Genetic differences between M. perstans and Mansonella sp. "DEUX" in three polymorphic marker regions

M. perstans ist eine im Blut lebende Filarianart, die auf dem afrikanischen Kontinent endemisch ist. Vor kurzem wurde in Gabun eine potenzielle neue Mansonella-Spezies entdeckt: Mansonella sp. "DEUX". In dieser Arbeit wurden die genetischen Unterschiede zwischen M. perstans und Mansonella sp. "DEUX" analysiert, um die Abgrenzung von Mansonella sp. "DEUX" als eigene Art zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden in Gabun Blutproben von mono-infizierten Teilnehmern entnommen. Die Unterscheidung zwischen M. perstans oder Mansonella sp. "DEUX" wurde anhand einer qPCR der ITS1-Region getroffen. PCRs wurden optimiert, um drei ausgewählte Genregionen zu amplifizieren: 12S rDNA, cox1 und 28S rDNA. Insgesamt konnten 84 Proben für die Amplifikation verwendet werden. Die PCR-Optimierung hing in erster Linie von den geeigneten Primern und deren optimaler Annealing-Temperatur ab. Kongruent mit ihrer Bestimmung als M. perstans oder Mansonella sp. "DEUX" durch die ITS1-PCR konnten in allen drei Regionen unterschiedliche SNP-Muster gezeigt werden. Die inter- und intraspezifische Divergenz zwischen den beiden untersuchten Arten war vergleichbar mit anderen Arten der Onchocercid-Familie. Während die cox1- Region bei M. perstans individuelle Genotypen aufwies, zeigten die anderen Regionen überwiegend einen Haupt-Genotyp und mehrere kleinere Genotypen, die unabhängig von Herkunftsland oder Wirtsart des Parasiten waren, auch im Vergleich mit vorher publizierten Sequenzen. In allen Regionen konnte eine Clusterbildung nach Arten in phylogenetischen Bäumen beobachtet werden. Insgesamt wurde die cox1-Region als die am besten geeignete Region für die Artdifferenzierung angesehen, wie dies auch bei anderen Onchocercid-Arten beobachtet wurde. Die in dieser Arbeit gefundenen Ergebnisse unterstützen die Unterscheidung von M. perstans und Mansonella sp. "DEUX" als unterschiedliche Arten innerhalb der Onchocercid-Familie und die Verwendung von ITS1-basierten PCRs, um sie zu unterscheiden. Weitere Untersuchungen zur Pathogenität sind nicht nur zur weiteren Abgrenzung der Arten, sondern auch zur besseren Charakterisierung der Mansonellose erforderlich. M. perstans is a blood-dwelling human filarial parasite widely endemic on the African continent. Recently, a potential new Mansonella species has been discovered in Gabon: Mansonella sp. “DEUX”. In this thesis, genetic differences between M. perstans and Mansonella sp. “DEUX” were investigated and compared to explore the delimitation of Mansonella sp. “DEUX” as its own species. For this purpose, blood samples from mono-infected participants were collected in Gabon. Species were designated as M. perstans or Mansonella sp. “DEUX” by ITS1 qPCR. PCRs were optimized to amplify three selected gene regions: 12S rDNA, cox1, and 28S rDNA. A total of 84 samples could be used for amplification. PCR optimization depended majorly on suitable primers and their optimal annealing temperature. The investigation of SNPs between species revealed distinct SNP patterns between M. perstans and Mansonella sp. “DEUX” in all three regions which were congruent with their species designation by ITS1 qPCR. Inter- and intraspecific divergences between the two investigated species were comparable to other species of the onchocercid family. While the cox1 region in M. perstans had individual genotypes, the other regions showed predominantly a major genotype and several minor genotypes, which were shared regardless of country of origin or host species of the parasite, as determined by the comparison with previously published sequences. Clustering according to species in phylogenetic trees could be observed in all regions. Overall, the cox1 region was considered the most suitable region for species differentiation, as has been observed in other onchocercid species. Results found in this thesis support the delimitation of M. perstans and Mansonella sp. “DEUX” as distinct species within the onchocercid family and the use of PCRs targeting the ITS1 region to distinguish them. Further research into pathogenicity is necessary not only for further species delimitation but also for better characterization of mansonellosis.