Pathogenic potential of a Costa Rican strain of ‘Candidatus Rickettsia amblyommii’ in guinea pigs (Cavia porcellus) and protective immunity against Rickettsia rickettsii

Candidatus Rickettsia amblyommii' is a spotted fever group rickettsia that is not considered pathogenic, although there is serologic evidence of possible infection in animals and humans. The aim of this study was to evaluate the pathogenic potential of a Costa Rican strain of ' Candidatus R. amblyommii' in guinea pigs and determine its capacity to generate protective immunity against a subsequent infection with a local strain of Rickettsia rickettsii isolated from a human case. Six guinea pigs were inoculated with ' Candidatus R. amblyommii' strain 9-CC-3-1 and two controls with cell culture medium. Health status was evaluated, and necropsies were executed at days 2, 4, and 13. Blood and tissues were processed by PCR to detect the gltA gene, and end titers of anti-' Candidatus R. amblyommii' IgG were determined by indirect immunofluorescence. To evaluate protective immunity, another 5 guinea pigs were infected with ' Candidatus R. amblyommii' (IGPs). After 4 weeks, these 5 IGPs and 3 controls (CGPs) were inoculated with pathogenic R. rickettsii. Clinical signs and titers of anti-. Rickettsia IgG were determined. IgG titers reached 1:512 at day 13 post-infection with ' Candidatus R. amblyommii' On day 2 after inoculation, two guinea pigs had enlarged testicles and ' Candidatus R. amblyommii' DNA was detected in testicles. Histopathology confirmed piogranulomatous orchitis with perivascular inflammatory infiltrate in the epididymis. In the protective immunity assay, anti-. Rickettsia IgG end titers after R. rickettsii infection were lower in IGPs than in CGPs. IGPs exhibited only transient fever, while CGP showed signs of severe disease and mortality. R. rickettsii was detected in testicles and blood of CGPs. Results show that the strain 9-CC-3-1 of ' Candidatus R. amblyommii' was able to generate pathology and an antibody response in guinea pigs. Moreover, its capacity to generate protective immunity against R. rickettsii may modulate the epidemiology and severity of Rocky Mountain spotted fever in areas where both species circulate. Candidatus Rickettsia amblyommii' es un grupo de fiebre maculosa rickettsia que no se considera patógena, aunque existen pruebas serológicas de una posible infección en animales y seres humanos. El objetivo de este estudio fue evaluar el potencial patógeno de una cepa costarricense de ' Candidatus R. amblyommii' en conejillos de indias y determinar su capacidad para generar inmunidad protectora contra una infección posterior con una cepa local de Rickettsia rickettsii aislada de un caso humano. Se inocularon seis cobayas con la cepa 9-CC-3-1 de ' Candidatus R. amblyommii' y dos controles con medio de cultivo celular. Se evaluó el estado de salud y se realizaron necropsias en los días 2, 4 y 13. La sangre y los tejidos fueron procesados por PCR para detectar el gen gltA, y los títulos finales de la IgG de ' Candidatus R. amblyommii' fueron determinados por inmunofluorescencia indirecta. Para evaluar la inmunidad protectora, otros 5 conejillos de indias fueron infectados con ' Candidatus R. amblyommii' (IGP). Después de 4 semanas, estos 5 IGP y 3 controles (CGP) fueron inoculados con R. rickettsii patógeno. Los signos clínicos y los títulos de anti. Rickettsia IgG fueron determinados. Los títulos de IgG alcanzaron 1:512 en el día 13 después de la infección con ' Candidatus R. amblyommii' El día 2 después de la inoculación, dos conejillos de indias tenían los testículos agrandados y el ADN de ' Candidatus R. amblyommii' fue detectado en los testículos. La histopatología confirmó la orquitis piogranulomatosa con infiltrado inflamatorio perivascular en el epidídimo. En el ensayo de inmunidad protectora, el anti. Los títulos finales de IgG de Rickettsia después de la infección de R. rickettsii fueron menores en los IGP que en los CGP. Los IGP sólo mostraron fiebre transitoria, mientras que los CGP mostraron signos de enfermedad grave y mortalidad. R. rickettsii se detectó en los testículos y en la sangre de los CGP. Los resultados muestran que la cepa 9-CC-3-1 de ' Candidatus R. amblyommii' fue capaz de generar una patología y una respuesta de anticuerpos en los conejillos de indias. Además, su capacidad de generar inmunidad protectora contra R. rickettsii puede modular la epidemiología y la gravedad de la fiebre maculosa de las Montañas Rocosas en las zonas donde circulan ambas especies. Universidad Nacional, Costa Rica Escuela de Medicina Veterinaria