lunes, 8 de febrero de 2010

Complejo diarreico neonatal del ternero

Dentro de los problemas sanitarios que afectan a los terneros tanto en establecimientos de cría como de leche, la diarrea neonatal es la enfermedad más frecuentemente reportada y una de las principales causas de mortalidad.

La incidencia promedio de las diarreas neonatales en terneros se estima en un 20%.

Sin embargo, este valor es altamente variable entre diferentes estudios, y entre establecimientos dentro de un mismo relevamiento, con rodeos libres y otros endémicos donde el porcentaje de animales afectados puede superar el 70%.

Los porcentajes de mortalidad promedio reportados oscilan desde el 3,6% en Francia y el 10% en Los Estados Unidos.

Sin embargo, estos índices pueden superar el 10% en establecimientos individuales

De lo expuesto se desprende que las diarreas neonatales representan una importante fuente de pérdidas económicas para los productores, estimada en un costo promedio, debido a gastos de prevención, tratamiento, pérdida de peso de los animales afectados y mortalidad asociada, de 33.46 US$ por ternero por año

El complejo diarreico neonatal del ternero es una enfermedad multifactorial compleja.

Para su manifestación deben concurrir distintos factores epidemiológicos relacionados con el agente etiológico, el estado nutricional e inmune del huésped y las condiciones ecológicas del establecimiento.

Entre los principales factores de riesgo que contribuyen a la aparición de la enfermedad con elevada incidencia se encuentran: fallas de vacunación, carencia de suplementación vitamínica y mineral de las madres gestantes; fallas de transferencia de inmunidad pasiva, especialmente en las vaquillonas; la presencia de diarrea en temporadas previas (endemicidad); concentración de las pariciones en los sistemas de cría que conlleva a una alta densidad de animales susceptibles en determinada épocas de año y genera una estacionalidad de las diarreas; falta de higiene en los sistemas de crianza artificial; fallas de manejo; presencia de partos distócicos.

La diarrea se presenta generalmente desde las 12 horas post-parto hasta los 2 primeros meses de vida.

La mayor incidencia se registra en la primer semana de vida. Clínicamente, se caracteriza por excreción de heces acuosas y profusas, deshidratación progresiva, acidosis y, en casos severos, muerte en pocos días.

Las causas de diarrea pueden ser infecciosas o no infecciosas.

Los agentes infecciosos involucrados son diversos y pueden ser de origen viral, bacteriano o parasitario (Tabla 2).

Tabla 2. Agentes infecciosos asociados a las diarreas neonatales en terneros

Tipo de Agentes etiológicos

VIRALES


BACTERIANOS


PARASITARIOS

Rotavirus bovino (A,B,C)


Escherichia coli


Crypsporidium parvum

Coronavirus bovino


(ETEC, EHEC)


Coccidios

Calicivirus bovino


Salmonella spp.


Giardia

Enterovirus bovino


Clostridium spp.




Virus de la diarrea viral bovina







Bredavirus (torovirus)







Parvovirus







Astrovirus







Estudios realizados en la última década respecto de la microbiología de las diarreas neonatales en terneros, en establecimientos de cría o tambo, en diferentes países indican la participación simultanea de varios agentes y se registra en algunos casos, un elevado porcentaje de infecciones mixtas .

Rotavirus bovino (RVB) grupo A se encuentra siempre presente en los rodeos afectados y en general, es el principal agente causal, seguido por Coronavirus, Cryptosporidium, y E coli entre otros.

Asimismo, la disposición de nueva tecnología ha permitido detectar la participación de agentes poco estudiados hasta el momento como Bredavirus bovino que fue encontrado en el 36.4% y el 14% de los casos de diarrea estudiados en dos relevamientos realizados en Canadá y Costa Rica , respectivamente.

En nuestro país la diarrea neonatal en terneros es grave y frecuente, afecta tanto a los establecimientos de cría como de tambo y causa importantes pérdidas económicas asociadas principalmente a su elevada morbilidad, que en algunos rodeos puede superar el 70%

El estudio más completo del que se dispone respecto de la microbiología de las diarreas en nuestro país, fue realizado por Bellinzoni y col. (1990), donde se estudiaron 452 heces de terneros con diarrea pertenecientes a 36 rodeos de cría y 33 de tambo, distribuidos en las provincias de Bs. As., Córdoba, Santa Fe, Entre Ríos y La Pampa.

Rotavirus fue el agente más frecuentemente detectado en cría seguido de Cryptosporidium (88,9% y 75% de los establecimientos, respectivamente). En contraste, en los rodeos de tambo, Cryptosporidium predominó sobre RV (69.7% vs 57.5%).

Salmonella fue detectada en baja incidencia en ambas explotaciones y no se encontró E. coli enteropatógena

Rotavirus bovino

Generalidades

Los RV conforman un género dentro de la familia Reoviridae.

Los viriones miden aproximadamente 75 nanómetros de diámetro, carecen de envoltura lipídica (virus desnudos), y están compuestos de una triple cápside proteica, de simetría icosaédrica, que a su vez contiene una ARN polimerasa y el genoma viral.

El virión presenta una densidad de 1.36 g/ml en CsCl y un coeficiente de sedimentación de 520-530 S

El término Rotavirus deriva de la palabra latina rota y está dado por la apariencia de rueda que presentan los viriones al ser observados por microscopía electrónica (ME)

Las partículas de RV son altamente resistentes a la inactivación físico-química, permanecen estables dentro de un rango de pH de 3 a 9, no se disuelven en solventes lipídicos (fluorocarbonos, éter, cloroformo, etc.) y conservan su infecciosidad durante meses en ambientes húmedos, temperaturas entre los 4 y 20ºC y en presencia de iones Ca+2 que estabilizan la cápside externa.

El virus sólo puede ser inactivado con compuestos fenólicos, sales de amonio cuaternario, formalina al 0,5% y betapropiolactona (BEI) al 10%.

El etanol 95% es el desinfectante más efectivo

El genoma viral está compuesto por 11 segmentos de ARN doble cadena (dc), cada uno codifican una proteína viral, de las cuales, seis son estructurales (VP) y cinco no estructurales (NS) El ARN genómico de los RV puede ser fácilmente extraído de las partículas virales presentes en la materia fecal, analizado por electroforesis en geles de poliacrilamida (PAGE) y visualizado por tinción argéntica.

El patrón de migración de los segmentos se denomina electroferotipo.

Esta técnica constituye una herramienta diagnóstica de rápida identificación del virus, dado que los RV son los únicos agentes virales conocidos de 11 segmentos de ARN dc que afectan a los mamíferos, y es una herramienta complementaria de su clasificación en grupos, dado que en general, cada grupo presenta una distribución de bandas característica

El ARN viral, acompañado de las proteínas VP1 y VP3 están envueltos por la cápside más interna o core, compuesta por la proteína VP2.

Estas tres proteínas forman un complejo enzimático donde VP1 es la transcriptasa viral, VP2 posee capacidad de unión al ARN, por lo actuaría como proteína de empaquetamiento y VP3 posee actividad de guanidiltransferasa

La cápside interna está constituida por unidades triméricas de la proteína estructural VP6.

Esta proteína es altamente estable e inmunogénica, constituye el 50% de la masa total del virión y cumple un papel fundamental en la estabilidad estructural del mismo dada su interacción con las proteínas de la cápside externa y el core Los Ac contra VP6 no poseen capacidad neutralizante in vitro, sin embargo, estudios realizados in vivo, en ratones, demuestran que Ac IgA dirigidos contra VP6 son capaces de neutralizar al virus intracelularmente interfiriendo en el ciclo viral

Los RV se clasifican en grupos, según la variación de un Ag común presente en la proteína VP6.

Este Ag, es el principalmente detectado por técnicas inmunológicas como ELISA e inmunofluorescencia y es compartido por todos los RV integrantes de un mismo grupo, independientemente de la especie de origen.

Hasta el momento se han descripto 7 grupos diferentes (A, B, C, D, E, F, y G) de los cuales, los grupos A, B y C han sido detectados en bovinos.

La superficie de la cápside externa de los RV está formada por la glicoproteína VP7, y alrededor de 60 espículas constituidas por dímeros de la proteína VP4.

La glicoproteína VP7 representa el 30% de la masa total del virión y constituye el principal Ag neutralizante. La respuesta inmune contra VP7 en el huésped infectado se asocia con protección.

La proteína VP4 constituye el 1,5% de la masa viral, presenta actividad de hemaglutinina, porta epitopes neutralizantes específicos y participa en la adsorción y penetración del virus a la célula.

Durante la infección, esta proteína es clivada por enzimas proteolíticas presentes en el tracto gastrointestinal (pancreatina, tripsina) de modo que se generan dos péptidos estructurales VP5* y VP8*. De ha demostrado que este proceso aumenta la infectividad viral .

Anticuerpos contra VP4 o VP8*, neutralizan el virus in vitro y se ha observado que inducen inmunidad protectora en ratones, cerdos y bovinos

Los RV Grupo A se clasifican mediante un sistema binario, según la variación genética y antigénica de ambas proteínas superficiales, las variantes de VP7 se denominan G-tipos (glicoproteína ), y las de VP4, P-tipos (proteasa sensible) Hasta el momento se han reportado 14 G-tipos, y al menos 20 P-tipos de RV grupo A circulantes en humanos y animales

Epidemiología molecular

Rotavirus bovino Grupo A fue identificado, caracterizado y confirmado como agente causal de diarreas en terneros, por primera vez, por Mebus y col. en 1969.

Según lo expuesto en la sección 1.3, actualmente se lo considera el principal agente patógeno productor de diarreas en terneros menores de tres semanas de vida, en todo el mundo Respecto de los otros grupos, se ha reportado la circulación de RV grupo B y C en bovinos de Japón y Estados Unidos Rotavirus grupo B ha sido detectado en terneros y esporádicamente asociado con diarrea neonatal pero se encuentra especialmente involucrado en brotes de diarrea epizoótica en ganado adulto Rotavirus grupo C fue aislado a partir de un caso de diarrea en bovinos adultos en Japón

Dentro de los RV grupo A que circulan en bovinos se han reportado los G-tipos: G1, G2, G3, G6, G8, G10, G11 y los P-tipos: P[1], P[5] y P[11], siendo las cepas UK o IND (P[5]G6), NCDV-Lincoln (P[1]G6), y B223 (G10P[11]) los tipos predominantes a nivel mundial Seguido por P[1]G8 que ha sido reportado recientemente en Europa y Japón

Estudios realizados en el Instituto de Virología del INTA durante un período de 8 años (1992-1999) indican que en Argentina las diarreas por RV representan una de las principales afecciones de los terneros neonatos, alcanzando una prevalencia del orden del 87% en rodeos de cría y del 74% en establecimientos de tambo, con una amplia circulación de G6 (32.6%), serotipo que resultó predominante en rodeos de cría, seguido de G10 con un 15.4% que fue el serotipo prevalente en tambos Con respecto a las combinaciones G-P tipo de los RV circulantes en bovinos de nuestro país, estudios recientes indican que P[5]G6 es la cepa prevalente, seguida de P[1]G6 y P[11]G10 y existen combinaciones poco comunes como P[11]G6 y P[5]G10 (Costantini, comunicación personal).

Hasta el momento, no se ha detectado la circulación de RVB no grupo A en nuestro país.

Patogenia

La infección por RV se produce en los individuos jóvenes de las diferentes especies animales y se encuentra asociada con diarrea acuosa no enterocolítica y lesiones intestinales.

Rotavirus bovino genera diarrea en terneros menores de 3 semanas de vida, y la edad de máxima susceptibilidad se registra entre los 2 y 19 días de edad.

La transmisión se produce principalmente por la vía fecal-oral y los animales infectados eliminan grandes cantidades de virus (1010 partículas virales por gramo de heces)

Estudios de la infección realizados en terneros descalostrados, gnotobióticos o convencionales indican que la diarrea se desarrolla dentro de un corto período de incubación (18-24 horas posteriores a la inoculación oral).

Según la carga viral administrada y la virulencia de la cepa, la diarrea puede ser leve y autolimitada, o severa con una importante pérdida de fluidos y desbalance electrolítico.

Las heces de los terneros afectados son blanco-amarillentas, su consistencia varía de pastosa a extremadamente acuosas, y presentan un olor fétido característico. Otros síntomas clínicos incluyen depresión, anorexia y deshidratación.

Los RV infectan selectivamente los enterocitos maduros localizados en la porción apical de las microvellosidades intestinales.

Las criptas no son afectadas.

Los enterocitos son invadidos por el virus, que se replica rápidamente y provoca la lisis celular y la atrofia de la microvellosidad. Los cambios en la mucosa pueden ser leves o graves.

En los casos leves, las lesiones se presentan formando parches en el epitelio e incluyen acortamiento de las vellosidades y una leve infiltración de la lámina propia con células mononucleares.

En los casos graves, se produce un total acortamiento de las vellosidades, una marcada infiltración de células y factores inflamatorios, hipertrofia de las criptas y daño severo del epitelio que incluye degeneración, vacuolización, necrosis y descamación de las células infectadas

En un estudio comparativo donde se infectaron experimentalmente terneros gnotobióticos de 1 o 10 días de edad, se observó que la replicación viral se extiende uniformemente a lo largo de todo el intestino delgado afectando principalmente entre el 40% y 65% del extremo proximal, en los terneros más jóvenes; mientras que los terneros mayores presentaron la infección en parches que afectó la zona media y distal.

Un hallazgo importante fue que en ambos grupos de terneros de detectó la presencia de enterocitos infectados por RV en el ciego y el colon, indicando que la infección puede extenderse al intestino grueso, al menos en esta especie

A medida que progresa la infección, las células infectadas son reemplazadas por células cuboidales inmaduras y secretorias de la cripta, incapaces de cumplir con las funciones normales de digestión y absorción, por lo que disminuye el transporte de glucosa asociado al sodio, se registran niveles anormalmente bajos de maltasa, sacarasa y lactasa, los que vuelven a la normalidad luego de 4 a 8 semanas post-infección.

La mayoría de los individuos con gastroenteritis aguda por RV padecen mala absorción de lactosa e intolerancia.

La lactosa de la leche no digerida favorece el desarrollo bacteriano y ejerce un efecto osmótico que contribuye al desarrollo de la diarrea.

Esta serie de hechos provocan la pérdida de electrolitos y fluidos, que ocasionalmente llevan a la deshidratación severa y muerte

Los mecanismos propuestos en el desarrollo de diarrea por RV incluyen: malabsorción, como resultado de la disfunción y destrucción de los enterocitos; efecto enterotóxico causado por la proteína viral NSP4 y activación del sistema neuro-entérico. Investigaciones recientes indican que la proteína NSP4, péptido glicosilado de transmembrana que participa en la morfogénesis viral, induce diarrea en ratones lactantes al ser administrado por vía intraperitoneal o intraduodenal.

La NSP 4 actuaría en los estadios tempranos de la infección viral promoviendo la movilización de Ca+2 hacia el interior de los enterocitos infectados con la consiguiente secreción de fluidos que provoca la alteración del balance hídrico y electrolítico.

También se postula que la infección por RV produce la activación de terminales nerviosas en la pared intestinal generando un aumento del peristaltismo y de la secreción de agua fomentando la diarrea acuosa.

Tratamiento

Como en otras infecciones virales, no existe un tratamiento específico para las infecciones por RV en bovinos.

En general se recomienda suspender la ingesta de leche durante 24-48 hs, situación que sólo es practicable en terneros alimentados artificialmente (tambos).

Según el grado de deshidratación se recomienda la administración de fluidos y electrolitos por vía oral en caso de diarrea leve; o parenteral en las diarreas severas.

La aplicación de terapias de rehidratación oral ha resultado efectiva en el tratamiento de la enfermedad, probablemente por el correcto funcionamiento del transporte de glucosa asociado al sodio en zonas no infectadas del epitelio

Un amplio espectro de antibióticos pueden ser administrados por vía oral o sistémica para tratar una posible infección bacteriana secundaria que podría desencadenar una septicemia en caso de lesiones severas del epitelio intestinal.

Inmunidad pasiva y respuesta inmune frente a rotavirus

Dado el carácter local de la infección por RV, en bovinos al igual que en otras especies, se postula que la protección está principalmente asociada con la presencia de Ac en el lumen intestinal.

En rodeos contaminados, los terneros entran en contacto con el virus al momento de nacer, y desarrollan diarrea por RV dentro de los primeros días de vida, por ende, los niveles de Ac pasivos, fundamentalmente IgG1 e IgA, adquiridos a través de la ingestión de calostro y leche presentes en el intestino, resultan esenciales en la protección y determinan la severidad del cuadro clínico

Saif y col. (1983) han observado en terneros descalostrados la existencia de una correlación directa entre la protección frente a la infección por RV y los niveles de Ac pasivos presentes en la luz intestinal, especialmente de tipo IgG1, administrados oralmente vía leche suplementada con calostro hiperinmune Adicionalmente, Besser y col (1988) postulan que altos niveles de Ac pasivos en suero de terneros también podrían cumplir un rol complementario en la protección frente a la infección por RV debido a una transferencia de IgG1 desde el suero a la luz intestinal

En un estudio realizado a campo en terneros de cría, también se observó una correlación inversamente proporcional entre el título de Ac neutralizantes específicos contra RV en suero adquiridos pasivamente y el desarrollo de diarrea por RVB

La adquisición de altos niveles de Ac en suero, vía calostro, y su transferencia hacia el lumen intestinal resulta un mecanismo de protección crítico, principalmente en los terneros criados en sistemas artificiales, como es el caso de los establecimientos de tambo, en donde la leche materna es generalmente reemplazada por sustitutos lácteos carentes de Ac.

Por otro lado, si bien ambas fuentes de Ac (calostro y leche) presentan propiedades protectoras, estos juegan un papel muy importante en la modulación negativa de la respuesta activa del animal frente a la infección, especialmente a nivel de la mucosa infectada.

El desarrollo de la respuesta inmune humoral de mucosas frente a la infección por RV ha sido investigada en modelos animales como el ratón y el cerdo gnotobiótico

Los estudios más completos se han realizado en este último, donde se ha descripto además, la regulación de la respuesta por parte de Ac pasivos

Luego de la infección por RV en cerdos gnotobióticos, se observa que las CSAc RV-específicas se localizan principalmente en la lámina propia intestinal y linfonódulos mesentéricos, mientras que se detectan muy pocas CSAc en bazo y sangre periférica, y se hallan ausentes en la médula ósea Los estudios realizados respecto de la interferencia de Ac pasivos circulantes en el desarrollo de la respuesta inmune indican que la presencia de altos niveles de Ac pasivos específicos reduce significativamente el número de CSAc contra RV que colonizan los órganos linfoides que participan en respuesta inmune a la infección

Con respecto a los bovinos, la respuesta inmune humoral contra la infección por RV ha sido extensamente estudiada en terneros descalostrados, calostrados o alimentados con leche suplementada con Ac, en términos de cinética de Ac neutralizantes e isotipo-específicos en suero y material fecal

Sin embargo, se carece de información, respecto de la magnitud y distribución de la respuesta de CSAc contra RV y su modulación por la presencia de Acs pasivos.

Prevención y control

Teniendo en cuenta el impacto económico que genera esta enfermedad a nivel productivo, se han aplicado medidas de prevención y control basadas en dos estrategias de inmunización.

La primer estrategia se basó en estimular el respuesta inmune activa en los terneros neonatos mediante el uso de vacunas vivas atenuadas administradas por vía oral en las primeras horas de vida

Esta estrategia resultó poco efectiva en cuanto a la respuesta inmune y protección conferida; y a su vez fue una herramienta poco práctica, especialmente en cuanto a su aplicación en grandes rodeos extensivos.

La segunda estrategia, se basó en la utilización de vacunas inactivadas destinadas a potenciar la inmunidad pasiva a través de la inmunización de las madres en el último tercio de gestación.

Si bien la implementación de programas de vacunación ha demostrado una disminución progresiva de la morbilidad en rodeos endémicamente infectados el grado de eficacia de esta estrategia es variable, influyendo entre otros factores, la vía de inmunización, la dosis, la concentración de antígeno, el tipo de adyuvante y el proceso de inactivación, así como también, la implementación de adecuadas prácticas de manejo.

En la actualidad se dispone en nuestro medio de varias vacunas comerciales para la prevención las diarreas neonatales en terneros que presentan grados de eficacia variables.

Estos inmunógenos contienen suspensiones de RVB inactivado por métodos químicos, correspondientes a los serotipos prevalentes P[5]G6; P[1]G6 y P[11]G10, emulsionados en adyuvantes oleosos y en general en forma de formulaciones polivalentes, acompañados de otros patógenos intestinales como E. coli y Coronavirus.

Dado que RV es considerado el principal agente causal de diarreas neonatales no sólo en animales sino también en humanos, numerosos grupos de investigación, dedican sus esfuerzos al desarrollo de nuevas estrategias de inmunización.

Entre ellas se ha probado inicialmente en roedores (ratones y/o conejos) el uso de vacunas a ADN o vacunas a subunidades utilizando los genes o las diferentes proteínas virales (VP6, VP7, VP4 y NSP4) obtenidas por expresión en sistemas recombinantes y plantas transgénicas

Adicionalmente, dada las características estructurales de este virus se ha logrado la producción de partículas virales sintéticas o "virus like particles"

De todas estas estrategias, en bovinos solo se ha probado el uso de vacunas a subunidades con la proteína VP8* y VLP homólogas y heterólogas.

La inmunización de vacas gestantes por vía intramuscular con 2 dosis de vacuna oleosa formulada con la proteína VP8* recombinante de RVB obtenida por expresión en E coli, generó un incremento del título de Ac neutralizantes contra RVB en calostro, similar al observado en vacas inmunizadas con una vacuna a virus completo inactivado

Por otra parte, la administración intramuscular e intramamaria de vacunas formuladas con VLP construidas a partir de baculovirus recombinantes que expresan las proteínas virales de una cepa de RV de simio (cepa heteróloga) o cepas de RV bovinos resultaron altamente inmunogénicas, e indujeron mayores niveles de Ac en suero, calostro y leche que una vacuna inactivada.

Adicionalmente, terneros alimentados con leche suplementada con 1% de calostro de vacas vacunadas con VLP heterólogas fueron totalmente protegidos frente al desarrollo de diarrea luego del desafío oral con RVB

Un mejor conocimiento del desarrollo de la respuesta inmune frente a la infección por RV en terneros, especialmente a nivel de mucosas y su modulación mediada por los Ac pasivos, resulta muy importante para optimizar el desarrollo de nuevas estrategias de inmunización aplicadas al control y prevención de la rotavirosis bovina.

Fuente: Circulo de Médicos Veterinarios del Sur de Santa Fe

http://www.veterinariosursf.com.ar

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