Caracterización del microbioma de las garrapatas como estrategia para identificar taxones clave cuya manipulación modifica su capacidad vectorial

Resumen

El uso de vacunas antimicrobiota constituye una alternativa para controlar las enfermedades transmitidas por garrapatas. La inmunización exitosa con este tipo de vacunas en Ixodes ricinus apoya la aplicación de esta estrategia en otras especies de garrapatas. Sin embargo, para ello, es crucial el análisis del microbioma de estas garrapatas y su perfil funcional, así como sus interacciones en las interfases patógeno-patógeno y patógeno-comunidad microbiana. El presente estudio demuestra que los microbiomas de las especies de garrapatas Rhipicephalus microplus, Ixodes scapularis, Ornithodoros moubata, y Ornithodoros erraticus, son consorcios microbianos dinámicos influenciados por sus taxones clave y sus interacciones biológicas. La interacción patógeno-patógeno analizada mediante la detección de infecciones simultáneas en humanos, ganado bovino y garrapatas detectó la co-infección con Borrelia lusitaniae y Rickettsia helvetica en I. ricinus. Esto sugiere la ausencia de interferencia entre estos patógenos que pueden coexistir en el vector probablemente por diferencias en el tropismo y diferentes mecanismos de patogénesis. Por otro lado, la coexistencia de Borrelia afzelii y Borrelia miyamotoi en I. ricinus sugirió la heterogeneidad genotípica entre estas especies. Adicionalmente, la variación en los patrones temporales de interacción entre patógenos que se analizó en bovinos y garrapatas R. microplus mostró la persistencia de Anaplasma marginale sin signos clínicos de anaplasmosis en los bovinos. Sin embargo, la presencia variable de A. marginale detectada en R. microplus podría explicarse por interacciones antagónicas del patógeno con el microbioma. De hecho, en las garrapatas con infección simple de A. marginale, la dinámica temporal del microbioma mostró variaciones en los patrones de coexistencia del patógeno. El estudio de garrapatas I. scapularis infectadas por Anaplasma phagocytophilum mostró diferencias en la distribución de vías metabólicas de la microbiota, sugiriendo cambios en sus perfiles funcionales y nuevas interacciones microbianas inducidas durante el proceso de colonización del patógeno. De todos estos resultados se infiere que las comunidades microbianas asociadas a las garrapatas coexisten en un ambiente dinámico sometido a presiones de selección, como la presencia y multiplicación de patógenos. En este contexto, el estudio de las interacciones de la comunidad microbiana de O. erraticus y O. moubata permitió analizar la biodiversidad y el ensamblaje de las mismas sin la presión de selección ejercida por la tasa de multiplicación de patógenos. Ornithodoros erraticus y O. moubata mostraron diferentes patrones de ensamblaje comunitario, atribuido a diferencias del transcriptoma y la anatomofisiología del intestino medio entre ambas especies de garrapatas blandas, lo cual puede sustentar las diferencias en su competencia vectorial informadas previamente. Este estudio demostró que la diversidad microbiana en el intestino medio es mayor en O. erraticus comparada a O. moubata, sugiriendo que la microbiota de O. erraticus ofrecerá mayor resistencia a la colonización por patógenos y, por tanto, será menos competente para transmitirlos. Por último, la identificación de taxones clave en los microbiomas de R. microplus, I. scapularis, O. moubata, y O. erraticus que modulan significativamente la diversidad, composición y ensamblaje de la comunidad microbiana, es un resultado esencial para usarlos como candidatos potenciales para el desarrollo de vacunas antimicrobiota.