Unraveling benzimidazole resistance in cattle gastrointestinal nematodes through Next- -Generation Sequencing

Autores
Cantón, Candela; Maté, María Laura; Redman, Elizabeth; Ballent, Mariana; Dominguez, Maria Paula; Moriones, Lucila; Lanusse, Carlos Edmundo; Alvarez, Luis Ignacio; Gilleard, John; Liron, Juan Pedro
Año de publicación
2025
Idioma
inglés
Tipo de recurso
documento de conferencia
Estado
versión publicada
Descripción
Gastrointestinal nematodes (GIN) infection represents one of the most significant health challenges in ruminants and are the primary cause of economic losses in livestock production systems worldwide. Their control relies almost exclusively on the use of synthetic antiparasitic compounds. Inappropriate use has led to therapeutic failures associated with the development of resistant nematode parasites. The advancement in high-throughput sequencing technologies has enabled the development of molecular-based techniques for resistance diagnosis. This study describes the first molecular identification of GIN parasitizing cattle across 6 commercial farms located in Argentina, using the ITS-2 gene metabarcoding. Additionally, the fecal egg count reduction test and sequencing of the β-tubulin isotype-1 gene were used to assess benzimidazole (BZD) resistance under different anthelmintic treatment regimens (BZD alone or BZD+macrocyclic lactones). Seven GIN species were identified: H. placei (64.1%), C. punctata (26.6%), O. radiatum (3.6%) O. ostertagi (3.5%), H. contortus (1.1%), C. oncophora (0.9%) and T. axei (0.2%). Among the 21 anthelmintic treatments applied across six farms, two farms exhibited overall efficacies above 95% for all treatments, while four farms displayed efficacies below 95% for either BZD alone or combined treatments. While Cooperia punctata and Ostertagia ostertagi were the main species resistant to BZD, Haemonchus placei was found to be BZD-susceptible on all the farms. BZD resistance associated SNPs in codons 167, 198 and 200 of the isotype-1 β-tubulin gene were present in both C. puntacta and O. ostertagi, being the F200Y allele recovered with the highest frecuency. Finally, BZD resistance associated SNPs were found at low frequencies even when the in vivo FECR was >95% on the field, demonstrating the potential of β-tubulin amplicon sequencing to screen for the early emergence of resistance mutations. Monitoring the prevalence and distribution of tubulin gene polymorphisms is crucial for tracking the emergence and spread of BZD resistance, which is now being used for the first time (as a model) in the large extension cattle ranches of the Argentina ´s Pampa Húmeda.
Fil: Cantón, Candela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
Fil: Maté, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
Fil: Redman, Elizabeth. University of Calgary; Canadá
Fil: Ballent, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
Fil: Dominguez, Maria Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
Fil: Moriones, Lucila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
Fil: Lanusse, Carlos Edmundo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
Fil: Alvarez, Luis Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
Fil: Gilleard, John. University of Calgary; Canadá
Fil: Liron, Juan Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
30th Conference of the World Association for the Advancement of Veterinary Parasitology
Curitiba
Brasil
World Association for the Advancement of Veterinary Parasitology
Materia
NEMABIOME
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BTUBULIN
BENZIMIDAZOLE
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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This study describes the first molecular identification of GIN parasitizing cattle across 6 commercial farms located in Argentina, using the ITS-2 gene metabarcoding. Additionally, the fecal egg count reduction test and sequencing of the β-tubulin isotype-1 gene were used to assess benzimidazole (BZD) resistance under different anthelmintic treatment regimens (BZD alone or BZD+macrocyclic lactones). Seven GIN species were identified: H. placei (64.1%), C. punctata (26.6%), O. radiatum (3.6%) O. ostertagi (3.5%), H. contortus (1.1%), C. oncophora (0.9%) and T. axei (0.2%). Among the 21 anthelmintic treatments applied across six farms, two farms exhibited overall efficacies above 95% for all treatments, while four farms displayed efficacies below 95% for either BZD alone or combined treatments. While Cooperia punctata and Ostertagia ostertagi were the main species resistant to BZD, Haemonchus placei was found to be BZD-susceptible on all the farms. BZD resistance associated SNPs in codons 167, 198 and 200 of the isotype-1 β-tubulin gene were present in both C. puntacta and O. ostertagi, being the F200Y allele recovered with the highest frecuency. Finally, BZD resistance associated SNPs were found at low frequencies even when the in vivo FECR was >95% on the field, demonstrating the potential of β-tubulin amplicon sequencing to screen for the early emergence of resistance mutations. Monitoring the prevalence and distribution of tubulin gene polymorphisms is crucial for tracking the emergence and spread of BZD resistance, which is now being used for the first time (as a model) in the large extension cattle ranches of the Argentina ´s Pampa Húmeda.Fil: Cantón, Candela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; ArgentinaFil: Maté, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; ArgentinaFil: Redman, Elizabeth. University of Calgary; CanadáFil: Ballent, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. 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Fil: Cantón, Candela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
Fil: Maté, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
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Fil: Dominguez, Maria Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
Fil: Moriones, Lucila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
Fil: Lanusse, Carlos Edmundo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
Fil: Alvarez, Luis Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
Fil: Gilleard, John. University of Calgary; Canadá
Fil: Liron, Juan Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
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description Gastrointestinal nematodes (GIN) infection represents one of the most significant health challenges in ruminants and are the primary cause of economic losses in livestock production systems worldwide. Their control relies almost exclusively on the use of synthetic antiparasitic compounds. Inappropriate use has led to therapeutic failures associated with the development of resistant nematode parasites. The advancement in high-throughput sequencing technologies has enabled the development of molecular-based techniques for resistance diagnosis. This study describes the first molecular identification of GIN parasitizing cattle across 6 commercial farms located in Argentina, using the ITS-2 gene metabarcoding. Additionally, the fecal egg count reduction test and sequencing of the β-tubulin isotype-1 gene were used to assess benzimidazole (BZD) resistance under different anthelmintic treatment regimens (BZD alone or BZD+macrocyclic lactones). Seven GIN species were identified: H. placei (64.1%), C. punctata (26.6%), O. radiatum (3.6%) O. ostertagi (3.5%), H. contortus (1.1%), C. oncophora (0.9%) and T. axei (0.2%). Among the 21 anthelmintic treatments applied across six farms, two farms exhibited overall efficacies above 95% for all treatments, while four farms displayed efficacies below 95% for either BZD alone or combined treatments. While Cooperia punctata and Ostertagia ostertagi were the main species resistant to BZD, Haemonchus placei was found to be BZD-susceptible on all the farms. BZD resistance associated SNPs in codons 167, 198 and 200 of the isotype-1 β-tubulin gene were present in both C. puntacta and O. ostertagi, being the F200Y allele recovered with the highest frecuency. Finally, BZD resistance associated SNPs were found at low frequencies even when the in vivo FECR was >95% on the field, demonstrating the potential of β-tubulin amplicon sequencing to screen for the early emergence of resistance mutations. Monitoring the prevalence and distribution of tubulin gene polymorphisms is crucial for tracking the emergence and spread of BZD resistance, which is now being used for the first time (as a model) in the large extension cattle ranches of the Argentina ´s Pampa Húmeda.
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Unraveling benzimidazole resistance in cattle gastrointestinal nematodes through Next- -Generation Sequencing; 30th Conference of the World Association for the Advancement of Veterinary Parasitology; Curitiba; Brasil; 2025; 107-108
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