Identification of Paragonimus mexicanus and P. caliensis in freshwater crabs from Costa Rica: evidence of zoonotic lung fluke diversity in Central America

Abstract

Paragonimus spp. are foodborne trematodes with complex life cycles involving freshwater snails and decapod crustaceans. In Central America, Paragonimus mexicanus is a known zoonotic agent, whereas the public health significance of P. caliensis remains unclear. Between 2015 and 2016, we surveyed freshwater crabs across 51 sites in 15 river basins spanning three major climatic regions in Costa Rica. A total of 419 crabs (10 species) were examined for metacercariae; male crabs were identified morphologically, and infected females were identified to species by 16S rRNA and COI sequencing. Metacercariae were detected in six crab species, three of which represent new hosts of Paragonimus. The highest prevalence in male crabs occurred in Ptychophallus uncinatus (55.6%, 25/45). Molecular analyses confirmed the presence of two Paragonimus species in crabs: P. mexicanus and P. caliensis. A binomial GLM showed that males had higher odds of infection than females (p = 0.0059). Most infections occurred in areas along the Caribbean coast and in the Northern Region, which drains into Lake Nicaragua and Río San Juan. A binomial GLM revealed that the probability of Paragonimus infection varied significantly across climatic regions. Crabs from the Caribbean slope had the highest odds of infection, followed by the Northern Region. In contrast, crabs from the Pacific slope were significantly less likely to be infected. These patterns support the existence of geographic clusters of transmission within Costa Rica. We provide the first species-level, molecular confirmation of infected female crabs in Costa Rica and identify three freshwater crab species as newly recognized second intermediate hosts. These findings expand the known host range and distribution of Paragonimus in Costa Rica and highlight the need for public health education about the risks of consuming undercooked freshwater crabs.

Las especies del género Paragonimus son trematodos transmitidos por los alimentos con ciclos de vida complejos en los que intervienen caracoles de agua dulce y crustáceos decápodos. En América Central, Paragonimus mexicanus es un agente zoonótico conocido, mientras que la importancia para la salud pública de P. caliensis sigue sin estar clara. Entre 2015 y 2016, realizamos un estudio de cangrejos de agua dulce en 51 lugares de 15 cuencas fluviales que abarcan tres regiones climáticas principales de Costa Rica. Se examinaron un total de 419 cangrejos (10 especies) en busca de metacercarias; los cangrejos machos se identificaron morfológicamente y las hembras infectadas se identificaron por especies mediante secuenciación del ARN ribosómico 16S y COI. Se detectaron metacercarias en seis especies de cangrejos, tres de las cuales representan nuevos huéspedes de Paragonimus. La mayor prevalencia en cangrejos machos se produjo en Ptychophallus uncinatus (55,6 %, 25/45). Los análisis moleculares confirmaron la presencia de dos especies de Paragonimus en los cangrejos: P. mexicanus y P. caliensis. Un GLM binomial mostró que los machos tenían más probabilidades de infección que las hembras (p = 0,0059). La mayoría de las infecciones se produjeron en zonas a lo largo de la costa caribeña y en la región norte, que desemboca en el lago Nicaragua y el río San Juan. Un GLM binomial reveló que la probabilidad de infección por Paragonimus variaba significativamente entre las regiones climáticas. Los cangrejos de la vertiente caribeña tenían las mayores probabilidades de infección, seguidos de los de la región norte. Por el contrario, los cangrejos de la vertiente pacífica tenían una probabilidad significativamente menor de infectarse. Estos patrones respaldan la existencia de grupos geográficos de transmisión dentro de Costa Rica. Proporcionamos la primera confirmación molecular a nivel de especie de cangrejos hembras infectados en Costa Rica e identificamos tres especies de cangrejos de agua dulce como segundos huéspedes intermedios recientemente reconocidos. Estos hallazgos amplían la gama de huéspedes conocidos y la distribución de Paragonimus en Costa Rica y ponen de relieve la necesidad de educar a la población sobre los riesgos de consumir cangrejos de agua dulce poco cocidos.