intuito de controlar esse artrópode, o uso indiscriminado de produtos químicos é amplamente empregado, acarretando em prejuízos ao meio ambiente, aos animais e humanos, além de contribuir para o aparecimento de cepas de carrapatos resistentes. Assim, o emprego de produtos químicos associados a entomopatógenos surge como uma alternativa para aumentar a eficácia do controle de carrapato e reduzir os danos causados pelo uso inapropriado de produtos químicos. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi de avaliar a eficiência da associação de Metarhizium anisopliae e cipermetrina sobre estágios imaturos de R. microplus. O tratamento dos grupos foi realizado através da imersão de ovos e larvas em 1mL de suspensão aquosa do fungo, solução de cipermetrina, suspenção fúngica associada à cipermetrina e um grupo controle. Os parâmetros biológicos avaliados foram o percentual de eclosão e o percentual de mortalidade das larvas. Observou se que o fungo quando utilizado sozinho em menor concentração (106 conídios mL-1) ou a cipermetrina também em menor concentração (25 ppm) não foram capazes de alterar os parâmetros biológicos quando comparados ao grupo controle. No entanto, a associação do fungo a 106 conídios mL-1 com cipermetrina em menor concentração, foi capaz de reduzir o percentual de eclosão pela metade e causar o dobro de mortalidade quando comparado ao uso do fungo e cipermetrina isoladamente. Desta forma, conclui se que a associação de M. anisopliae com cipermetrina é eficaz no controle de estágios imaturos de R. microplus

Association between Metarhizium anisopliae sensu lato and cypermethrin to control Rhipicephalus microplus

ABSTRACT. de Paulo J.F., Ferreira J.R.T., Marciano A.F., de Freitas, M.C. Coutinho-Rodrigues C.J.B., Camargo M.G., Angelo I.daC. Bittencourt V.R.E.P., Gôlo P.S. [Association between Metarhizium anisopliae sensu lato and cypermethrin to control Rhipicephalus microplus.] Associação de Metarhizium anisopliae sensu lato e cipermetrina para o controle de Rhipicephalus microplus. Revista Brasileira de Medicina Veterinária, 38(supl. 3):66-74, 2016. Departamento de Parasitologia Animal, Anexo 1, Instituto de Veterinária, Universidade Federal Rural Rio de Janeiro, BR 465 Km 47, Seropédica, RJ 23890-000, Brasil. E-mail: [email protected] Rhipicephalus microplus is responsible for large economic losses in Brazilian livestock. In order to control this arthropod, the indiscriminate use of chemical products may be widely used, leading to damages to the environment, animals and humans, besides contributing to the appearance of resistant tick populations. The use of chemicals associated with biological entomopathogens drives an alternative to increase the effectiveness of tick control and reduce de damage caused by the inappropriate use of chemicals. Accordingly, the aim of the present study was to evaluate the efficiency of Metarhizium anisopliae and cypermethrin association on immature stages of R. microplus ticks. The groups were exposed by immersing the egg mass and larvae in 1 ml of fungal aqueous suspension, cypermethrin solution, cypermethrin associated to the fungal suspension and Tween 80 0.1% (v/v) (control). The biological parameters evaluated were: larval hatching percentage and larval mortality percentage. It was observed that both the fungus in a low concentration (106 conidia mL-1) or cypermethrin in a low concentration (25 ppm) were not able to change the biological parameters in comparison to the control group. Despite this, when associated the fungus at 106 conidia mL-1 with cypermethrin in a low concentration, together they were able to reduce larval hatching percentage and increase mortality in comparison to the single use of fungus or cypermethrin. Accordingly, it is concluded that the association of M. anisopliae with cypermethrin is a promising alternative to control of immature stages of R. microplus

Estudo morfológico de isolados de Beauveria bassiana antes e após reisolamento em Rhipicephalus microplus

Beauveria bassiana é um fungo artropodopatogênico cosmopolita que possui o carrapato dos bovinos Rhipicephalus microplus como hospedeiro. Neste cenário, estudos morfológicos e de produtividade conidial em meio de cultura podem indicar isolados que possuam potencial para produção em larga escala. O presente trabalho avaliou a macromorfologia e micromorfologia, além da produção conidial de dez isolados de B. bassiana antes e após uma passagem (ciclo de desenvolvimento) sobre R. microplus. Macroscopicamente, variações de diâmetro, aparência, aspecto de colônia, exsudação e cor de reverso foram observadas após o reisolamento. Por outro lado, o processo não alterou parâmetros como desenvolvimento dos conidióforos, formato e tamanho de conídios. Em relação à produção conidial, seis isolados aumentaram significativamente o número de conídios contados por área. Como destaque, o isolado Bb 02, que possui o carrapato como hospedeiro original de isolamento, apresentou aumento da pulverulência e produção conidial após apenas uma única passagem. Assim, acredita-se que para avaliações futuras com cunho comercial, estudos que envolvam mais passagens em hospedeiros em potencial, bem como sua associação a análises de patogenicidade e atividade enzimática, podem expressar resultados mais relevantes para o controle biológico

CONTROLE DE Dermacentor nitens UTILIZANDO UMA FORMULAÇÃO COMERCIAL A BASE DE Metarhizium anisopliae

Dermacentor nitens, carrapato encontrado comumente no conduto auditivo de equideos, é um ectoparasito que causa grandes perdas econô- micas devido aos danos diretos causados pelo seu parasitismo, transmissão de patógenos e embargos durante a comercialização e transporte de equinos. Metarhizium anisopliae é um fungo entomopatogê- nico cosmopolita, que vem sendo utilizado no controle in vitro de carrapatos. Com intuito de potencializar e viabilizar a utilização destes microrganismos in vivo, estudos tem demonstrado que quando formulados, os fungos entomopatogênicos alcançam melhores percentuais de controle sobre as pragas alvo. Isso tem despertado o interesse de indústrias que tem investido na formulação de fungos entomopatogênicos. Metarril WP® é um produto comercial a base de M. anisopliae, utilizado no controle de pragas agrícolas, porém existem poucos estudos sobre carrapatos. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de Metarril WP® sobre fê- meas parcialmente ingurgitadas, ovos e larvas de D. nitens. As formulações foram preparadas seguindo as recomendações do fabricante e ajustadas para 107 e 108 conídios/mL, acrescidas de 0,5 e 10% de óleo mineral. Como resultados pode se observar que os parâmetros biológicos: peso da postura, índice de produção de ovos e índice nutricional das fêmeas semi ingurgitadas, foram significativamente reduzidos pelas formulações oleosas a 10% com 107 e 108 conídios/mL, proporcionando percentuais de controle variando de 10,57 a 82,48%. Além disso, também demonstraram eficácia para ovos e larvas de D. nitens. Desta forma, pode se concluir que Metarril WP® formulado em óleo mineral foi eficaz no controle in vitro dos diferentes estágios de desenvolvimento de D. nitens. Este é o primeiro relato da eficácia deste produto comercial para esta espécie de carrapato