Babesiosis, caused by protozoan parasites of the genus Babesia, is an emerging tick-borne disease of significance for both human and animal health. Babesia parasites infect erythrocytes of vertebrate hosts where they develop and multiply rapidly to cause the pathological symptoms associated with the disease. The identification of new Babesia species underscores the ongoing risk of zoonotic pathogens capable of infecting humans, a concern amplified by anthropogenic activities and environmental changes. One such pathogen, Babesia MO1, previously implicated in severe cases of human babesiosis in the United States, was initially considered a subspecies of B. divergens, the predominant agent of human babesiosis in Europe. Here we report comparative multiomics analyses of B. divergens and B. MO1 that offer insight into their biology and evolution. Our analysis shows that despite their highly similar genomic sequences, substantial genetic and genomic divergence occurred throughout their evolution resulting in major differences in gene functions, expression and regulation, replication rates and susceptibility to antiparasitic drugs. Furthermore, both pathogens have evolved distinct classes of multigene families, crucial for their pathogenicity and adaptation to specific mammalian hosts. Leveraging genomic information for B. MO1, B. divergens, and other members of the Babesiidae family within Apicomplexa provides valuable insights into the evolution, diversity, and virulence of these parasites. This knowledge serves as a critical tool in preemptively addressing the emergence and rapid transmission of more virulent strains.

Abstract Babesiosis, caused by protozoan parasites of the genus Babesia , is an emerging tick-borne disease of significance for both human and animal health. Babesia parasites infect erythrocytes of vertebrate hosts where they develop and multiply rapidly to cause the pathological symptoms associated with the disease. The identification of various Babesia species underscores the ongoing risk of new zoonotic pathogens capable of infecting humans, a concern amplified by anthropogenic activities and environmental shifts impacting the distribution and transmission dynamics of parasites, their vectors, and reservoir hosts. One such species, Babesia MO1, previously implicated in severe cases of human babesiosis in the midwestern United States, was initially considered closely related to B. divergens , the predominant agent of human babesiosis in Europe. Yet, uncertainties persist regarding whether these pathogens represent distinct variants of the same species or are entirely separate species. We show that although both B. MO1 and B. divergens share similar genome sizes, comprising three nuclear chromosomes, one linear mitochondrial chromosome, and one circular apicoplast chromosome, major differences exist in terms of genomic sequence divergence, gene functions, transcription profiles, replication rates and susceptibility to antiparasitic drugs. Furthermore, both pathogens have evolved distinct classes of multigene families, crucial for their pathogenicity and adaptation to specific mammalian hosts. Leveraging genomic information for B. MO1, B. divergens , and other members of the Babesiidae family within Apicomplexa provides valuable insights into the evolution, diversity, and virulence of these parasites. This knowledge serves as a critical tool in preemptively addressing the emergence and rapid transmission of more virulent strains.

Abstract Babesia species are tick-transmitted apicomplexan pathogens and the causative agents of babesiosis, a malaria-like disease of major medical and veterinary importance. Of the different species of Babesia reported so far, Babesia duncani causes severe to lethal infection in patients. Despite the highly virulent nature of this parasite and the risk it may pose as an emerging pathogen, little is known about its biology, metabolic requirements, and pathogenesis. B. duncani is unique among apicomplexan parasites that infect red blood cells in that it can be continuously cultured in vitro in human erythrocytes but can also infect mice leading to fulminant babesiosis infection and death. Here we have taken advantage of the recent advances in the propagation of this parasite in vitro and in vivo to conduct detailed molecular, genomic and transcriptomic analyses and to gain insights into its biology. We report the assembly, 3D structure, and annotation of the nuclear genome of this parasite as well as its transcriptomic profile and an atlas of its metabolism during its intraerythrocytic life cycle. Detailed examination of the B. duncani genome and comparative genomic analyses identified new classes of candidate virulence factors, suitable antigens for diagnosis of active infection, and several attractive drug targets. Translational analyses and efficacy studies identified highly potent inhibitors of B. duncani thus enriching the pipeline of small molecules that could be developed as effective therapies for the treatment of human babesiosis.

ABSTRACT Babesia is an apicomplexan parasite of significance that causes the disease known as babesiosis in domestic and wild animals and in humans worldwide. Babesia infects vertebrate hosts and reproduces asexually by a form of binary fission within erythrocytes/red blood cells (RBCs), yielding a complex pleomorphic population of intraerythrocytic parasites. Seven of them, clearly visible in human RBCs infected with Babesia divergens , are considered the main forms and named single, double and quadruple trophozoites, paired and double paired-pyriforms, tetrad or Maltese Cross, and multiparasite stage. However, these main intraerythrocytic forms coexist with RBCs infected with transient parasite combinations of unclear origin and development. In fact, little is understood about how Babesia builds this complex population during its asexual life cycle. By combining the emerging technique cryo soft X-ray tomography and video microscopy, main and transitory parasites were characterized in a native whole cellular context and at nanometric resolution. As a result, the architecture and kinetic of the parasite population has been elucidated. Importantly, the process of multiplication by binary fission, involving budding, was visualized in live parasites for the first time, revealing that fundamental changes in cell shape and continuous rounds of multiplication occur as the parasites go through their asexual multiplication cycle. Based on these observations, a four-dimensional (4D) asexual life cycle model has been designed highlighting the origin of the tetrad, double paired-pyriform and multiparasite stages and the transient morphological forms that, surprisingly, intersperse in a chronological order between one main stage and the next along the cycle. IMPORTANCE Babesiosis is a disease caused by intraerythrocytic Babesia parasites, which possess many clinical features that are similar to those of malaria. This worldwide disease, is increasing in frequency and geographical range, and has a significant impact on human and animal health. Babesia divergens is one of the species responsible for human and cattle babesiosis causing death unless treated promptly. When B. divergens infects its vertebrate hosts it reproduces asexually within red blood cells. During its asexual life cycle, B. divergens builds a population of numerous intraerythrocytic (IE) parasites of difficult interpretation. This complex population is largely unexplored, and we have therefore combined three and four dimensional (3D and 4D) imaging techniques to elucidate the origin, architecture, and kinetic of IE parasites. Unveil the nature of these parasites have provided a vision of the B. divergens asexual cycle in unprecedented detail and a key step to develop control strategies against babesiosis

Pest cockroaches share urban habitats with us; their prevalence in urban areas prompts concerns regarding their effect on human health, as synanthropic cockroaches often host pathogenic microorganisms. Nonetheless, microbial associates in these insects can also be related to their biology, contributing to their physiological homeostasis and reproductive success. In this article, we present in detail, for the first time, the bacterial community associated with the oriental cockroach