O carrapato Lone Star, Amblyomma americanum, fatores salivares exacerbam o resultado clínico da doença do vírus Heartland em um modelo animal pequeno

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 13304 (2023) Citar este artigo

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O vírus Heartland foi isolado pela primeira vez em 2009 de dois pacientes no Missouri e é transmitido pelo carrapato Lone Star, Amblyomma americanum. Para compreender a transmissão e a patogénese da doença, é necessário desenvolver um modelo animal que utilize a via natural de transmissão e se manifeste de forma semelhante aos casos humanos documentados. Aqui descrevemos nossas investigações sobre a identificação de camundongos A129 como o modelo animal pequeno mais apropriado para a patogênese da HRTV que imita os resultados clínicos humanos. Investigamos ainda o impacto da saliva do carrapato no aumento da transmissão de patógenos e nos resultados clínicos. Nossas investigações revelaram um aumento na carga viral nos grupos de camundongos que receberam vírus e extrato de glândula salivar de carrapato (SGE). Os baços de todos os camundongos infectados apresentaram hematopoiese extramedular (HE), polpa branca esgotada e ausência de centros germinativos. Esta observação imita a esplenomegalia observada em casos humanos naturais. No grupo que recebeu HRTV e SGE de carrapatos, o resultado clínico da infecção por HRTV foi exacerbado em comparação com a infecção apenas por HRTV. Os escores EH e a presença de antígenos virais no baço foram maiores em camundongos que receberam HRTV e SGE de carrapatos. Em conclusão, desenvolvemos um modelo animal pequeno que imita a infecção humana natural e também demonstramos o impacto dos fatores salivares do carrapato na exacerbação da infecção por HRTV.

As carraças têm sido um vector conhecido de vírus que causam doenças humanas há mais de um século1 e a distribuição geográfica das carraças e dos agentes patogénicos que transmitem abrange grande parte do globo2,3. Embora as razões não sejam totalmente compreendidas, o número de casos de vírus transmitidos por carrapatos tem aumentado nas últimas décadas3,4,5,6,7. Desde 2007, vírus recentemente descobertos transmitidos por carrapatos, incluindo o bandavírus Dabie, o agente causador da febre grave e da síndrome de trombocitopenia (SFTS), o vírus Bourbon, o agente causador da doença do vírus Bourbon, e o vírus Heartland (HRTV), o agente causador da Heartland doença viral, foram identificados tanto por casos humanos quanto por exame retrospectivo de soro humano ou animal e carrapatos coletados em campo8,9,10,11. O vírus Heartland (família Phenuiviridae, gênero Bandavirus) é uma doença emergente transmitida por carrapatos, isolada pela primeira vez em 2009 de dois humanos doentes no Missouri, EUA9. Após a descoberta inicial da HRTV, houve mais de 50 casos humanos confirmados abrangendo 14 estados (Fig. 1)12,13. Os sintomas da doença HRTV são semelhantes aos do SFTSV intimamente relacionado, que foi isolado na China em 20078, e incluem febre, dor de cabeça, fadiga, náusea, dores musculares e articulares e anorexia, com exames de sangue mostrando trombocitopenia, leucopenia e enzimas hepáticas elevadas9 ,12,14. Houve quatro casos fatais conhecidos de HRTV, todos em indivíduos com comorbidades substanciais14,15,16,17. A triagem de sangue coletado em 2013 de doadores de sangue no noroeste do Missouri estimou a soroprevalência humana em áreas endêmicas em 0,9%, enquanto o teste de indivíduos com doença de etiologia desconhecida e sintomas consistentes com a doença HRTV identificou infecção aguda e prévia em sete estados18,19. O carrapato Lone Star, Amblyomma americanum, foi implicado como vetor da HRTV. Pools de carrapatos A. americanum coletados em campo adjacentes às casas dos pacientes índice, bem como em regiões próximas do Missouri e Kansas, testaram positivo para HRTV20,21,22,23. Os carrapatos Lone Star são agressivos na busca de hospedeiros e se alimentam prontamente de humanos . A distribuição atual de A. americanum inclui grande parte do Sudeste, Nordeste e Centro-Oeste dos Estados Unidos, mas relatórios de expansão geográfica, bem como modelagem de cenários de mudanças climáticas indicam aumento de áreas onde as condições ambientais são adequadas para o estabelecimento de A. americanum27,28 ,29,30,31. Embora casos humanos de HRTV não tenham sido detectados em todas as áreas onde A. americanum está presente, a vigilância limitada de animais selvagens e domésticos nessas áreas demonstrou soropositividade em múltiplas espécies, incluindo veados de cauda branca (Odocoileus virginianus), guaxinins (Procyon lotor) , coiotes (Canis latrans) e alces (Alces alces) em 18 estados e carrapatos infectados por HRTV em seis estados (Fig. 1)21,23,32,33,34,35,36,37. Os esforços para desenvolver modelos animais adequados para estudar a transmissão e a patogênese do HRTV têm sido limitados e os animais imunocompetentes não recapitulam os sintomas da doença humana38,39,40. Em ambos os trabalhos publicados anteriormente e com base em nossos experimentos, apenas os animais que não possuem receptores de Interferon (IFN) parecem ser suscetíveis à infecção por HRTV38,41,42. Até à data, os esforços de desenvolvimento de modelos animais concentraram-se principalmente nas interacções entre o agente patogénico e o hospedeiro, sem examinar minuciosamente o papel que o vector artrópode desempenha na transmissão e patogénese de doenças. O processo de alimentação dos carrapatos Ixodídeos é muito diferente de outros artrópodes hematófagos no que diz respeito à quantidade de sangue coletado e à duração da alimentação. Embora a picada de um mosquito, pulga ou mosquito possa ser concluída em poucos minutos, os carrapatos Ixodídeos se alimentam por vários dias ou semanas e aumentam significativamente de tamanho para acomodar uma grande refeição de sangue. Para facilitar a alimentação e evitar a detecção, a saliva do carrapato desenvolveu uma combinação complexa de compostos farmacologicamente ativos que auxiliam no bloqueio, modulação e supressão do hospedeiro na resposta de coceira e dor, resposta imunológica, cicatrização de feridas e respostas de coagulação43,44. Foi demonstrado que esses compostos mudam ao longo do processo de alimentação e podem variar entre os estágios de vida do carrapato45,46. Embora a finalidade destes compostos beneficie o vetor, eles também criam um ambiente que é permissivo à transmissão de patógenos através de um processo chamado transmissão ativada pela saliva (SAT) e exacerbam o curso da doença43,47,48,49. Para compreender a transmissão e a patogênese dos vírus transmitidos por artrópodes, é essencial examinar as interações entre o patógeno, o hospedeiro e o vetor. Os objetivos gerais desses estudos foram identificar um modelo animal pequeno que manifestasse alterações clínicas e patológicas consistentes com casos humanos de infecção por HRTV e, em seguida, avaliar o impacto da saliva do carrapato na patogênese.