Phylogenetic Analysis Reveals a High Prevalence of Sporothrix brasiliensis in Feline Sporotrichosis Outbreaks

30 de novembro de 2020

A análise filogenética revela uma alta prevalência de Sporothrix brasiliensis em surtos de esporotricose felina

Autores

Anderson Messias Rodrigues, Marcus de Melo Teixeira, G. Sybren de Hoog, Tânia Maria Pacheco Schubach, Sandro Antonio Pereira, Geisa Ferreira Fernandes, Leila Maria Lopes Bezerra, Maria Sueli Felipe and Zoilo Pires de Camargo

Abstract

Sporothrix schenckii, previously assumed to be the sole agent of human and animal sporotrichosis, is in fact a species complex. Recently recognized taxa include S. brasiliensisS. globosaS. mexicana, and S. luriei, in addition to S. schenckii sensu stricto. Over the last decades, large epidemics of sporotrichosis occurred in Brazil due to zoonotic transmission, and cats were pointed out as key susceptible hosts. In order to understand the eco-epidemiology of feline sporotrichosis and its role in human sporotrichosis a survey was conducted among symptomatic cats. Prevalence and phylogenetic relationships among feline Sporothrix species were investigated by reconstructing their phylogenetic origin using the calmodulin (CAL) and the translation elongation factor-1 alpha (EF1α) loci in strains originated from Rio de Janeiro (RJ, n = 15), Rio Grande do Sul (RS, n = 10), Paraná (PR, n = 4), São Paulo (SP, n = 3) and Minas Gerais (MG, n = 1). Our results showed that S. brasiliensis is highly prevalent among cats (96.9%) with sporotrichosis, while S. schenckii was identified only once. The genotype of Sporothrix from cats was found identical to S. brasiliensis from human sources confirming that the disease is transmitted by cats. Sporothrix brasiliensis presented low genetic diversity compared to its sister taxon S. schenckii. No evidence of recombination in S. brasiliensis was found by split decomposition or PHI-test analysis, suggesting that S. brasiliensis is a clonal species. Strains recovered in states SP, MG and PR share the genotype of the RJ outbreak, different from the RS clone. The occurrence of separate genotypes among strains indicated that the Brazilian S. brasiliensis epidemic has at least two distinct sources. We suggest that cats represent a major host and the main source of cat and human S. brasiliensis infections in Brazil.

Resumo

Sporothrix schenckii, anteriormente considerado o único agente da esporotricose humana e animal, é na verdade um complexo de espécies. Táxons reconhecidos recentemente incluem S. brasiliensis, S. globosa, S. mexicana e S. luriei, além de S. schenckii sensu stricto. Nas últimas décadas, grandes epidemias de esporotricose ocorreram no Brasil devido à transmissão zoonótica, e os gatos foram apontados como principais hospedeiros suscetíveis. A fim de compreender a ecoepidemiologia da esporotricose felina e seu papel na esporotricose humana, foi realizado um inquérito entre gatos sintomáticos. Prevalência e relações filogenéticas entre as espécies felinas de Sporothrix foram investigadas através da reconstrução de sua origem filogenética usando os locos calmodulina (CAL) e fator de alongamento da tradução-1 alfa (EF1α) em cepas originárias do Rio de Janeiro (RJ, n = 15), Rio Grande do Sul (RS, n = 10), Paraná (PR, n = 4), São Paulo (SP, n = 3) e Minas Gerais (MG, n = 1). Nossos resultados mostraram que S. brasiliensis é altamente prevalente em gatos (96,9%) com esporotricose, enquanto S. schenckii foi identificado apenas uma vez. O genótipo de Sporothrix de gatos foi encontrado idêntico ao S. brasiliensis de fontes humanas, confirmando que a doença é transmitida por gatos. Sporothrix brasiliensis apresentou baixa diversidade genética em comparação com seu táxon irmão S. schenckii. Nenhuma evidência de recombinação em S. brasiliensis foi encontrada por decomposição parcial ou análise de teste de PHI, sugerindo que S. brasiliensis é uma espécie clonal. As cepas recuperadas nos estados SP, MG e PR compartilham o genótipo do surto de RJ, diferente do clone RS. A ocorrência de genótipos separados entre as cepas indicou que a epidemia brasileira de S. brasiliensis tem pelo menos duas origens distintas. Sugerimos que os gatos representam o principal hospedeiro e a principal fonte de infecções humanas por S. brasiliensis no Brasil.

Palavras-chave esporotricose, felinos, Sporothrix schenkii, Sporothrix braziliensis

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