Abstract Basic knowledge on the biology and epidemiology of equine strongylid species remains insufficient although it would contribute to the design of better parasite control strategies. Nemabiome is a convenient tool to quantify and to identify species in bulk samples that could overcome the hurdle that cyathostomin morphological identification represents. To date, this approach has relied on the internal transcribed spacer 2 (ITS-2) of the ribosomal RNA cistron and its predictive performance and associated biases both remain unaddressed. This study aimed to bridge this knowledge gap using cyathostomin mock communities and comparing performances of the ITS-2 and a cytochrome c oxidase subunit I (COI) barcode newly developed in this study. The effects of bioinformatic parameters were investigated to determine the best analytical pipelines. Subsequently, barcode predictive abilities were compared across various mock community compositions. The replicability of the approach and the amplification biases of each barcode were estimated. Results were also compared between various types of biological samples, i.e. eggs, infective larvae or adults. Overall, the proposed COI barcode was suboptimal relative to the ITS-2 rDNA region, because of PCR amplification biases, a reduced sensitivity and higher divergence from the expected community composition. Metabarcoding yielded consistent community composition across the three sample types, although infective larvae may remain the most tractable in the field. Additional strategies to improve the COI barcode performances are discussed. These results underscore the critical need of mock communities for metabarcoding purposes.

Abstract Grazing horses are infected by a wide range of strongylid species mostly located in the large intestine. Despite their impact on equine health and the emergence of drug resistant isolates, the phenology of these nematodes has been poorly characterized and the rules structuring their assembly as a community are not understood. Here, we compiled data on 46 equine strongylid species collected worldwide at the regional or horse scales (upon deworming or after necropsy) to analyse their richness, diversity and associated factors of variation. Worldwide, twelve species from the Cylicocyclus (n = 4), Cylicostephanus (n = 3), Coronocyclus (n = 2) and Cyathostomum (n = 2) genera were found in at least 75% of sites. Geoclimatic conditions had a limited effect on strongylid communities, but reduced species richness was found under the temperate European area. The recovery method did not affect species richness and differences on the temporal and sampling effort scales between studies applying either methods underpinned heterogeneous variances in community diversity. At the horse level, rarefaction curves correlated poorly to parasite egg excretion, suggesting little contribution of community diversity to this trait. Using a diversity partitioning approach, we found that within-host diversity represented half of overall diversity underscoring the importance of host density and environmental contamination to the diversity of strongylid communities. While this is expected to erase diversity across communities, species turnover between age classes was the second most important contributor to overall diversity (23.9%). This was associated with a network of positive co-occurrences between the four most prevalent genera that we resolved at the anatomical niche level. Altogether this pattern of β-diversity maintenance across age classes combined with positive co-occurrences may be grounded by priority effects between major species. Our findings set the first assembly rules of equine strongylid communities.

Abstract Introduction Drug-resistant parasites threaten livestock production. Breeding more resistant hosts could be a sustainable control strategy. Environmental variation may however alter the expression of genetic potential and directional selection toward host resistance could initiate an arms race between the host and its parasites. Methods and Results We created sheep lines with high or low resistance to Haemonchus contortus . We first exposed both lines to chronic stress or to the infection by another parasite Trichostrongylus colubriformis , to test for genotype-by-environment and genotype-by-parasite species interactions respectively. Overall, between-line divergence remained significant across environmental perturbations. But we found that the impact of chronic stress on H. contortus infection varied among families and that divergence was reduced during infection by T. colubriformis . Second, we quantified genomic and transcriptomic differences in H. contortus worms collected from both lines to identify components of an arms race. We found no evidence of genetic differentiation between worms from each line. But survival to more resistant hosts was associated with enhanced expression of cuticle collagen coding genes. Discussion Breeding for resistance hence remains a sustainable strategy that requires to anticipate the effects of environmental perturbations and to monitor worm populations.

Intestinal strongyles are the most problematic endoparasites of equids as a result of their wide distribution and the spread of resistant isolates throughout the world. While abundant literature can be found on the extent of anthelmintic resistance across continents, empirical knowledge about associated risk factors is missing. This study brought together results from anthelmintic efficacy testing and risk factor analysis to provide evidence-based guidelines in the field. It involved 688 horses from 39 French horse farms and riding schools to both estimate Faecal Egg Count Reduction (FECR) after anthelmintic treatment and to interview farm and riding school managers about their practices. Risk factors associated with reduced anthelmintic efficacy in equine strongyles were estimated across drugs using a marginal modelling approach. Results demonstrated ivermectin efficacy (96.3% FECR), the inefficacy of fenbendazole (42.8% FECR) and an intermediate profile for pyrantel (90.3% FECR). Risk factor analysis provided support to advocate for FEC-based treatment regimens combined with individual anthelmintic dosage and the enforcement of tighter biosecurity around horse introduction that contributed to lower drug resistance risk by 1.75. Premises falling under this typology also relied more on their veterinarians suggesting they play an important role in the sustainability of anthelmintic usage. Similarly, drug resistance risk was halved in premises with frequent pasture rotation and with stocking rate below five horses/ha. This is the first empirical risk factor analysis for anthelmintic resistance in equids, whose findings should guide the implementation of more sustained strongyle management in the field.

Horses are infected by a wide range of parasite species that form complex communities. Parasite control imposes significant constraints on parasite communities whose monitoring remains however difficult to track through time. Postmortem examination is a reliable method to quantify parasite communities. Here, we compiled 1,673 necropsy reports accumulated over 29 years, in the reference necropsy centre from Normandy (France). The burden of non-strongylid species was quantified and the presence of strongylid species was noted. Details of horse deworming history and the cause of death were registered. Building on these data, we investigated the temporal trend in non-strongylids epidemiology and we determined the contribution of parasites to the death of horses throughout the study period. Data analyses revealed the seasonal variations of non-strongylid parasite abundance and reduced worm burden in race horses. Beyond these observations, we found a shift in the species responsible for fatal parasitic infection from the year 2000 onward, whereby fatal cyathostominosis and Parascaris spp. infection have replaced death cases caused by S. vulgaris and tapeworms. Concomitant break in the temporal trend of parasite species prevalence was also found within a 10-year window (1998-2007) that has seen the rise of Parascaris spp. and the decline of both Gasterophilus spp. and tapeworms. A few cases of parasite persistence following deworming were identified that all occurred after 2000. Altogether, these findings provide insights into major shifts in non-strongylid parasite prevalence and abundance over the last 29 years. They also underscore the critical importance of Parascaris spp. in young equids.

Gastrointestinal strongyles are a major threat to horses' health and welfare. Given that strongyles inhabit the same niche as the gut microbiota, they may interact with each other. These beneficial or detrimental interactions are unknown in horses and could partly explain contrasted susceptibility to infection between individuals. To address these questions, an experimental pasture trial with 20 worm-free female Welsh ponies (10 susceptible (S) and 10 resistant (R) to parasite infection) was implemented for five months. Fecal egg counts (FEC), hematological and biochemical data, body weight and gut microbiota composition were studied in each individual after 0, 24, 43, 92 and 132 grazing days. The predicted R ponies exhibited lower FEC after 92 and 132 grazing days, and showed higher levels of circulating monocytes and eosinophils, while S ponies developed lymphocytosis by the end of the trial. Although the overall microbiota diversity remained similar between the two groups, R and S ponies exhibited sustained differential abundances in Clostridium XIVa, Ruminococcus, Acetivibrio and unclassified Lachnospiracea at day 0. These bacteria may hence contribute to the intrinsic pony resistance towards strongyle infection. Moreover, Paludibacter, Campylobacter, Bacillus, Pseudomonas, Clostridium III, Acetivibrio, members of the unclassified Eubacteriaceae and Ruminococcaceae and fungi loads were increased in infected S ponies, suggesting that strongyle and fungi may contribute to each other success in the ecological niche of the equine intestines. In contrast, butyrate-producing bacteria such as Ruminococcus, Clostridium XIVa and members of the Lachnospiraceae family decreased in S relative to R ponies. Additionally, these gut microbiota alterations induced changes in several immunological pathways in S ponies, including pathogen sensing, lipid metabolism, and activation of signal transduction that are critical for the regulation of immune system and energy homeostasis. These observations shed light on a putative implication of the gut microbiota in the intrinsic resistance to strongyle infection. Overall, this longitudinal study provides a foundation to better understand the mechanisms that underpin the relationship between host susceptibility to strongyle infection, immune response and gut microbiota under natural conditions in horses and should contribute to the development of novel biomarkers of strongyle susceptibility and provide additional control options.

Some nematode species are economically important parasites of livestock, while others are important human pathogens causing some of the most important neglected tropical diseases. In both humans and animals, anthelmintic drug administration is the main control strategy, but the emergence of drug-resistant worms has stimulated the development of alternative control approaches. Among these, vaccination is considered to be a sustainable and cost effective strategy. Currently, Barbervax® for the ruminant strongylid Haemonchus contortus is the only registered subunit vaccine for a nematode parasite, although a vaccine for the human hookworm Necator americanus is undergoing clinical trials (HOOKVAC consortium). As both these vaccines comprise a limited number of proteins there is potential for selection of nematodes with altered sequence or expression of the vaccine antigens. Here we compared the transcriptome of H. contortus populations from sheep vaccinated with Barbervax® with worms from control animals. Barbervax® antigens are native integral membrane proteins isolated from the brush border of the intestinal cells of the adult parasite and many of them are proteases. Our findings provide no evidence for changes in expression of genes encoding Barbervax® antigens in the surviving parasite populations. However, surviving parasites from vaccinated animals showed increased expression of other proteases and regulators of lysosome trafficking, and displayed up-regulated lipid storage and defecation abilities that may have circumvented the vaccine effect. Implications for other potential vaccines for human and veterinary nematodes are discussed.

Background: Guinea worm - Dracunculus medinensis - was historically one of the major parasites of humans and has been known since antiquity. Now, Guinea worm is on the brink of eradication, as efforts to interrupt transmission have reduced the annual burden of disease from millions of infections per year in the 1980s to only 30 human cases reported globally last year. Despite the enormous success of eradication efforts to date, one complication has arisen. Over the last few years, hundreds of dogs have been found infected with this previously apparently anthroponotic parasite, almost all in Chad. Moreover, the relative numbers of infections in humans and dogs suggests that dogs may be key in maintaining transmission in that country. Results: In an effort to shed light on this peculiar epidemiology of Guinea worm in Chad, we have sequenced and compared the genomes of worms from dog, human and other animal infections. Confirming previous work with other molecular markers, we show that all of these worms are D. medinensis , and that the same population of worms are causing both infections, can confirm the suspected transmission between host species and detect signs of a population bottleneck due to the eradication efforts. The diversity of worms in Chad appears to exclude the possibility that there were no, or very few, worms present in the country during a 10-year absence of reported cases. Conclusions: This work reinforces the importance of adequate surveillance of both human and dog populations in the Guinea worm eradication campaign and suggests that control programs should stay aware of the possible emergence of unusual epidemiology as they approach elimination.

Background Haemonchus contortus is a globally distributed and economically important gastrointestinal pathogen of small ruminants, and has become the key nematode model for studying anthelmintic resistance and other parasite-specific traits among a wider group of parasites including major human pathogens. Two draft genome assemblies for H. contortus were reported in 2013, however, both were highly fragmented, incomplete, and differed from one another in important respects. While the introduction of long-read sequencing has significantly increased the rate of production and contiguity of de novo genome assemblies broadly, achieving high quality genome assemblies for small, genetically diverse, outcrossing eukaryotic organisms such as H. contortus remains a significant challenge.Results Here, we report using PacBio long read and OpGen and 10X Genomics long-molecule methods to generate a highly contiguous 283.4 Mbp chromosome-scale genome assembly including a resolved sex chromosome. We show a remarkable pattern of almost complete conservation of chromosome content (synteny) with Caenorhabditis elegans , but almost no conservation of gene order. Long-read transcriptome sequence data has allowed us to define coordinated transcriptional regulation throughout the life cycle of the parasite, and refine our understanding of cis - and trans -splicing relative to that observed in C. elegans . Finally, we use this assembly to give a comprehensive picture of chromosome-wide genetic diversity both within a single isolate and globally.Conclusions The H. contortus MHco3(ISE).N1 genome assembly presented here represents the most contiguous and resolved nematode assembly outside of the Caenorhabditis genus to date, together with one of the highest-quality set of predicted gene features. These data provide a high-quality comparison for understanding the evolution and genomics of Caenorhabditis and other nematodes, and extends the experimental tractability of this model parasitic nematode in understanding pathogen biology, drug discovery and vaccine development, and important adaptive traits such as drug resistance.* BUSCO : Benchmarking Universal Single-Copy Orthologs CCS : circular consensus sequencing CEGMA : Core Eukaryotic Genes Mapping Approach DCC : dosage compensation complex McMaster : draft genome assembly of the H. contortus Australian isolate McMaster, published in Schwarz et al. 2013 DSN : duplex-specific nuclease PCA : Principal component analysis SL : spliced leader V1 : version 1 of the H. contortus MHco3(ISE).N1 genome, published in Laing et al. 2013 V3 : version 3 of the H. contortus MHco3(ISE).N1 genome, unpublished V4 : version 4 of the H. contortus MHco3(ISE).N1 genome, presented here for the first time