Genetic analysis of Theileria orientalis population in cattle following a theileriosis outbreak in Victoria, Australia

Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina VeterináriaBovine theileriosis is a tick-borne disease caused by one or more haemoprotozoan parasites of the genus Theileria. In the past, Theileria infection in cattle in Australia was largely asymptomatic and recognized to be associated with Theileria buffeli. However, in the recent years, outbreaks of theileriosis have occurred in beef and dairy cattle in subtropical climatic regions (New South Wales) of Australia. There is also one published report of a recent theileriosis outbreak on a beef farm near Seymour in the south-eastern state of Victoria. In order to gain an improved insight into the genetic composition of Theileria populations following this outbreak, we undertook herein an integrated PCR-coupled mutation scanning-sequencing-phylogenetic analysis of sequence variation in part of the major piroplasm surface protein (MPSP) gene within and among samples from cattle involved in the outbreak. Theileria DNA was detected in 89.4% of 94 cattle on the Seymour farm; the genetic analysis showed that the ikeda and chitose genotypes representing the Theileria orientalis complex were detected in 75% and 4.8% of 84 infected cattle, respectively, and that mixed populations of these two genotypes were found in 20.2% of infected cattle. Given unpublished reports of a significant increase in the number of outbreaks in Victoria, future investigations should focus sharply on elucidating the epidemiology of Theileria to subvert the economic impact on the cattle industry in this state. Although used here to explore genetic variation within the T. orientalis complex in Australia, a mutation scanning-based approach has broad applicability to other species of Theileria in other countries.RESUMO - ANÁLISE GENÉTICA DE POPULAÇÕES DE THEILERIA ORIENTALIS, EM BOVINOS, APÓS UM SURTO DE THEILERIOSE EM VITORIA, AUSTRÁLIA - A teileriose é uma doença transmitida por carraças e causada por hemoprotozoários pertencentes a uma ou mais espécies do género Theileria. Historicamente, a infecção de gado na Austrália, com este parasita, é considerada assintomática e associada especificamente à espécie Theileria buffeli. Contudo, nos últimos anos, surtos de teileriose têm ocorrido tanto em explorações de carne como de leite em regiões de clima subtropical da Austrália (Nova Gales do Sul). Recentemente foi publicado um relatório, correspondente a um surto de teileriose perto de Seymour, Victoria, um estado a sudeste do país. A fim de obter uma melhor compreensão sobre a composição genética das populações de Theileria envolvidas neste surto, foi levado a cabo um sistema de análise integrada de PCR - análise de mutações – sequenciação– filogenia, das variações existentes na sequência de parte do gene codificador da principal proteína de superfície do piroplasma (major piroplasm surface protein – MPSP), dentro e entre diferentes amostras provenientes de animais residentes na exploração envolvida no surto. O ADN do parasita foi detectado em 89,4% de 94 bovinos testados, na exploração de Seymour e a subsequente análise genética mostrou que os genótipos Ikeda e Chitose, representativos do complexo formado por diferentes estirpes pertencentes à espécie Theileria orientalis, foram detectados em 75% e 4,8% de 84 animais infectados, respectivamente, e que populações mistas compostas por ambos os genótipos foram detectadas em 20,2% desses mesmos animais. Dado que, relatórios não publicados apontam para um aumento significativo do número de surtos de teileriose em Victoria, futuras investigações deverão centrar-se fortemente na elucidação da epidemiologia deste parasita, a fim de avaliar o impacto económico que este poderá ter sobre a indústria bovina neste Estado. Ademais, apesar de usados neste estudo para explorar a variação genética das populações de T. orientalis na Austrália, uma abordagem baseada na análise de mutações tem ampla aplicabilidade para outras espécies de Theileria presentes em outros países