Deconstructing canine demodicosis

Abstract

Los ácaros Demodex son habitantes normales de la piel de los mamíferos. Los mismos se han adaptado a vivir dentro de los folículos pilosos y las glándulas sebáceas de la piel de sus huéspedes mamíferos. La demodicosis puede ser definida como una enfermedad inflamatoria cutánea caracterizada por la presencia de una sobrepoblación de ácaros Demodex. Se considera que la respuesta inmunitaria celular es la responsable del control de la población de ácaros, mientras que los roles de las respuestas inmunitarias humoral e innata, son desconocidos. En los animales domésticos, la forma más grave de la demodicosis, la padecen los perros. En consecuencia, la demodicosis canina es la enfermedad más estudiada. Se han identificado dos especies de ácaros Demodex en perros: Demodex canis y Demodex injai; mientras se ha propuesto una tercera especie denominada Demodex cornei. Muchos estudios han tratado de documentar la prevalencia de ácaros Demodex en los perros sanos mediante diferentes métodos. En la presente tesis doctoral, se describe una técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) a tiempo real para detectar ADN de Demodex (secuencia del gen de la quitina sintetasa) en pelos de perros. Ésta técnica demostró la presencia de ácaros Demodex en porcentajes más altos que en los estudios anteriores, sugiriendo que los ácaros Demodex están presentes en todos los perros sanos independientemente de la edad, sexo, raza o pelaje. Además, la técnica demuestra que las poblaciones de Demodex están distribuidas a lo largo del cuerpo de los perro en pequeño número. Con el fin de establecer las relaciones filogenéticas entre las dos especies caninas y la propuesta tercera especie, amplificamos y secuenciamos un fragmento del ADN mitocondrial de la subunidad ribosomal 16S. El análisis filogenético demuestra que D. injai es una especie diferente de D. canis y que D. cornei es probablemente una variante morfológica de D. canis. Además, se desarrolló y estandarizó una técnica de PCR convencional para la detección específica de ADN de D. injai. Ésta técnica demostró que D. injai también es un habitante normal de la piel de algunos perros y que en la mayoría de los casos clínicos de demodicosis canina, la sobrepoblación de D. injai es infrecuente. Finalmente, con el fin de ampliar los conocimientos de la respuesta humoral en la demodicosis canina, obtuvimos un extracto antigénico crudo de D. canis y demostramos, mediante una técnica de Western-blot, la presencia de inmunoglobulinas G contra diversos antígenos de D. canis en el suero de perros sanos, de perros con demodicosis juvenil generalizada con o sin infección cutánea secundaria. En conclusión, ésta tesis doctoral demuestra que los ácaros Demodex son habitantes normales de la piel canina y que se distribuyen en pequeño número a lo largo del pelaje canino. Además, los ácaros D. canis deben ser considerados una especie diferente a ácaros D. injai y, los ácaros D. cornei, una variante morfológica del mismo. Por otro lado, los perros sanos y los perros con demodicosis juvenil generalizada presentan una respuesta humoral adquirida y anticuerpos dirigidos contra diversos antígenos proteicos de D. canis.

It is considered that Demodex mites are normal inhabitants of the mammalian skin. They have been adapted to live inside skin hair follicles and sebaceous glands of mammalian hosts. Demodicosis can be defined as an inflammatory skin disease characterized by the presence of Demodex mite overpopulation. It is considered that the cellular immune response is responsible for the control of mite population, while the role of the humoral and innate immune responses remains unknown. In domestic animals, the most severe form of demodicosis occurs in dogs. Consequently, canine demodicosis is the most studied disease produced by Demodex mites. Two canine Demodex species have been identified: Demodex canis, and Demodex injai, while a third species unofficially named Demodex cornei, has been proposed. Many studies have tried to report Demodex prevalence in healthy dogs by different methods. In the present doctoral thesis, we described a real-time PCR technique to detect Demodex DNA (sequence of chitin synthase gene) in canine hair samples. This technique demonstrated the presence of Demodex mites in higher percentages than previous reports, suggesting that Demodex mites are present in all healthy dogs independent of age, sex, breed, or coat. Furthermore, Demodex populations were distributed in small numbers along the dog’s body. In order to analyze the phylogenetic relationships between the two canine Demodex species and the proposed third species, we amplified and sequenced a fragment of the mitochondrial 16S rDNA gene. Phylogenetic analysis revealed that D. injai is a different species from D. canis. In addition, it demonstrated that D. cornei is probably a morphological variant of D. canis. A conventional PCR for the specific detection of D. injai DNA was also developed and standardized. This technique demonstrated that D. injai is also a normal inhabitant of some dogs. Moreover, it suggested that in the majority of clinical canine demodicosis cases, an overgrowth of D. injai is unlikely. Finally, to enlighten the field of the humoral response in canine demodicosis, a D. canis crude extract antigen was obtained and we demonstrated the presence of immunoglobulins G against several D. canis antigens in the sera of healthy dogs and in the sera of dogs with juvenile generalized demodicosis with and without secondary complicating pyoderma by western blot technique. In conclusion, this doctoral thesis demonstrated that Demodex mites are normal inhabitant of the canine skin, they are present in the majority of dogs, and are distributed in very low numbers along all the haired skin. Furthermore, Demodex injai must be considered a different species from D. canis, and D. cornei is a probable morphological variant of D. canis. Healthy dogs and dogs with canine juvenile generalized demodicosis have an acquired humoral immune response against Demodex mites and present serum antibodies directed against several Demodex canis protein antigens.