Patricia Barroso1, Ramón Juste2, Beatriz Sañudo1, Gloria Herrero-García1, Cristina Blanco-Vázquez1, Marta Barral2, Joseba Garrido2, Iker A. Sevilla2, Natalia García Álvarez1, Rosa Casais3, Ana Balseiro1*
1 Departamento de Sanidad Animal, Universidad de Léon, León (España)
2 NEIKER, Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario, Basque Research and Technology Alliance (BRTA), Derio, España
3 SERIDA, Gijón, España
*Autor de correspondencia: abalm_arroba_unileon.es
La vacunación como medida de control de las enfermedades en los animales
La vacunación pretende inducir una respuesta inmunitaria protectora frente al desarrollo de una enfermedad a través de la administración de antígenos del patógeno que la causa. Sin embargo, muchas vacunas no logran inducir una inmunidad protectora total, aunque sí consiguen disminuir la gravedad de la enfermedad, así como las posibilidades de su transmisión (Balseiro et al., 2020a). Por otro lado, se han documentado casos en los que individuos vacunados han manifestado lesiones exacerbadas de la enfermedad contra la que protege dicha vacuna (Tizard, 2021). En este artículo utilizaremos el caso de tejones vacunados frente a la tuberculosis como ejemplo.
La tuberculosis animal y la vacunación frente a la enfermedad
La tuberculosis es una enfermedad infecciosa crónica producida por diversas especies de micobacterias del complejo Mycobacterium tuberculosis (MTC), principalmente M. bovis y M. caprae. Es una zoonosis que genera importantes pérdidas económicas y comerciales, asociadas tanto a las pérdidas de valores productivos, como a las compensaciones económicas por el sacrificio de los animales infectados que reciben los ganaderos tras un brote, así como por el coste de las medidas aplicadas para su control, como, por ejemplo, las restricciones de movimiento (Brooks-Pollock and Wood, 2015; Thomas et al., 2021). Además, esta enfermedad supone un reto para la salud pública. En determinadas áreas naturales, la tuberculosis también representa una amenaza para la conservación de especies, como es el caso del león en África y el lince ibérico en la Península Ibérica (Thomas et al., 2021). La presencia de reservorios animales, junto con otros factores, como son los movimientos de ganado doméstico o el mantenimiento residual de la tuberculosis en las explotaciones, a consecuencia de la imperfección de las técnicas de diagnóstico a la hora de detectar animales infectados, han dificultado la erradicación de la enfermedad hasta la fecha (Riordan et al., 2011). Por ello, actualmente, se trabaja en mejorar las medidas de control, entre las que destacan la bioseguridad y el aumento de la resistencia a la diseminación y a la infección mediante vacunación de la fauna silvestre, la cual se enfrenta a importantes desafíos logísticos, como la administración efectiva, en algunas poblaciones.
La tuberculosis fue una de las primeras enfermedades infecciosas en las que se identificó una bacteria como agente causal. Este hecho, junto con la observación empírica de que algunos individuos que padecían la enfermedad no volvían a sufrirla, proporcionó la base teórica para avanzar en el diseño científico de las vacunas (Gherardi, 2007). Así surgió la vacuna viva atenuada “bacilo de Calmette y Guérin (BCG)”, que ha demostrado su eficacia tanto en humanos como en diferentes especies animales silvestres y domésticas, incluida la especie bovina. Sin embargo, su utilización en ganado bovino está prohibida a nivel europeo, debido a las interferencias que produce en los resultados de las pruebas diagnósticas de la tuberculosis.
Un reto adicional en la vacunación de la fauna silvestre es la posibilidad de administrar la vacuna mediante cebos comestibles, ya que, la captura y vacunación parenteral de animales silvestres sería económicamente inviable a largo plazo. En este sentido, la BCG resulta poco biosegura para su utilización en cebos, principalmente porque al ser una vacuna viva, implicaría la liberación de micobacterias en el medio ambiente, pudiendo ser ingeridas por especies no objetivo. En esta línea, la eficacia vacunal podría verse afectada por condiciones ambientales como la luz o la lluvia, que podrían reducir la dosis efectiva vacunal. Por estas razones, la vacunación del tejón con BCG solo está permitida en Reino Unido mediante su aplicación por vía intramuscular desde el año 2010 (Cousins, 2001; Stevenson et al., 2002).
Según varios estudios, las vacunas inactivadas basadas en bacterias muertas son más estables en el medio, especialmente ante las variaciones de temperatura. Además, se consideran bioseguras y no interferirían con las pruebas de diagnóstico en el ganado bovino en caso de consumo accidental (Jones et al., 2016), lo que las convierte en una alternativa interesante para su uso en la fauna silvestre.
El tejón (Meles meles)
El tejón tiene un papel importante en la transmisión de la tuberculosis, especialmente en Reino Unido e Irlanda, donde se considera un reservorio silvestre de la misma (O’Connor et al., 2012). En la Península Ibérica, el tejón no es considerado un reservorio principal de M. bovis, a excepción de algunas zonas del norte de España (España atlántica), donde ha sido identificado como un potencial reservorio, particularmente en áreas con elevada densidad poblacional (Acevedo et al., 2019; Balseiro et al., 2020b; Gortazar et al., 2011; MAPAMA, 2017). En este sentido, estudios recientes estiman una densidad de tejones de aproximadamente 3,81 adultos/km2 en esta región (Acevedo et al., 2014). Esta densidad de población es considerablemente superior a la observada en otras regiones como la mediterránea, lo que podría favorecer el mantenimiento de la tuberculosis en las propias poblaciones de tejones de esas zonas de la Península.
A diferencia de Reino Unido, donde las medidas de control de la tuberculosis en fauna silvestre se centran en el tejón, en la Península Ibérica su papel epidemiológico es menos claro y, por tanto, las medidas suelen enfocarse más en otras especies silvestres como el jabalí (Garcia-Jimenez et al., 2013; Martínez-López et al., 2014; Richomme et al., 2010). Sin embargo, en áreas donde se ha reconocido al tejón como potencial reservorio, el control de la tuberculosis en esta especie es clave, ya que interacciona frecuentemente con ganado bovino en extensivo y con otras especies silvestres, lo que podría interferir con los esfuerzos para su control y erradicación (Acevedo et al., 2019).
Para intentar controlar la enfermedad en esta especie, se han realizado varios estudios de eficacia vacunal utilizando la BCG y la vacuna Mycobacterium bovis inactivado por calor (HIMB). En concreto, cuando esta última se administró directamente en las tonsilas de animales infectados experimentalmente con M. bovis, se observó una disminución del número y la gravedad de las lesiones a nivel macroscópico y microscópico, reduciéndose también la generalización (diseminación de la micobacteria en diferentes tejidos) de M. bovis en los tejidos (Balseiro et al., 2020b). Sin embargo, un estudio posterior en el que la administración de HIMB se realizó mediante cebo, obtuvo resultados dispares, con el 75% de los tejones mostrando reducción de lesiones y carga bacteriana (animales estándar), y el 25% mostrando lesiones exacerbadas de tuberculosis (animales divergentes; Figura 1), superando con creces a las observadas en el grupo control no vacunado (Juste et al., 2023).
Figura 1. Imagen de resonancia magnética computarizada de los pulmones de un tejón vacunado divergente. Se puede observar en la imagen, que los lóbulos craneal, medio y caudal derechos (en rojo, verde y amarillo, respectivamente) aparecen muy aumentados de volumen y con lesiones exacerbadas de tuberculosis tras la vacunación frente a la enfermedad.
La respuesta inmunitaria frente a la tuberculosis
Comprender la respuesta inmunitaria del hospedador es esencial para el posterior desarrollo de vacunas y terapias inmunitarias eficaces. Las micobacterias tuberculosas son patógenos intracelulares que generalmente se transmiten a través de la inhalación de aerosoles o por vía digestiva. Una vez en el organismo, el patógeno es rápidamente fagocitado por las células inmunitarias innatas de los pulmones (cuando la vía de entrada es aerógena), principalmente macrófagos, células dendríticas, monocitos y neutrófilos que, además de establecer una lesión inflamatoria local, inmediatamente pasan al nódulo linfático regional correspondiente. En estas lesiones, los macrófagos liberan múltiples citoquinas para reclutar a los tipos celulares descritos que dan lugar al granuloma precoz (Silva Miranda et al., 2012). Además, los neutrófilos producen quimiocinas y citoquinas como respuesta aguda a la infección, atrayendo células inmunitarias adicionales al lugar de la lesión (Cronan, 2022; Silva Miranda et al., 2012).
Varios estudios han identificado a las citoquinas producidas por los linfocitos T polifuncionales como potenciales marcadores para predecir la eficacia de la vacuna, así como a los tipos celulares (ej., linfocitos T y B, macrófagos o células plasmáticas) presentes en los granulomas tuberculosos de diferentes especies, utilizando técnicas como la inmunohistoquímica (Bhatt et al., 2015). En este sentido, el estudio de la respuesta inmunitaria local de los animales vacunados, frente a los individuos control, puede ayudar a comprender la respuesta inmunitaria del hospedador, así como los mecanismos de protección asociados a la propia vacunación (Brighenti and Ordway, 2017). Un estudio reciente en el que dos tejones mostraron lesiones exacerbadas de tuberculosis tras la vacunación (tejones vacunados divergentes) reveló una mayor pérdida de peso, granulomas más avanzados y un volumen total de lesión muy alto en los pulmones. Esos animales parecían responder de manera distinta a la vacunación en comparación con los demás individuos vacunados con respuesta estándar (tejones vacunados estándar) (Juste et al., 2023). Se propusieron diferentes hipótesis para explicar este fenómeno: i) un cambio de la respuesta inmunitaria del hospedador, pasando de una respuesta Th1 (innata) a una Th2 (adaptativa), ii) una difusión linfática de la bacteria, ya observada en otros estudios en los que se administró BCG vía oral (Bianco et al., 2020), y iii) un agotamiento de los linfocitos T, al no poder eliminar el patógeno causante de las lesiones (Blank et al., 2019). Así mismo, se planteó la posibilidad de la llegada a sangre de la bacteria durante el procedimiento de inoculación del bacilo. Tras analizar los resultados del estudio, se comprobó que la vacuna actuó de acuerdo con el modelo de inmunidad esperado; aunque en los dos animales divergentes se planteó considerar la posibilidad de un agotamiento de los linfocitos T, lo que explicaría la exacerbación de las lesiones (Juste et al., 2023). Para investigar este posible agotamiento celular, se estudiaron mediante inmunohistoquímica diversas proteínas inmunorreguladoras - FoxP3, IL-10 y factor de crecimiento transformador- beta (TGF-β) -, presentes en los granulomas tuberculosos en nódulo linfático bronquial derecho y pulmón de los tejones. Los dos tejones divergentes se caracterizaron principalmente por mostrar niveles significativamente superiores de IL-10 y considerablemente inferiores de macrófagos en comparación con los tejones vacunados estándar y el grupo control, en ambos tejidos.
En definitiva, se comprobó la existencia de una respuesta inmunitaria local diferente en los animales vacunados con lesiones exacerbadas, respecto a los vacunados que no las presentaron, y en los que la vacuna redujo las lesiones y la carga bacteriana. Esta respuesta estaría mediada principalmente por la proteína IL-10, asociada con una respuesta inmunitaria de tipo Th2 (Bianco et al., 2020). Tras la infección inicial, la respuesta inmunitaria es inespecífica y está mediada por una respuesta inmune innata. En ocasiones, esta respuesta es capaz de eliminar la infección, pero puede fracasar, por lo que se produce la activación de linfocitos T y mecanismos inmunes adaptativos, desarrollándose una inmunidad específica en las 2-3 semanas posteriores a la infección. En el caso de que el hospedador no sea capaz de eliminar la infección, persistiendo el antígeno que la produce, las células T específicas de ese patógeno podrían reducir su función para evitar causar un daño excesivo en los tejidos, dando lugar a mayor inflamación, lesión tisular y carga de patógenos (Yao et al., 2019). Cabe destacar, que en el grupo de tejones vacunados con una respuesta inmunitaria estándar se observó una reducción cercana al 100% de la carga bacteriana en los granulomas del pulmón.
Como conclusión, la vacunación con HIMB mediante cebos puede derivar tanto en protección frente a la tuberculosis como en una respuesta divergente, con resultados inesperados. El origen de esta respuesta inmunitaria divergente no se conoce, pero la variabilidad individual, así como factores genéticos o inmunológicos previos, como por ejemplo, la exposición a otras micobacterias ambientales como M. avium, podrían ser responsables de ello, sobre todo en especies silvestres con antecedentes genéticos e inmunológicos variables y desconocidos (Chambers et al., 2017).
Financiación
This work is the result of the I + D + i research project RTI2018-096010-B-C21, funded by the Spanish MCIN/AEI/10.13039/501100011033/Ministry of Science, Innovation and the European Regional Development Funds (FEDER Una manera de hacer Europa). This work was also partially funded by PID2022-141906OB-C22 funded by MCIN/AEI/10.13039/50110 0 011033/FEDER, UE; the Principality of Asturias, PCTI 2021–2023 (GRUPIN: IDI-2021-000102) and European Regional Development Fund. Patricia Barroso was supported by a Juan de la Cierva contract 495 [DC2022-049103-I]. Beatriz Sañudo was supported by a ULE-Santander fellowship funded by the University of León and Banco de Santander. Cristina Blanco Vázquez was granted with a predoctoral fellowship CPD2016-0142 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and FSE. Gloria Herrero-García was granted with a predoctoral fellowship by Junta de Castilla y León and FSE (LE036-20).
Referencias
