Anonaine from Annona crassiflora inhibits glutathione S-transferase and improves cypermethrin activity on Rhipicephalus (Boophilus) microplus (Canestrini, 1887).

Rhipicephalus (Boophilus) microplus (Canestrini, 1887) is one of the most important ectoparasites of cattle, causing severe economic losses in tropical and subtropical regions of the world. The selection of resistance to the most commonly used commercial acaricides has stimulated the search for new products for tick control. The identification and development of drugs that inhibit key tick enzymes, such as glutathione S-transferase (GST), is a rational approach that has already been applied to other parasites than ticks. In this context, alkaloids such as anonaine display several biological activities, including an acaricidal effect. This study aimed to assess the specific inhibition of the R. microplus GST by anonaine, and analyze the effect on ticks when anonaine is combined with cypermethrin. For this purpose, a molecular docking analysis was performed using an R. microplus GST three-dimensional structure model with anonaine and compared with a human GST-anonaine complex. The absorption, distribution, metabolism, excretion, and toxicity properties of anonaine were also predicted. Then, for in vitro analyses, anonaine was isolated from Annona crassiflora (Martius, 1841) leaves. The inhibition of purified recombinant R. microplus GST (rRmGST) by anonaine and the effect of this alkaloid on cypermethrin efficacy towards R. microplus were assessed. Anonaine has a higher affinity to the tick enzyme than to the human enzyme in silico and has moderate toxicity, being able to inhibit, in vitro, rRmGST up to 37.5% in a dose-dependent manner. Although anonaine alone has no activity against R. microplus, it increased the cypermethrin effect on larvae, reducing the LC50 from 44 to 22 µg/mL. In conclusion, anonaine is a natural compound that can increase the effect of cypermethrin against R. microplus.

The dynamics of energy metabolism in the tick embryo / A dinâmica do metabolismo energético em embriões de carrapato

Abstract The cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus is an ectoparasite capable of transmitting a large number of pathogens, causing considerable losses in the cattle industry, with substantial damage to livestock. Over the years, important stages of its life cycle, such as the embryo, have been largely ignored by researchers. Tick embryogenesis has been typically described as an energy-consuming process, sustaining cell proliferation, differentiation, and growth. During the embryonic stage of arthropods, there is mobilization of metabolites of maternal origin for the development of organs and tissues of the embryo. Glycogen resynthesis in late embryogenesis is considered as an effective indicator of embryonic integrity. In the cattle tick R.(B. (B.) microplus, glycogen resynthesis is sustained by protein degradation through the gluconeogenesis pathway at the end of the embryonic period. Despite recent advancements in research on tick energy metabolism at the molecular level, the dynamics of nutrient utilization during R. (B.) microplus embryogenesis is still poorly understood. The present review aims to describe the regulatory mechanisms of carbohydrate metabolism during maternal-zygotic transition and identify possible new targets for the development of novel drugs and other control measures against R. (B.) microplus infestations.

Resumo O carrapato bovino Rhipicephalus (B.) microplus é um ectoparasita capaz de transmitir diversos patógenos, sendo responsável por grandes perdas na pecuária pelos danos causados ao gado. Atualmente, muitos estudos têm negligenciado fases importantes do ciclo de vida deste parasita, como a fase embrionária. A embriogênese é classicamente descrita como um processo que demanda um consumo de energia, possibilitando a proliferação celular, diferenciação e crescimento. Além disso, em artrópodes, o estágio da embriogênese é caracterizado pela mobilização de metabolitos de origem materna para o desenvolvimento de novos tecidos e órgãos. A ressíntese de glicogênio no final da embriogênese tem sido descrita em diversas espécies de artrópodes, sendo considerada um indicador de integridade do embrião. No caso do R. (B.) microplus a ressíntese de glicogênio é sustentada pela degradação de proteínas durante a gliconeogênese, no terço final da embriogênese. Apesar dos recentes avanços, no estudo molecular e do metabolismo energético, os mecanismos envolvidos na dinâmica da utilização de diferentes substratos energéticos durante a embriogênese do carrapato R. (B.) microplus ainda é pouco entendido. Diante deste panorama, estudos que descrevam a regulação destes mecanismos e da associação do metabolismo de carboidratos com a transição materno zigótica, pode auxiliar na busca de novos alvos para o desenvolvimento de novos acaricidas e outras intervenções para o controle infestações de R. (B.) microplus.

The dynamics of energy metabolism in the tick embryo.

The cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus is an ectoparasite capable of transmitting a large number of pathogens, causing considerable losses in the cattle industry, with substantial damage to livestock. Over the years, important stages of its life cycle, such as the embryo, have been largely ignored by researchers. Tick embryogenesis has been typically described as an energy-consuming process, sustaining cell proliferation, differentiation, and growth. During the embryonic stage of arthropods, there is mobilization of metabolites of maternal origin for the development of organs and tissues of the embryo. Glycogen resynthesis in late embryogenesis is considered as an effective indicator of embryonic integrity. In the cattle tick R.(B. (B.) microplus, glycogen resynthesis is sustained by protein degradation through the gluconeogenesis pathway at the end of the embryonic period. Despite recent advancements in research on tick energy metabolism at the molecular level, the dynamics of nutrient utilization during R. (B.) microplus embryogenesis is still poorly understood. The present review aims to describe the regulatory mechanisms of carbohydrate metabolism during maternal-zygotic transition and identify possible new targets for the development of novel drugs and other control measures against R. (B.) microplus infestations.

A revision of two distinct species of Rhipicephalus: R. microplus and R. australis / Uma revisão sobre duas espécies distintas de Rhipicephalus: R. microplus e R. Australis

ABSTRACT: Rhipicephalus ( Boophilus) species are monoxenous ticks with seasonal distribution in tropical and subtropical regions. For many years, Rhipicephalus micropluswas considered as a single species; however, further analysis split these ticks into two distinct species. Because R. microplusand R. australisshare similar attributes, it is hard to discriminate these two species and explain the changes in the classification of these parasites over the past decades. The reappearance of R. australisis an outcome of new research, which has afforded to better characterize these probably cryptic species. Evidence based on morphological features, the lack of conspecificity, microsatellite markers, mitochondrial 12S and 16S ribosomal DNA, and mitochondrial genome supports the re-classification of R. microplusas different species. Therefore, populations of R. microplusfrom Australia, Cambodia, Philippines, Indonesia, New Caledonia, Borneo, New Guinea, Tahiti and parts of Southeast Asia were recently reinstated as R. australis. Moreover, a better knowledge on the speciation between these two species could pave the way to important advances in tick control strategies.

RESUMO: As espécies pertencentes ao gênero Rhipicephalus (Boophilus) são carrapatos monoxenos de distribuição sazonal em regiões tropicais e subtropicais. Por muito anos, duas espécies de carrapatos foram consideradas como Rhipicephalus microplus.Contudo, estudos recentes reclassificaram esse carrapato em duas espécies: R. micropluse R. australis. Em razão de diversas semelhanças entre R. micropluse R. australis,distinguir essas duas espécies torna-se uma tarefa árdua, o que explica as mudanças de classificação dessas espécies nas últimas décadas. O reaparecimento da espécie R. australissurge com novas pesquisas, resultado de uma melhor caracterização dessas prováveis espécies crípticas. Evidências baseadas em análises das características morfológicas, na ausência de co-especificidade, em marcadores de microssatélites, no DNA ribossomal mitocondrial 12S e 16S, assim como no genoma mitocondrial, suportam a re-classificação de R. micropluscomo duas espécies distintas. Nesse sentido, populações de R. microplusda Austrália, Camboja, Nova Caledônia, Bornéo, Filipinas, Nova Guiné, Indonésia e Taiti foram recentemente renomeadas como R. australis. Além disso, um melhor entendimento sobre a especiação e localização dessas duas espécies pode trazer avanços importantes para melhorar as estratégias de controle desses carrapatos.

Granulomatous myelitis associated with hemorrhagic syndrome due to consumption of Vicia villosa by cattle / Mielite granulomatosa associada à síndrome hemorrágica devido ao consumo de Vicia villosa em um bovino

An unusual case of spontaneous Vicia villosa poisoning affected a 6-year-old Holstein cow. Although the most striking findings included a generalized hemorrhagic condition associated with granulomatous myelitis, histological lesions typically seen with the vetch-associated systemic granulomatous syndrome were also present. Prominent gross findings were bloody nasal and oral discharges, disseminated hemorrhages, and bloody feces. Generalized hemorrhages associated with infiltration of numerous organs by lymphocytes, plasma cells, macrophages, multinucleated giants cells, and eosinophils were the main microscopic findings. Anti-CD68 immunostaining confirmed the presence of moderate histiocytic infiltrate and multinucleated giant cells in the bone marrow. These changes in the bone marrow probably caused the generalized hemorrhagic changes described here.

Um bovino Holandês de seis anos naturalmente intoxicado pela Vicia villosa apresentou lesões não comumente encontradas nessa intoxicação. Embora a lesão mais evidente fosse hemorragia generalizada associada à mielite granulomatosa, as lesões granulomatosas típicas da intoxicação pela ervilhaca também estavam presentes histologicamente. Os principais achados macroscópicos foram hemorragias nasal e oral, hemorragias generalizadas e fezes com sangue. Lesões hemorrágicas generalizadas associadas com infiltrado inflamatório de linfócitos, plasmócitos, macrófagos, células gigantes multinucleadas e eosinófilos foram os principais achados microscópicos encontrados. O teste imuno-histoquímico anti-CD68 confirmou a presença de infiltrado moderado de macrófagos e de células gigantes multinucleadas na medula óssea. As alterações na medula óssea provavelmente constituem a causa da hemorragia generalizada descrita nesse caso.

Análise in vitro da eficácia do amitraz sobre populações de Rhipicephalus (Boophilus) microplus (Canestrini, 1887) da região sul do Rio Grande do Sul / In vitro analysis of amitraz efficacy against Rhipicephalus (Boophilus) microplus (Canestrini, 1887) populations of southern region of Rio Grande do Sul state

Formulações comerciais à base de amitraz são muito utilizadas como acaricidas na Região Sul do Rio Grande do Sul, contudo sem maiores estudos da sua eficácia nessa região. O presente estudo objetivou estimar a frequência de populações de R. (B.) microplus resistente ao amitraz na Região Sul do Rio Grande do Sul, e comparar a eficácia de cinco produtos comerciais à base desse princípio ativo. Os resultados demonstraram que, em 23% das populações estudadas, o amitraz teve uma eficácia inferior a 69%. Em 29% dessas amostras de carrapatos, o grau de eficácia foi igual a zero, sugerindo a presença de altos níveis de resistência ao amitraz. Além disso, o produto comercial mais utilizado na região demonstra o menor índice de eficácia. Esses resultados alertam sobre a possibilidade da dispersão de populações de carrapatos resistentes, o que justifica a necessidade de direcionar pesquisas visando a novas alternativas e produtos para o controle desse parasito.

Commercial formulation of the amitraz is the most used acaricide in the southern region of Rio Grande do Sul State, however scientific data about the efficacy of these products in this region are sparse. The aim of the present study was to evaluate the frequency of R. (B.) microplus populations resistant to amitraz acaricides in the Southern region of Rio Grande do Sul State. So, the efficacies of five commercial products containing amitraz were compared. Results showed that the efficacy of amitraz acaricides was lower than 69% in 23% of studied populations. Nearly 29% of the tick samples showed an acaricide efficacy equal to zero, suggesting the presence of a high level of resistance to amitraz. Moreover, the most used commercial product in the region showed the lowest efficacy index. These results alert about the possible spreading of resistant on tick populations and justify research directed toward the search for alternative products to control this parasite.

New approaches toward anti-Rhipicephalus (Boophilus) microplus tick vaccine / Novas estratégias para o desenvolvimento de uma vacina contra o carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus

The tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus (formerly Boophilus microplus) is the major ectoparasite affecting livestock in America, Asia, Africa, and Oceania. Conventional tick control is based on the use of acaricides but immunization of bovines with tick gut proteins induces only a partial protective immune response. Based on this information, distinct research groups have explored the possibility of protecting the animals by inducing an immune response against other tick proteins. However, the antigens so far described do not induce the necessary protection for suppressing the use of acaricides. Currently, several groups are engaged in identifying new tick proteins to be used as targets for the development of new vaccines. This approach focuses on the enhancement of the immunogenicity of antigens already tested by incorporating new adjuvants or formulations and by searching for new antigens. This paper reviews the work done by Brazilian researchers to develop a vaccine against this tick.

O carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus (anteriormente Boophilus microplus) é o principal ectoparasita que afeta bovinos na América, Ásia, África e Oceania e o seu controle é tradicionalmente realizado através do uso de acaricidas. Experimentos de imunização com proteínas do carrapato mostram que a resposta imune desenvolvida pelos bovinos vacinados protege, em parte, os animais do parasitismo. Baseado nessas observações, vários grupos de pesquisa exploram a possibilidade de proteger os animais pela indução de uma resposta imune contra proteínas do carrapato. Entretanto, os antígenos já caracterizados não asseguram o grau de proteção necessário para suprimir o uso de acaricidas. Portanto, esses grupos de pesquisa estão engajados na tentativa de identificar novas proteínas que possam ser utilizadas para o desenvolvimento de novas vacinas, as quais possam induzir maior imunogenicidade de que os antígenos já testados, através do uso de novas formulações e/ou pela incorporação de adjuvantes. O presente artigo apresenta uma revisão da literatura sobre os resultados obtidos por pesquisadores brasileiros no desenvolvimento de vacinas contra o carrapato.