Molecular detection of Sarcocystis aucheniae in the blood of llamas from Argentina

Abstract

Sarcocystis aucheniae are apicomplexan protozoa that infect South American camelids (SACs), giving rise to macroscopic cysts similar to rice grains in skeletal muscles. Visual detection of macrocysts in slaughtered animals hampers commercialization of SAC meat, a highly relevant economic exploitation for Andean rural families. Importantly, the consumption of undercooked S. aucheniae-infested meat causes gastroenteritis. A carnivore definitive host, possibly the dog, acquires the parasite when feeding on infected SAC meat, and later eliminates infective oocysts in its feces. The parasite cycle is completed when SACs ingest contaminated water or pastures. We hypothesized that parasite DNA can be detected in SAC blood using molecular methods. In order to test this hypothesis, a seminested PCR format was specifically designed to target the hypervariable 18S rRNA gene region of S. aucheniae. PCR conditions were optimized using genomic DNA extracted from macrocyst bradyzoites. A detection limit of up to 1 parasite in 10 l of llama blood was established based on DNA samples extracted from aliquots of S. aucheniae bradyzoite-spiked non-infected llama blood. The seminested PCR allowed to detect natural infections of S. aucheniae in llama blood samples originating in the Andean flatlands of Argentina. Specific amplification of S. aucheniae DNA was corroborated by amplicon sequencing. This is the first report of S. aucheniae detection in llama blood, which provides a valuable diagnostic tool for epidemiological studies and for the evaluation of the efficacy of control measures for this parasitosis.

Sarcocystis aucheniae es un protozoo apicomplexa que infecta a camélidos sudamericanos (CS), dando lugar a la formación de quistes macroscópicos similares a granos de arroz en los músculos esqueléticos. La detección visual de macroquistes en animales faenados dificulta la comercialización de la carne de CS, una explotación de gran relevancia para la economía de las familias rurales andinas. Es importante destacar que el consumo de carne infectada con S. aucheniae no suficientemente cocida causa gastroenteritis. Un hospedador definitivo carnívoro, posiblemente el perro, adquiere el parásito cuando se alimenta de carne de CS infectada y luego elimina ooquistes infectivos en las heces. El ciclo del parásito se completa cuando un CS ingiere agua o pasturas contaminadas. Hemos hipotetizado que es posible detectar ADN del parásito en la sangre de CS usando métodos moleculares. Para poner a prueba esta hipótesis, se dise˜nó una PCR semianidada que utiliza como blanco una región del gen 18S ARNr específica para S. aucheniae. Se optimizaron las condiciones de la PCR usando ADN genómico extraído de bradizoítos presentes en macroquistes. Se estableció un límite de detección de un parásito en 10 l de sangre de llama, basado en muestras de ADN extraído de alícuotas de sangre de llama no infectada a las que se agregaron cantidades conocidas de bradizoítos de S. aucheniae. Más aún, la PCR semianidada permitió la detección de infecciones naturales por este parásito en muestras de sangre de llama de la Puna argentina. La amplificación específica de ADN de S. aucheniae fue corroborada por secuenciación de los productos de amplificación. Este es el primer reporte de la detección de S. aucheniae en sangre de llama. Además, este estudio contribuye una herramienta diagnóstica valiosa para estudios epidemiológicos y para la evaluación de la efectividad de medidas de control para esta parasitosis.