Monitoring prevalence borrelií u ještěrek Lacerta viridis v České republice

Bc. Lucie Musilová

Master's thesis

Monitoring of borrelia pathogens in the European Green Lizard (Lacerta viridis) in the Czech Republic

Abstract:

Lymeská borelióza je v současnosti nejrozšířenější antropozoonózou přenášenou klíšťaty v Evropě, Asii a Severní Americe. Borrelie vykazují velkou schopnost přizpůsobit se různým prostředím, včetně vektorů - členovců a hostitelů - savců. Klíšťata rodu Ixodes, jsou ektoparazité, jež při sání lidské či zvířecí krve přenášejí různé druhy patogenních mikroorganismů. Ty jsou kromě boreliózy původci dalších závažných onemocnění jako je klíšťová encefalitida, anaplasmóza, babesióza a například tularémie. Tato práce je zaměřena na objasnění role ještěrek zelených (Lacerta viridis) v přenosovém cyklu borrelií. Jelikož ještěrky slouží jako hostitelé pro nedospělá stádia klíšťat, mohou být dle předpokladů rezervoáry patogenů, které jsou následně klíšťaty dále přenášeny. Teoretická část práce poskytuje informace o ještěrkách zelených, životním cyklu klíšťat a přenosu borrelií. V rámci praktické části byly na dvou lokalitách v Tichém údolí ve Středočeském kraji provedeny terénní odběry vzorků ocasních tkání a klíšťat sajících na ještěrkách. Tyto vzorky byly následně analyzovány na přítomnost borrelií v Národní referenční laboratoři pro lymeskou boreliózu ve Státním zdravotním ústavu v Praze za využití polymerázové řetězové reakce a gelové elektroforézy. Za pozitivní byla ještěrka považována v případě detekce borrelií ze vzorku ocasní tkáně a/nebo z larev klíšťat sajících na dotyčném jedinci. Výsledky výše uvedených analýz prokázaly, že Borrelia lusitaniae je u české populace ještěrek zelených přítomna a zároveň byla nejvíce zastoupeným druhem borrelií u tohoto druhu. Tato studie tak přináší první zprávu o výskytu B. lusitaniae na území České republiky. Celkem bylo v rámci výzkumu odchyceno 52 jedinců Lacerta viridis, z nichž bylo 12 ještěrek (23,1 %) pozitivních na přítomnost borrelií. Dále bylo odebráno 488 sajících klíšťat z 30 ještěrek (ostatní jedinci neměli žádné přisáté klíště). U většiny ještěrek (63,3 %), které měly alespoň jedno sající klíště, byla nalezena klíšťata pozitivní na borrelie. Nejčastěji detekovanou borrelií byla v přisátých larvách (91,9 %) a nymfách klíšťat (58,6 %) B. lusitaniae. Na základě statistického vyhodnocení bylo prokázáno, že průměrný počet sajících klíšťat na ještěrce se významně liší mezi lokalitami, což lze vysvětlit rozdíly ve vegetaci. Na lokalitě „Skály“ s převážně skalnatým povrchem bylo přistátých v průměru 5,3 klíšťat na ještěrku, zatímco na lokalitě „U lomu“ s hustou vegetací 12,7 klíšťat na ještěrku. Zároveň v této lokalitě bylo odebráno z jedné ještěrky nejvíce 67 klíšťat. V rámci této studie bylo potvrzeno, že ještěrky Lacerta viridis v České republice jsou rezervoárem této bakterie, což vyplývá také ze zastoupení B. lusitaniae detekované v klíšťatech nasbíraných z vegetace metodou vlajkování, které bylo na sledovaných lokalitách výrazně vyšší než na lokalitách bez výskytu ještěrek. Podíl B. lusitaniae z celkového množství detekovaných borrelií v klíšťatech z vegetace se významně lišil mezi sledovanými lokalitami. Zatímco na lokalitě „U lomu“ byla majoritní B. lusitaniae (66,7 %), na lokalitě „Skály“ převládal druh B. afzelii (57,1 %). Tento jev lze vysvětlit přítomností drobných hlodavců, kteří jsou typickým rezervoárem B. afzelii, na lokalitě „Skály“. Kromě borrelií, přenáší klíšťata celou řadu dalších patogenů, které představují potenciální zdravotní rizika z hlediska humánní i veterinární medicíny. Proto je žádoucí další výzkum na toto téma, přičemž by budoucí studie měly být zaměřeny na přítomnost dalších patogenů (např.

Abstract:

bakterie Rickettsia, Anaplasma a další) v ještěrkách (nejen L. viridis, ale také u ještěrek L. agilis a Zootoca vivipara).

Abstract:

Lyme borreliosis is currently the most frequent anthropozoonosis transferred by ticks in Europe, Asia and North America. Borreliae shows a great ability to adapt to different environments, including the anthropod vector, and the mammalian host. Ticks, especially species of Ixodes genus, are ectoparasites, which transmit various types of pathogenic microorganisms when bloodmeal on both humans and animals. Apart borreliosis, these microorganisms are agents of another serious diseases, such as tick-borne encephalitis, anaplasmosis, babesiosis and for instance tularemia. This thesis aimed to reveal the role of green lizards (Lacerta viridis) in the transmission cycle of Borreliae. Generally, lizards are well known hosts of juvenile ticks and may thus potential to serve as reservoir animal for the tick-borne pathogens. In the theoretical part, the thesis provides an information on green lizards, life cycle of Ixodes ricinus ticks and the transmission of borrelia. The practical part was then focused on sampling in the field (Tiché údolí, Central Bohemian Region) and subsequent laboratory analysis. The tail tissue of lizards and engorged ticks were used for detection of Borrelia in the samples. All the analysis were conducted in the National Reference Laboratory for Lyme Borreliosis at the National Institute of Public Health Prague, using polymerase chain reaction and gel electrophoresis. The lizard was considered to be positive either when borrelia was detected in its tail tissue or when at least one of attached tick larvae was borrelia positive. The obtained results showed that Borrelia lusitaniae is present in the Czech population of L. viridis and the species was even the dominant borrelia among the samples. Due to best of author´s knowledge, this study brings the first report of occurrence of this pathogen in the Czech Republic. In total, 12 out of 52 (23.1 %) L. viridis individuals were tested positive for borreliae. Also, 488 engorging ticks were removed from 30 lizards (no attached parasites were found on the rest of captured lizard). Regarding the analysis of removed ticks, the majority (63.3 %) of lizards had at least one borrelia-positive tick. Furthermore, B. lusitaniae formed 91.9 % of totally detected borreliae in removed larvae and 58.6 % in nymphs. The statistical evaluation showed that the number of ticks attached on lizards were significantly different between the studied localities. This phenomenon may be explained by differences in vegetation. While approximately 5.3 of ticks per lizard were found at the first locality “Skály”, which is rocky and covered with a minimum of vegetation, approximately 12.7 ticks were removed from lizards at the other locality “U lomu” overgrown by shrubs and bushes. Interestingly, the highest infestation was found on lizard from locality “U lomu”, from which 67 ticks were removed. Additionally, the hypothesis that L. viridis are reservoir for B. lusitaniae was confirmed by comparison of pathogen prevalence in tick collected by flagging at the studied localities and those collected at other sites. Regarding major pathogen at collected questing ticks, the significant difference was found between the studied localities. Borellia lusitaniae (66.7 %) was the major pathogen at overgrown locality ”U lomu”, while B. afzelii was dominant (57.1 %) on locality “Skály” with no vegetation. Here, the abundant occurrence of rodents, common hosts of B. afzelii, on locality “Skály”. Apart borreliae, ticks transmit many other pathogens, which are important from both human and veterinary medicine. Therefore, the further research on lizards as hosts and reservoirs is highly needed. Special attention should be paid to other bacteria such as Ricketssia, Anaplasma as well as to sample other lizards inhabiting Czech Republic (L. agilis, Zootoca vivipara).

Keywords

Borrelia lusitaniae, Borrelia burgdorferi, nemoci přenášené klíšťaty, Lacertidae, PCR

Keywords

Borrelia burgdorferi, tick-borne diseases, Lacertidae, PCR, Borrelia lusitaniae

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Martin Kulma, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Companion Animal Management