Thursday, 22 June del 2017

Dra. Liliana Revolledo

DVM, MSc, PhD



Salmonelosis en las aves: Parte I - Algunos conceptos importantes

En las aves las salmonellas hospederoespecíficas como Salmonella enterica serovar Gallinarum causa enfermedad sistémica después de la colonización intestinal.

Salmonelosis en las aves: Parte I - Algunos conceptos importantes
Abril 05/2012
Lima - Perú
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La Salmonella constituye un género bacteriano difundido mundialmente y con importancia predominante en la Salud Pública (Rabsch et al., 2001; Karasova et al., 2009; Lynne et al., 2009). Esta bacteria es reconocida mundialmente como la mayor causa de diarrea en humanos, siendo los productos avícolas uno de los mayores vehículos de la infección por Salmonella spp.

En aves existen básicamente dos tipos de infecciones por Salmonella, sistémica y entérica. Infecciones sistémicas con Salmonella Pullorum y Salmonella Gallinarum representaron durante muchos años un serio problema en la industria avícola. Estos agentes fueron controlados y erradicados en muchos países, gracias a programas oficiales de prevención y control, que fueron implementados en algunos países como resultado de la globalización y de la apertura de los mercados. Salmonella Typhimurium, Salmonella Enteritidis, Salmonella Heidelberg y otras, son especies ubicuas no tifoideas que pueden afectar cualquier especie, inclusive aves y el hombre. Las aves pueden ser asintomáticas, por la colonización entérica de estas bacterias. La susceptibilidad disminuye con la edad y las aves adultas pueden convertirse en portadoras (Sadeyen et al., 2004).

Salmonella enterica es un microrganismo Gram-negativo ampliamente difundido. Son capaces de infectar al hombre y una lista extensa de especies animales. En las aves, la Salmonella Pullorum (Pulorosis) y la Salmonella Gallinarum (Tifosis aviar) determinan las enfermedades clínicas características que puede producir grandes perjuicios a la industria avícola. Estas dos salmonelas son hospedero-específicas en el caso de las aves, igual que otras que afectan diferentes especies como Salmonella Typhi y Salmonella Paratyphi en humanos, Salmonella Cholerae-suis en cerdos y Salmonella Dublin en bovinos.

Por otro lado, están las salmonelas paratíficas que no son específicas de un hospedero, y que pueden afectar varios de ellos, entre éstas se puede mencionar la Salmonella Typhimurium, Salmonella Enteritidis, Salmonella Heidelberg y otras, que son capaces de colonizar el tracto gastrointestinal de diferentes especies. En las aves persisten en el intestino, sin signos clínicos, invaden la corriente sanguínea, y llegan a diferentes órganos internos, favoreciendo la contaminación de carcasas y huevos.

A continuación, se describen algunas características que son comunes tanto para las salmonelas hospedero-específicas como a las hospedero-inespecíficas de las aves, poniéndose énfasis en la colonización, algunos mecanismos generales de patogenicidad, el ciclo de transmisión en la producción de aves, la inmunidad, incluyendo algunas pequeñas diferencias que se incluyen en cada uno de los acápites específicos. Posteriormente el capítulo se subdivide, para una mejor comprensión, en Pulorosis, Tifoidea aviar y Paratifodea de las aves.

Colonización del tracto gastrointestinal

El primer paso para la colonización de la bacteria es la asociación física al epitelio. La adherencia de las células microbianas a las adhesinas superficiales es un fenómeno fundamental en las infecciones microbianas y en la patogenia. El epitelio intestinal representa una interfase entre el medio ambiente externo y el interno, considerándose la mayor vía de entrada de patógenos. No existe mucha información disponible relacionadas a cómo la Salmonella coloniza el tracto digestivo de las aves. Uno de ellos es la capacidad de multiplicarse en el contenido intestinal, migrar a través de la mucosa, adherirse e invadir el epitelio. Esta interacción está esquematizada en la Figura 1.

La adhesión física fue sugerida como un mecanismo de colonización intestinal y hay evidencias que las fimbrias promueven la colonización en el intestino. Algunos serotipos colonizan más eficientemente que otros (Smith & Tucker, 1980; Barrow et al., 1988), y ha sido sugerida la activación de algunos genes que permitan mecanismos alternativos de colonización.

La susceptibilidad de las aves a la colonización puede ser afectada por diferentes factores, entre los más importantes podemos mencionar: a) aves jóvenes son más susceptibles que aves adultas; b) es dependiente de la cepa y dosis de desafío; c) estado de salud de las aves; d) competencia con otras bacterias; e) agentes estresantes aumentan la susceptibilidad; f) genética y herencia de genes de resistencia han sido propuestos; y g) productos que alteran la microflora normal (Barrow et al, 1988).

Algunos mecanismos importantes de patogenicidad

En las aves las salmonellas hospederoespecíficas como Salmonella enterica serovar Gallinarum causa enfermedad sistémica después de la colonización intestinal, contrariamente las salmonellas de varios hospederos como Salmonella enterica serovar Typhimurium o Enteritidis pueden persistir en el tracto digestivo por muchos meses sin evidenciar signos clínicos, con excepción de aves jóvenes donde se ha reportado altas mortalidades (Barrow et al., 1987). En el caso de Salmonella Pullorum, el mecanismo por el cual la bacteria persiste en las aves aún no ha sido dilucidado, sin embargo, la sobrevivencia dentro de los macrófagos es un evento crucial en la persistencia de la infección (Wigley et al., 2001) y la isla de patogenicidad 2 relacionada al sistema de secreción tipo III es necesaria para esta persistencia (Wigley et al., 2002); características que también se pueden aplicar a la Salmonella Gallinarum por su similitud al nivel genómico.

En los mamíferos, la infección oral con Salmonella está caracterizada por la interacción inicial de la bacteria en el tracto digestivo, mayormente a través de las células M (Jepson & Clark, 2001) y las células epiteliales (Philpott et al., 2001). Después de su ingreso al organismo del hospedero, la Salmonella inicia su ciclo de infección invadiendo el tejido linfoide, incluyendo el tejido linfoide asociado al intestino y las tonsilas cecales en las aves, se adhiere a las células epiteliales intestinales del intestino delgado y a las células M (Figura 1), que por su ausencia de borde en cepillo representan una puerta de acceso ideal para las enterobacterias ( Jensen et al., 1998; Jepson & Clark, 1998; Kerneis et al., 1997). Su capacidad de invadir las células epiteliales intestinales que no son fagocíticas, le asegura un nicho celular protegido para que el microbio se replique y persista en el hospedero, induciendo en ellas por la acción de proteínas efectoras algunos rearreglos en el citoesqueleto que le permiten su ingreso (Galán, 1996; Gosney et al., 1999).

La Salmonella produce efectos citotóxicos que resultan en la destrucción de las células M y la invasión de los enterocitos adyacentes, induce apoptosis de los macrófagos activados y fagocitosis inducida en los macrófagos no activados para poder ser transportada al hígado y bazo (Chen et al., 1996; Cotter & DiRita, 2000; Hersh et al., 1999; Monack et al., 2000). Salmonella enterica serovar Typhimurium puede llegar al hígado y bazo por una ruta alternativa, que no requiere la colonización intestinal o invasión de las células epiteliales intestinales, siendo capaz de transferirse de la luz intestinal a la circulación y órganos por fagocitos que expresan CD18 (Cotter & DiRita, 2000; Vasquez- Torres et al., 1999).

Los estudios realizados en algunas salmonelas han permitido secuenciar algunos genomas completos, lo que ha sido de gran utilidad para estudios de epidemiología, especificidad del hospedero y patogénesis al detectar la presencia de pseudogenes, profagos funcionales, islas e islotes de patogenicidad y sistemas de secreción. Por ejemplo, las islas de patogenicidad están constituidas por un grupo de genes envueltos en la codificación de factores específicos de virulencia (Blanc-Potard et al., 1999).

Existen descritos diecisiete islas de patogenicidad (SPI-1 a SPI-17), las más estudiadas son las SPI- 1 y SPI-2. Las islas de patogenicidad 1 y 2 son los dos mayores determinantes de virulencia de S. entérica (Dieye et al., 2009), porque codifican los sistemas de secreción de tipo III. La isla de patogenicidad SPI-1 promueve la invasión de las células epiteliales intestinales y la iniciación de la respuesta inflamatoria en el tracto intestinal, asimismo, está envuelta en la sobrevivencia y persistencia de la bacteria a nivel sistémico del hospedero (Brawn et al., 2007; Steele-Mortimer et al., 2002). En relación a la SPI-2, la primera actividad descrita fue la supervivencia y replicación bacteriana en los compartimentos intracelulares de fagocitos que constituyen los mayores reservorios para la diseminación de la bacteria sistémicamente en los órganos del hospedero (Valdivia & Falkow, 1997; Dieye et al., 2009). La proteína invA dependiente del gen de invasión (invA) es considerada una de las más importantes para el ensamblaje del SSTIII. Se ha discutido también que las salmonelas difieren en la habilidad de multiplicarse dentro de varios tipos celulares, y que esta bacteria puede escoger no replicar en ciertos tipos celulares (García - del Portillo, 2001).

Los sistemas de secreción de tipo III forman unas organelas que permiten la inyección de proteínas efectoras directamente en el citoplasma de las células del hospedero (Waterman & Holden, 2003; Galan, 2001).

Las informaciones resumidas, descritas anteriormente, muestran lo complejo de la patogenia de la Salmonella, y también proporcionan una idea clara de que muchos factores están envueltos en la patogenia de la bacteria, y que la expresión de las proteínas efectoras en el hospedero asociadas a los sistemas de secreción tipo III son determinantes de virulencia.

Inmunidad ante la infección

Cuando se inicia una infección en la mucosa por un patógeno intracelular, a pesar de existir la activación de la inmunidad innata, el resultado final es la inducción de la inmunidad mediada por células, acompañada de la síntesis de SIgA específica, que proporcionan una importante primera barrera de defensa contra la invasión de los tejidos más profundos (van Ginkel et al., 2000). En el caso de Salmonella, ésta llega al intestino y entra por las células epiteliales o las células M que carecen del borde en cepillo, favoreciendo la entrada de patógenos entéricos (Jepson & Clark, 1998; Kerneis et al., 1997), y como la bacteria posee tres tipos de sistemas de secreción, puede entrar en contacto fácilmente con la membrana plasmática e inducir su propia fagocitosis.

Un segundo mecanismo para la entrada de la bacteria es mediado por las células dendríticas que expresan unas proteínas que se ligan estrechamente y extienden dendritas entre las células epiteliales para captar directamente la bacteria (Rescigno et al., 2001). También puede ser transportada del tracto gastrointestinal a la corriente sanguínea directamente por fagocitos CD18+ (Vasquez-Torres et al., 1999).

Estos mecanismos están asociados a la especie de hospedero y al serotipo de Salmonella que infecta el hospedero (Barrow, 2007; Van Immerseel, 2005). Otros factores podrían influenciar la respuesta inmune, como el estado inmunológico del hospedero, el microambiente intestinal y su equilibrio.

Esto ha sido demostrado en varias investigaciones, donde se ha concluido que la invasión por Salmonella Enteritidis y S. Typhimurium produce en las células de las aves una expresión de citoquinas que inducen una respuesta inflamatoria y limitan la diseminación de la bacteria en el intestino; contrariamente a este hecho S. Gallinarum no induce respuesta iinflamatoria, por lo que no es limitada localmente por el sistema inmune, produciendo la enfermedad sistémica. Así ha sido sugerido que los flagelos y el SPI-1 están asociados con la inflamación intestinal; y que la ausencia de flagelos en las salmonelas específicas de aves puede ser una herramienta ventajosa para evitar el reconocimiento por los TLR5 y desarrollar así la infección sistémica a través de una estrategia “cautelosa” de estas bacterias (Chappell et al., 2009).

Se ha sugerido que la inmunidad local en el intestino o en el tejido linfoide asociado (GALT) debe tener un papel importante en la protección adquirida contra la salmonelosis (Mastroeni & Manager, 2003). Esto ha sido confirmado por Salazar-Gonzales et al. (2006) que encontraron una subpoblación de células dendríticas que expresan un receptor de quimiocina CCR6+, indispensable para activar células T específicas anti-Salmonella.

A pesar de las diferencias entre los mamíferos y las aves, es probable que mediadores y poblaciones de células similares estén envueltos en las infecciones por Salmonella en las aves. Cabe mencionar que la activación de células T por las células dendríticas es un evento crítico en la iniciación de la respuesta inmune adquirida y la protección contra enteropatógenos. Además del componente, existen muchos mediadores involucrados en el control de las cepas patogénicas de Salmonella, como IFN-Y, TNF-∞ requeridos entre otras funciones para la activación de macrófagos; IL-12 y IL-18, substancias críticas en la activación de células T, en especial la subpoblación Th1.

Históricamente, las citocinas derivadas de linfocitos ayudadores Th2 fueron consideradas esenciales para la respuesta de anticuerpos, sin embargo, la respuesta de anticuerpos SIgA puede ser inducida también por respuestas dominadas por linfocitos Th1, como es observado específicamente con algunos patógenos intracelulares como Salmonella en el tracto intestinal (VanCott et al., 1996), esto permite sugerir que existe una interacción en el ecosistema intestinal durante la infección, que finalmente, activa la inmunidad mediada por células para la eliminación del patógeno intracelular, y que al mismo tiempo activa la inmunidad humoral mediada por IgA secretora a nivel de la mucosa intestinal, proporcionando una barrera contra la colonización de la bacteria.

Bibliografía consultada

Para mayor información comuniquese con el autor al siguiente correo: lrevoll@usp.br.

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Comentarios:
Kenny Pamela Sotil Taboada - Octubre 04/2012

dra. Lilian una Maestra mis felicitaciones por sus articulos, tuve el honor de asistir a una conferencia en la cual usted fue ponente en Trujillo. Saludos..

Avicapp.com Webapp - Agosto 15/2012

Desde AvicApp.com pensamos que el conocimiento más específico de las diferentes enfermedades que tienen un impacto directo en el rendimiento de la producción avícola, son pieza clave para mejorar el manejo, la nutrición, la sanidad y la genética. En tal sentido agradecemos el trabajo llevado a cabo por la Dra. Liliana. Gracias, Luis Benavides Andrade AvicApp.com Barcelona - España

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