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Identificación de variantes alélicas causales de la paratuberculosis bovina

A pesar de que los estudios de asociación de genoma han permitido la identificación de polimorfismos de un único nucleótido (SNPs) asociados a la susceptibilidad a la paratuberculosis bovina (PTB), hasta el momento no se habían identificado mutaciones funcionales causales, ni se había estudiado la contribución de éstas a la progresión de la enfermedad. Por otro lado, los estudios recientes de secuenciación completa de RNA han permitido conocer nuevos mecanismos implicados en la respuesta inmune local y circulante frente a la infección con Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP) pero por sí mismos no revelan qué variantes alélicas pueden estar afectando a la expresión de genes concretos y al desarrollo de la enfermedad. Estas variantes alélicas en regiones reguladoras de la transcripción se denominan “expression quantitative trait loci” (cis-eQTLs) y representan el puente de unión entre genética-expresión génica-fenotipo.

En el presente trabajo, se integraron datos de expresión génica de muestras de sangre  periférica y válvula ileocecal de animales sin lesiones y con lesiones asociadas a la PTB bovina con los genotipos obtenidos mediante el chip de baja densidad de Illumina para estos mismos animales. Se llevó a cabo un análisis estadístico combinado genómico-transcriptómico que permitió la identificación de 235 cis-eQTLs asociados con cambios en los niveles de expresión de 186 genes en sangre periférica y válvula ileocecal. Para validar si estas variantes alélicas afectaban también a la susceptibilidad a la PTB, realizamos un análisis de asociación caso-control empleando los genotipos de los cis-eQTLs identificados y los resultados de histopatología, ELISA para la detección de anticuerpos frente a MAP, y PCR y cultivo de tejidos en una población de 986 vacas frisonas caracterizadas previamente en un proyecto anterior del grupo de Micobacterias de NEIKER (IPARGENBOV, AGL2006–14315-CO2). El análisis de asociación genética permitió la identificación de tres cis-eQTLs implicados en la desregulación de la expresión de los genes MECOM, eEF1A2 y del U1 spliceosoma RNA.

El genotipo heterocigoto en el cis-eQTL-rs43744169 (T/C) se asociaba con un incremento en la expresión del gen MECOM, con resultados positivos de ELISA, PCR y cultivo de tejidos y con un mayor riesgo de progresión a lesiones más severas de PTB. La presencia del alelo menor en el cis-eQTL regulador del MECOM se asociaba con  mayores niveles de MECOM detectados mediante un ELISA cuantitativo en plasma de animales infectados, y con una mayor supervivencia de la bacteria en el interior de macrófagos derivados de monocitos derivados de sangre periférica de animales heterocigotos infectados con MAP en condiciones ex vivo.

La presencia de los dos alelos menores (C/C) en el cis-eQTL-rs110345285 se asoció con desregulación de la expresión del eEF1A2 y con un incremento significativo de los niveles de anticuerpos frente a MAP detectados por ELISA.

Por último, la presencia del alelo menor en el cis-eQTL-rs109859270 (C/T) se asoció con una sobreexpresión del U1 spliceosoma RNA y con un incremento del riesgo de aparición de lesiones histopatológicas asociadas a la PTB.

Cabe destacar que variantes alélicas que afectan a la expresión del MECOM, eEF1A2 y U1 se han asociado a un mayor riesgo de progresión hacia formas más severas de la enfermedad inflamatoria intestinal y del cáncer colorectal, en humanos. Por otro lado, hay que reseñar que la introducción de los cis-eQTLs identificados en el presente trabajo en los programas de mejora genética de la raza frisona podría ayudar a reducir progresivamente la susceptibilidad y prevalencia de la enfermedad y los costes económicos asociados.

Este trabajo se ha realizado en colaboración con investigadores del Departamento de Sanidad Animal del SERIDA, del Departamento de Genética de la UPV-EHU y de Biocruces-Bizkaia y de la Confederación Nacional de Frisonas Españolas (CONAFE) en el marco del proyecto financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y por FEDER titulado “Desarrollo de soluciones innovadoras e integradas para el control de la paratuberculosis bovina basadas en genómica y transcriptomica” (RTI2018-094192-R-C21; PARACON).

Para más detalle, este estudio publicado en Scientific Reports se puede consultar a través de este enlace.

Fotografía: NEIKER-Sanidad Animal

Publicaciones realizadas en el Departamento de Sanidad Animal de NEIKER en 2020

A continuación encontrareis la relación de publicaciones realizadas en revistas especializadas por nuestro grupo a lo largo de 2020. Aquellos/as que estéis interesados en leer el artículo completo, nos los pedís y os pasaremos copia.

Rakel Arrazuria, Iraia Ladero, Elena Molina, Miguel Fuertes, Ramón Juste, Miguel Fernández, Valentín Pérez, Joseba Garrido and Natalia Elguezabal. Alternative Vaccination Routes against Paratuberculosis Modulate Local Immune Response and Interference with Tuberculosis Diagnosis in Laboratory Animal Models. Vet Sci 2020; 7, 7.

Ana Balseiro, José Miguel Prieto, Vega Álvarez, Sandrine Lesellier, Dipesh Davé, Francisco J. Salguero, Iker A. Sevilla, José Antonio Infantes-Lorenzo, Joseba M. Garrido, Hans Adriaensen, Ramón A. Juste and Marta Barral. Protective Effect of Oral BCG and Inactivated Mycobacterium bovis Vaccines in European Badgers (Meles meles) Experimentally Infected With M. bovis. Front Vet Sci 2020; 7:41.
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Muestras adecuadas para el diagnóstico. Solicitud de análisis, conservación de las muestras y envío – parte 4

Necropsias
Desde un punto de vista práctico se podría poner el límite para realizar la necropsia en 8-12 horas, a no ser que se guarde el cadáver refrigerado, ya que, en general, a partir de las 4 horas post-mortem los procesos de autolisis ya están avanzando. Cuando no se observan lesiones macroscópicas lo mejor es ponerse en contacto con el laboratorio, y a ser posible con un patólogo. De los tejidos conviene tomar fragmentos de 3-4 cm de largo y 0,5 cm de grosor e introducirlos en formol al 10%.
¿Qué órganos consideras necesarios para el diagnóstico de la enterotoxemia?
Hay bastante debate en cuanto a las Clostridiosis del bovino. Tradicionalmente, para el diagnóstico se ha tomado como referencia la enterotoxemia de los pequeños rumiantes y, en el ganado vacuno, los patrones son diferentes. Leer Más

Muestras adecuadas para el diagnóstico – parte 3

Problemas respiratorios
Los problemas respiratorios tienen una etiología multifactorial, y el agente infeccioso es sólo una parte. Además podemos tener virus (IBR, BVD, PI-3, RSV), bacterias (Pasteurella, Mannheimia, Histophilus) y Micoplasmas. La muestra ideal que figura en todos los manuales es el lavado broncoalveolar, aunque algunos clínicos son reticentes por el estrés que se produce al animal. La alternativa son los hisopos nasofaríngeos, pero la muestra se puede contaminar más fácilmente. El mayor aporte diagnóstico en el animal vivo lo tiene el lavado broncoalveolar. Es una muestra mucho más limpia y no contiene microorganismos de las vías altas. Además podemos buscar bacterias (cultivos), virus (PCR) y Micoplasmas (cultivo y PCR). El estudio histopatológico del pulmón tras la necropsia de un cadáver tiene un enorme valor en los procesos respiratorios del bovino. Las lesiones detectadas nos pueden orientar hacia el diagnóstico. Para decidir si hacemos serología o no, tenemos que conocer el estatus vacunal de la explotación. Leer Más

El Departamento de Sanidad Animal ha sido galardonado en los II International Zendal Awards

Los International Zendal Awards están organizados por el grupo biotecnológico del mismo nombre. Con estos premios se pretende difundir, impulsar y premiar el conocimiento y la investigación en el campo de la biotecnología a nivel mundial. Los premios se reparten en tres categorías: Homenaje, Premio Salud Humana y Premio Salud Animal, estos dos últimos en formato concurso a los cuales en esta edición se han presentado 24 proyectos de diferentes países. En el apartado de Salud Animal el proyecto ganador ha sido el presentado por el Departamento de Sanidad Animal de NEIKER en el campo del control micobacteriosis mediante vacunación. En la memoria se presentaron los resultados de campo y de diferentes ensayos experimentales llevados a cabo sobre paratuberculosis, y tuberculosis tanto en ganado doméstico como en fauna silvestre, incidiendo en las líneas de trabajo futuras en las que se invertirán los 15.000€ con los que está dotado el galardón. Estas líneas de trabajo encajan en algunos de los aspectos de especial preocupación para la sociedad como son el bienestar animal y la sostenibilidad de las granjas, ambas estrechamente relacionadas con la salud animal.
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Muestras adecuadas para el diagnóstico – parte 2

Abortos
El diagnóstico de los abortos es complejo y se suele llegar a un diagnóstico en el 40% de los fetos remitidos. Es importante destacar que no conviene remitir un aborto aislado, y hay que intentar enviar los fetos cuando se produzcan 2 o más abortos en un periodo corto de tiempo (1 mes por ejemplo). Las muestras fetales de elección son: contenido abomasal, hígado, pulmón, riñón, bazo, encéfalo; así como un fragmento de placenta. La mayor parte de los fetos va a tener un cierto grado de autolisis, y salvo que los fetos estén muy autolíticos (se deshacen), macerados o momificados, sí que merece la pena remitir muestras fetales. Incluso en fetos autolíticos es posible detectar lesiones características (p.ej. lesiones histopatológicas compatibles con Neospora). En cuanto a la placenta, lo ideal es enviar un placentoma (carúncula + cotiledón) pero habitualmente se remite tejido intercotiledonario y cotiledones. Respecto a los sueros que han de acompañar al resto de muestras, lo ideal es remitir muestras de suero de vacas abortadas y no abortadas para comparar los resultados. En este sentido, hay que tener en cuenta el estatus vacunal de los animales a la hora de interpretar los resultados serológicos. Leer Más

Aspectos prácticos en la toma de muestras en granjas de bovino lechero – parte 1

El pasado 5 de noviembre participamos en un debate cara a cara on line sobre aspectos prácticos en la toma de muestras para diagnóstico en granjas de bovino lechero. En el encuentro, organizado por Boehringer Ingelheim Animal Health, participaron Pau Pallarés veterinario clínico de la empresa VETHER Girona, y Gorka Aduriz responsable del laboratorio de diagnóstico de NEIKER. La moderación corrió a cargo de Manuel Cerviño, responsable de rumiantes de Boehringer-Ingelheim. Al evento se inscribieron más de 100 veterinarios clínicos quienes pudieron participar a través del chat disponible. Este resumen recoge los aspectos fundamentales tratados durante el debate. Para empezar se lanzaron dos preguntas: Leer Más

Actualización Influenza Aviar Altamente Patógena 2020

En este año, que ya quedará históricamente marcado por la pandemia humana de SARS-CoV-2, el concepto One Health cobra todavía más relevancia. Bajo su paraguas se contempla la necesidad de vigilar las enfermedades de los animales y el entorno como la clave para impactar positivamente también en la mejora de nuestra salud. El virus de la influenza aviar (IA), es uno de los muchos que contempla la OIE como enfermedad de declaración obligatoria. Y es que el virus de la influenza, además de poner en jaque la producción avícola (ya que un brote en aves de corral puede suponer hasta un 100% de mortalidad entre los individuos afectados), algunos de sus subtipos también pueden ser zoonóticos.  En cuanto a la situación epidemiológica de la influenza aviar altamente patógena en el mundo, según las últimas notificaciones a la OIE, en lo que llevamos de año solo en Europa hay más de 450 los brotes de influenza aviar altamente patógena (IAAP). Desde mediados de octubre, se han detectado focos de IAAP en distintos países europeos como Alemania, Dinamarca, Países Bajos, Reino Unido, Irlanda y más recientemente en Bélgica, Francia, Suecia, Croacia, Polonia, Italia y Eslovenia (datos ECDC y OIE). Leer Más

Día Europeo para el Uso Prudente de los Antibióticos 2020: estrategias One Health para la prevención de futuras pandemias

El 18 de Noviembre, un año más, se ha celebrado el Día Europeo para el Uso Prudente de los Antibióticos. Antes del COVID19, las bacterias resistentes a los antibióticos eran el principal problema de Salud Pública en nuestro entorno y la mayor amenaza de pandemia. Cada año mueren en el mundo más de 700.000 personas por infecciones por bacterias resistentes a todos los antibióticos disponibles. La irrupción a principios de año del virus SARS-CoV-2 causante de la pandemia COVID19, no solo ha dejado en segundo plano este problema sino que ha podido contribuir a agravarlo. En los momentos iniciales de la pandemia, ante la gravedad y el desconocimiento de la enfermedad se produjo un incremento importante del uso de antibióticos en los hospitales. Posteriormente, la experiencia ha demostrado que las co-infecciones bacterianas en pacientes COVID no es importante. Esto, junto con el mayor conocimiento de la enfermedad y una mejor definición de las pautas terapéuticas, ha hecho que el uso de antibióticos en su tratamiento se haya ido moderando y reduciendo. Por el contrario, la prescripción ambulatoria de antibióticos se ha reducido durante la pandemia. Por otro lado, las medidas de higiene y prevención, y el impulso de las pruebas diagnósticas, podrían tener un efecto positivo en la disminución de las infecciones y por tanto en la necesidad del uso de antibióticos. Leer Más

Webinar: Inmunidad aprendida, observaciones en busca de una teoría

Hasta hace unos años se pensaba que sólo se podía estimular al sistema inmunitario con vacunas específicas para cada enfermedad. A lo largo del tiempo se han recogido evidencias de vacunas u otros inmunoestimulantes que confieren protección frente a enfermedades para las que no fueron diseñadas, un mecanismo que se conoce como inmunidad aprendida.
Así, en humanos se ha visto que la vacuna contra la tuberculosis reduce la mortalidad infantil más allá de la tasa de incidencia de esa enfermedad, es decir, también es capaz de evitar muertes que podrían ser causadas por otras enfermedades distintas de la tuberculosis. En animales, nosotros mismos en NEIKER, observamos que al vacunar ovejas contra paratuberculosis la mortalidad se reducía en mayor proporción que la que venía causando la propia enfermedad. Leer Más