Leishmania spp. infection rate and feeding patterns of sand flies (Diptera: Psychodidae) from a hyperendemic cutaneous leishmaniasis community in Panamá

Abstract

Abstract. American cutaneous leishmaniasis (ACL) is a common and important vector-borne parasitic zoonosis in Panam ´a. Here, we study Leishmania spp. infection rates and blood-feeding patterns among common sand flies in Trinidad de Las Minas, a rural community with hyperendemic ACL transmission, and where a deltamethrin fogging trial was performed. Sand flies were collected from April 2010 to June 2011 with light traps installed inside and in the peridomicile of 24 houses. We restricted our analysis to the most abundant species at the study site: Lutzomyia trapidoi, Lutzomyia gomezi, Lutzomyia panamensis, Lutzomyia triramula, and Lutzomyia dysponeta. We detected Leishmania spp. infection in sand flies by polymerase chain reaction (PCR) amplification of the internal transcribed spacer region 1 (ITS-1) in pooled females (1–10 females per pool). Host species of engorged sand flies were identified using a cytochrome b PCR. From 455 sand fly pools analyzed, 255 pools were positive for Leishmania spp., with an estimated infection rate (confidence interval) of 0.096 [0.080–0.115] before the deltamethrin fogging which slightly, but not significantly (P > 0.05), increased to 0.116 [0.098–0.136] after the deltamethrin fogging. Blood meal analysis suggested that pigs, goats, and birds were the most common sand fly blood sources, followed by humans and domestic dogs. DNA sequencing from a subsample of ITS-1 positive pools suggests that Leishmania panamensis, Leishmania naiffi, and other Leishmania spp. were the parasite species infecting the most common vectors at the study site. Our data confirm an association between sand fly species, humans, domestic dogs, and pigs and Leishmania spp. parasites in rural Panamá.Resumen. La leishmaniasis cutánea americana (LCA) es una zoonosis parasitaria común e importante transmitida por vectores en Panamá. Aquí estudiamos las tasas de infección por Leishmania spp. y los patrones de alimentación sanguínea entre las moscas de la arena comunes en Trinidad de Las Minas, una comunidad rural con transmisión hiperendémica de LCA, y donde se realizó un ensayo de nebulización con deltametrina. Las moscas de la arena fueron recolectadas desde abril de 2010 hasta junio de 2011 con trampas de luz instaladas dentro y en el peridomicilio de 24 casas. Restringimos nuestro análisis a las especies más abundantes en el lugar de estudio: Lutzomyia trapidoi, Lutzomyia gomezi, Lutzomyia panamensis, Lutzomyia triramula y Lutzomyia dysponeta. Se detectó la infección por Leishmania spp. en los flebótomos mediante la amplificación por reacción en cadena de la polimerasa (PCR) de la región espaciadora transcrita interna 1 (ITS-1) en hembras agrupadas (1-10 hembras por grupo). Las especies hospedadoras de las moscas de la arena engordadas se identificaron mediante una PCR del citocromo b. De los 455 grupos de moscas de la arena analizados, 255 grupos resultaron positivos a Leishmania spp., con una tasa de infección estimada (intervalo de confianza) de 0,096 [0,080-0,115] antes de la nebulización con deltametrina, que aumentó ligeramente, pero no significativamente (P > 0,05), a 0,116 [0,098-0,136] después de la nebulización con deltametrina. El análisis de la harina de sangre sugirió que los cerdos, las cabras y los pájaros eran las fuentes de sangre más comunes de la mosca de la arena, seguidos por los humanos y los perros domésticos. La secuenciación del ADN de una submuestra de grupos positivos al ITS-1 sugiere que Leishmania panamensis, Leishmania naiffi y otras Leishmania spp. fueron las especies de parásitos que infectaron a los vectores más comunes en el lugar del estudio. Nuestros datos confirman una asociación entre las especies de moscas de la arena, los seres humanos, los perros domésticos y los cerdos y los parásitos de Leishmania spp. en las zonas rurales de Panamá.