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OBJETIVO: O presente estudo realizou diagnóstico molecular e analisou fatores de risco associados à infecção de Leishmania spp. Hemoplasmas, Bartonella spp. e Pan-coronavírus em gatos do Nordeste do Brasil. MÉTODOS: Foram obtidas 127 amostras sanguíneas e 52 amostras de swabs retal de gatos domiciliados e errantes que foram extraídas e submetidas à PCR convencional (cPCR) com alvo na região kDNA de Leishmania spp. e do gene gltA de Bartonella spp.; e triadas por PCR em tempo real (qPCR) direcionado para o gene 16S rRNA de hemoplasmas. Amostras de RNA extraídas dos sobrenadantes de suspensões fecais foram submetidas à cPCR visando gene pan-coronavírus nsp12. RESULTADOS: A frequência de positividade foi de 12,6% (16/127) para hemoplasmas e 4,7% (6/127) para Leishmania spp., sendo identificada co-positividade para ambos os agentes em 0,79% (1/127) dos gatos avaliados. As amostras para Bartonella spp. e pan-coronavírus não foram amplificadas. Dos animais positivos para Leishmania e hemoplasma, 66,6% (4/6) e 81,2% (13/16), apresentaram maior frequência de sinais clínicos como: êmese, apatia e pirexia. CONCLUSÃO: Este estudo relata, pela primeira vez, coinfecção por Leishmania spp. e hemoplasmas em gatos da mesorregião do São Francisco, Nordeste do Brasil, expressando risco no subdiagnóstico de doenças felinas relevantes em saúde pública.