Primary embryonic cells of Rhipicephalus microplus and Amblyomma cajennense ticks as a substrate for the development of Borrelia burgdorferi (strain G39/40) / Células primárias embrionárias do carrapato Rhipicephalus microplus e Amblyomma cajennense como substrato para desenvolvimento de Borrelia burgdorferi (Cepa G39/40)

Borrelia burgdorferi, the agent of Lyme borreliosis, is a spirochetes transmitted by ticks to humans and animals. Its cultivation in vitro in tick cells allows studies of its biology and provides methodology for future research in Brazil, and for the isolation of Borrelia spp. We examined in vitro the characteristics of embryonic cells of Rhipicephalus microplus and Amblyomma cajennense in cell culture and investigated the suitability of embryonic cells as a substrate for cultivation of B. burgdorferi. Subcultures were prepared from primary cultures of embrionary cells of R. microplus and A. cajennense maintained in Leibovitz's (L-15) complete medium at 28 ºC and 31 ºC, respectively. When a monolayer had formed, the L-15 was replaced with Barbour-Stoener-Kelly medium for experiments to infect cell cultures with B. burgdorferi. After 72 hours of cultivation, the spirochetes were counted using an inverted phase contrast microscope and dark-field illumination (400×). Survival, multiplication and the adherence of B. burgdorferi for embryonic cells of R. microplus and A. cajennense were observed. B. burgdorferi cultured with embryonic cells of R. microplus grew on average to a density (final count) of 2.4 × 10(7) spirochetes/mL, whereas in cell-free culture, an average of 2.5 × 10(7) spirochetes/mL were counted. When cultivated with A. cajennense cells, the final count of spirochetes was on average 1.7 × 10(7) spirochetes/mL, while spirochetes cultured under cell-free conditions replicated on average of 2.2 × 10(7) spirochetes/mL. Similar results were observed in the final count of Spirochetes cultivated in cells of R. microplus and A. cajennense, when compared with cell-free control. These results demonstrated that cells of R. microplus and A. cajennense have the potential to be used as growth substrate for B. burgdorferi in the study of its interaction with host cells.

Borrelia burgodorferi, o agente da borreliose de Lyme, é uma espiroqueta transmitida por carrapatos aos seres humanos e animais. Seu cultivo in vitro em células de carrapato permite estudos de sua biologia e propicia metodologia para futuras pesquisas no Brasil, para o isolamento de Borrelia spp. Nós examinamos in vitro as características de células embrionárias de Rhipicephalus microplus e Amblyomma cajennense, e a viabilidade de utilização dessas células embrionárias como um substrato para cultivo de B.burgdorferi. Subculturas foram preparadas a partir de culturas primárias de células embrionárias de R. microplus e A. cajennense mantidas em meio Leibovitz's (L-15) completo, a 28 ºC e 31 ºC, respectivamente. Com a formação da monocamada, o L-15 foi substituído pelo meio Barbour-Stoener-Kelly, para o experimento de infecção com B. burgdorferi nas culturas de células. Após 72 horas de cultivo, realizou-se a contagem das espiroquetas, as quais foram avaliadas sob microscópio invertido de contraste de fase e campo escuro (400×). Verificou-se a sobrevivência, a multiplicação e a aderência de B. burgdorferi em células embrionárias de R. microplus e A. cajennense. No estudo da cultura de B. burgdorferi com células embrionárias de R. microplus, observou-se, na contagem final, média de 2,4 × 10(7) espiroquetas/mL; no cultivo livre de células, verificou-se média de 2,5 × 10(7) espiroquetas/mL. No cultivo de A. cajennense, a contagem final de espiroquetas foi, em média, 1,7 × 10(7) espiroquetas/mL, enquanto que, para as cultivadas livres de células, se verificou média de 2,2 × 10(7) espiroquetas/mL. Resultado semelhante foi observado na contagem final de espiroquetas cultivadas em células de R. microplus e A. cajennense, quando comparado com o controle livre de células. Estes resultados demonstraram que células de R. microplus e A. cajennense têm o potencial para serem utilizadas como substrato para o crescimento de B. burgdorferi no estudo da interação com as células do hospedeiro.

Desempenho do programa BABSIM no estudo epidemiológico de Boophilus microplus (Canestrini, 1889) (Acari: Ixodidae)

Simulation models are useful tools in the analysis of bio-ecological interrelations of ticks. The purpose of the present work was to evaluate the performance of the BABSIM program, in epidemiological studies on B. microplus in the State of Minas Gerais, Brazil. Adjustments were made in the program by comparative analysis of B. microplus population curves observed and simulated in Pedro Leopoldo and São Miguel do Anta, State of Minas Gerais. Two sets of simulation were carried out. One used the original parameters of BABSIM, whereas in the other adjustments were made to the minimum temperature threshold for preoviposition, incubation host-finding and survival rate factors of B. microplus. The adjustments to biological parameters were able to increase the simulated infestation levels of ticks, but unable to improve the prediction of population dynamic in the São Miguel do Anta ecosystem. The simulation results with adjustments and original parameters, showed variability through the years, in comparison to experimental field results of Pedro Leopoldo. Despite the contribution of the simulation results to the analysis of variables determining changes on ticks population size in the studied ecosystems, they showed that BABSIM needs new submodels that represent the interconnection between parasite and ecological conditions. Besides, there is a need to modify the program making possible changes in the animal management within the same year of simulation and, therefore, justifying the population dynamic in different ecosystems with higher accuracy.

Os modelos de simulação são ferramentas úteis na análise das inter-relações bioecológicas dos carrapatos. Partindo dessa premissa, objetivou-se avaliar o desempenho do programa BABSIM como auxiliar no estudo epidemiológico de B. microplus para o Estado de Minas Gerais, validando-se os ajustes no programa pela análise comparativa das curvas populacionais observadas e simuladas em Pedro Leopoldo e São Miguel do Anta, MG. As simulações foram realizadas com o programa BABSIM utilizando-se os parâmetros biológicos originais do programa e com ajustes nas temperaturas mínimas para oviposição e incubação dos ovos, no índice de encontro do hospedeiro pelas larvas, e no índice de sobrevivência dos estádios de vida livre. Os ajustes nos parâmetros biológicos propiciaram aumento na intensidade da carga parasitária, porém não foram suficientes para representar com maior precisão a dinâmica populacional no ecossistema em São Miguel do Anta. As simulações procedidas com os parâmetros biológicos originais e ajustados apresentaram comportamento variável para os diferentes anos em relação aos observados no estudo experimental de Pedro Leopoldo. Apesar de os resultados das simulações terem contribuído para a análise do conjunto de variáveis que interagem para determinar as variações do tamanho das populações de carrapatos nos ecossistemas estudados, eles indicaram, também, a necessidade de introduzir modificações nos submodelos que representam as inter-relações parasito-ambiente antrópico, assim como a necessidade de modificar o programa para permitir alterações de manejo dos animais, dentro de um mesmo ano de simulação, e, dessa maneira, justificar com maior precisão a dinâmica populacional em diferentes tipos de ecossistemas.

Desempenho do programa BABSIM no estudo epidemiológico de Boophilus microplus (Canestrini, 1889) (Acari: Ixodidae)

Simulation models are useful tools in the analysis of bio-ecological interrelations of ticks. The purpose of the present work was to evaluate the performance of the BABSIM program, in epidemiological studies on B. microplus in the State of Minas Gerais, Brazil. Adjustments were made in the program by comparative analysis of B. microplus population curves observed and simulated in Pedro Leopoldo and São Miguel do Anta, State of Minas Gerais. Two sets of simulation were carried out. One used the original parameters of BABSIM, whereas in the other adjustments were made to the minimum temperature threshold for preoviposition, incubation host-finding and survival rate factors of B. microplus. The adjustments to biological parameters were able to increase the simulated infestation levels of ticks, but unable to improve the prediction of population dynamic in the São Miguel do Anta ecosystem. The simulation results with adjustments and original parameters, showed variability through the years, in comparison to experimental field results of Pedro Leopoldo. Despite the contribution of the simulation results to the analysis of variables determining changes on ticks population size in the studied ecosystems, they showed that BABSIM needs new submodels that represent the interconnection between parasite and ecological conditions. Besides, there is a need to modify the program making possible changes in the animal management within the same year of simulation and, therefore, justifying the population dynamic in different ecosystems with higher accuracy.

Os modelos de simulação são ferramentas úteis na análise das inter-relações bioecológicas dos carrapatos. Partindo dessa premissa, objetivou-se avaliar o desempenho do programa BABSIM como auxiliar no estudo epidemiológico de B. microplus para o Estado de Minas Gerais, validando-se os ajustes no programa pela análise comparativa das curvas populacionais observadas e simuladas em Pedro Leopoldo e São Miguel do Anta, MG. As simulações foram realizadas com o programa BABSIM utilizando-se os parâmetros biológicos originais do programa e com ajustes nas temperaturas mínimas para oviposição e incubação dos ovos, no índice de encontro do hospedeiro pelas larvas, e no índice de sobrevivência dos estádios de vida livre. Os ajustes nos parâmetros biológicos propiciaram aumento na intensidade da carga parasitária, porém não foram suficientes para representar com maior precisão a dinâmica populacional no ecossistema em São Miguel do Anta. As simulações procedidas com os parâmetros biológicos originais e ajustados apresentaram comportamento variável para os diferentes anos em relação aos observados no estudo experimental de Pedro Leopoldo. Apesar de os resultados das simulações terem contribuído para a análise do conjunto de variáveis que interagem para determinar as variações do tamanho das populações de carrapatos nos ecossistemas estudados, eles indicaram, também, a necessidade de introduzir modificações nos submodelos que representam as inter-relações parasito-ambiente antrópico, assim como a necessidade de modificar o programa para permitir alterações de manejo dos animais, dentro de um mesmo ano de simulação, e, dessa maneira, justificar com maior precisão a dinâmica populacional em diferentes tipos de ecossistemas.