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jueves, 23 de agosto de 2012

Enteritis necrótica. Parte I: Clostridium perfringens, alfatoxina y NetB toxina.

Por: Bernardo Mejía Arango  M.V.Z.  M.Sc.
Fotografías e imágenes: Bernardo Mejía Arango. Protegidas por derechos de autor. Cualquier uso  o reproducción debe contar con autorización preliminar.
Créditos: Necropsias:  Bernardo Mejía Arango, M.V.Z.  M.Sc.; Luis Buitrago M., M.V.Z.; Juan Sebastian Alvear A., M.V.Z.


Imagen No. 1  Enteritis necrótica.  Se observa la formación de membranas originadas a partir de la mucosa intestinal necrosada. Intestino grueso de pollo de engorde de 13 días de edad,  proveniente de un lote de 51.306 aves las cuales se encontraron deprimidas según lo reportado por el Médico Veterinario remitente; igualmente reporta que en necropsias efectudas en la granja se encontró  persistencia de saco vitelino y poliserositis.  Cinco aves fueron remitidas al laboratorio para  examen de necropsia y realización de las respectivas pruebas complementarias. Enteritis necrótica fué un hallazgo de necropsia, al igual que  inflamaciones articulares a nivel de tarso-metatarso.
La enteritis necrótica de las aves, enfermedad que produce una marcada destrucción de la mucosa intestinal,  fue descrita por primera vez en 1961 y desde entonces se consideró  que el agente causal es el Clostridium perfringens tipo A, específicamente la alfatoxina producida por esta bacteria; algunos autores consideran igualmente  al Clostridium perfringens tipo C como causante de la enfermedad en aves. Hoy día sabemos que existe otra toxina producida por el Clostridium perfringens tipo A, la cual está involucrada en la génesis del problema.


Imagen No. 2  Enteritis necrótica. Pollo de engorde de 13 días de edad. Presenta dificultad para pararse por inflamación de la articulación del tarso-metatarso. Las aves se remitieron por presentar  depresión y por haberse encontrado en  necropsias hechas en granja,  persistencia de saco vitelino y poliserositis. La historia es  la misma  que aparece  en la imagen No. 1 Al abrir la cavidad abdominal de las aves afectadas, se observó dilatación intestinal y aspecto oscuro de asas intestinales. En la fotografía de la derecha, se advierte desde la serosa, que hay un daño severo de la mucosa intestinal.
                                        
Consideraciones sobre el Género Clostridium:

  • El Clostridium perfringens es una bacteria anaeróbica (Aunque es relativamente aerotolerante) Gram positiva, en forma de bacilo, la cual puede esporular.  Es un organismo mesófilo que crece entre 37 y 45°C con temperaturas límites de crecimiento  de 20 y 50°C. Las esporas pueden permanecer en el medio ambiente y como contaminante de alimentos.
  • Forma parte de la flora intestinal de animales y humanos. Es uno de los patógenos bacterianos con mayor distribución en el medio ambiente, ya que puede ser aislado de muestras de suelo y de agua.
  • Está compuesto por aproximadamente 150 especies, filogenéticamente heterogéneas.
  • Algunos Clostridium son patógenos y causan enfermedades, principalmente por efecto de potentes toxinas extracelulares.
Imagen No. 3. Enteritis necrótica.  La fotografía de la izquierda corresponde a la misma de la derecha en la imagen No. 2.  Al  abrir el intestino, se observan  membranas  fibrino-necróticas formadas a partir del daño en la mucosa intestinal. La revisión de literatura indica que el daño de la mucosa intestinal de debe a la acción del Clostridium perfringens tipo A y sus toxinas alfa y NetB.
  • Entre las especies patógenas más conocidas del género Clostridium, se encuentran Clostridium botulinum, Clostridium tetani, Clostridium difficile y Clostridium perfringens.
  • La posible utilización de algunos Clostridium como armas biológicas en acciones de bioterrorismo ha incrementado el interés de muchos gobiernos en su estudio. Tal es el caso de algunas especies de Clostridium como Clostridium botulinum, considerado clase A por el Center for Diseases Control  CDC de los Estados Unidos, y de la toxina épsilon de Clostridium perfringens tipos B y D, que es considerada clase B por el CDC.
  • Clostridium perfringens, anteriormente denominado Clostridium welchii, es uno de los miembros del género Clostridium que ha sido objeto de renovado interés en el campo científico por sus características biológicas y su importancia biomédica. 
  • Uno de los tipos de Clostridium perfringens es igualmente responsable de causar la gangrena gaseosa: en esta infección, el Clostridium libera exoenzimas específicas (Fosfolipasas, hemolisinas, colagenasas y proteasas) que atacan las moléculas constituyentes de los tejidos animales, provocan la necrosis y putrefacción  del área infectada, acompañado el proceso por producción de gas.
  • Otras de las toxinas de Clostridium perfringens podrían ser usadas en el tratamiento de enfermedades, como transportadoras e internalizadoras de drogas en células procariotas (toxina iota) o en ciertas terapias antitumorales (enterotoxina). 
  • Las cepas de Clostridium perfringens pueden poseer una cápsula cuya composición de carbohidratos varía entre aislamientos; esto permite su serotipificación capsular.
  • En la actualidad, la tipificación con base en las toxinas es el método más difundido de clasificación de  Clostridium perfringens. Este método tipifica a la bacteria en cinco tipos: A, B, C, D y E,  según la producción de las toxinas alfa, beta, épsilon y iota.
  • No obstante, la virulencia de Clostridium perfringens se debe no solo a estas cinco toxinas, sino también a una variedad de toxinas proteicas, 15 determinadas hasta el momento.
  • Dentro del resto de las toxinas no utilizadas en la clasificación, pero importantes desde el punto de vista patológico, se encuentran:

-       La enterotoxina de Clostridium perfringens, responsable de diarreas en humanos y animales.
-  La recientemente descubierta toxina NetB, relacionada con la enteritis necrótica en aves.
-    La toxina beta-2, aparentemente asociada a ciertos cuadros de enteritis

Imagen No. 5. Enteritis necrótica. Pollo de engorde de 13 días de edad.  El corte histológico (Hematoxilina-Eosina, 4X, 20X y 40X respectivamente) está  hecho a partir de un muestra del área afectada que aparece en la imágen No. 3. En la secuencia de fotografías, se observa necrosis de la mucosa del intestino delgado con proceso inflamatorio de los estratos muscular y seroso de la pared intestinal. Hay inflamación  crónica activa con necrosis y pérdida de diferenciación  y delimitación de los diferentes estratos.

La mejor revisión sobre toxinas del Clostridium perfringens se encuentra en la Revista Argentina de Microbiología (2009) 41: 251-260. Sus autores son W.E. Morris y M.E. Fernández-Miyakawa del  Instituto de Patobiología del Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. De acuerdo con la revisión de los doctores Morris y Fernández-Miyakawa:

  • Durante mucho tiempo la evidencia acumulada hizo suponer firmemente que la toxina alfa producida por este tipo de Clostridium perfringens era la responsable de los principales signos de la enfermedad.
  • Todos los tipos de Clostridium perfringens poseen los genes codificantes para esta toxina; sin embargo, no todas las cepas la producen y existen grandes variaciones en las cantidades producidas.
  • Esta toxina tiene actividad enzimática, tanto de fosfolipasa (fosfolipasa-C) como de esfingomielinasa, además es hemolítica y dermonecrótica.
  • Un trabajo reciente en el cual a cepas aisladas de casos clínicos de infección con  Clostridium perfringens se les suprimió el gen de la toxina alfa, parecería aportar evidencia concluyente de que la toxina alfa no es esencial en el desarrollo de la enteritis necrótica.
  • La acción de la toxina alfa en el intestino de especies animales (con la excepción de las aves) es poco conocida.
Imagen No. 6. Enteritis necrótica.  Intestino delgado de pollo de engorde de 13 días de edad, proveniente de un lote de 22.000 aves de las cuales se remitieron cinco al laboratorio por presentar síntomas respiratorios. Enteritis necrótica  en este caso es un hallazgo de necropsia. Se observa formación de membranas fibrinonecróticas a partir de  necrosis de la mucosa. En algunas partes lesionadas, al tratar de desprender las membranas, se produce hemorragias.
                                   
Se empezó a cuestionar a la alfatoxina como factor implicado en la enfermedad, cuando en una investigación se comprobó que cepas de la bacteria que causaban la enfermedad, producían bajos niveles de la toxina. Por ingeniería genética se consiguieron bacterias que no producían la toxina, sin embargo, los aislados bacterianos todavía seguían causando la enfermedad, lo que demostró que el desarrollo de la enteritis necrótica en aves no dependía de que Clostridium perfringens produjera una alfatoxina funcional.
En la investigación se  ha puesto de manifiesto que la proteína alfatoxina no es el factor clave de la enteritis necrótica, según se ha creído durante largo tiempo. Se ha detectado una nueva toxina, la NetB, que está relacionada con una elevada proporción de cepas virulentas de Clostridium perfringens, bacteria causante de la enfermedad. La investigación se ha llevado a cabo por la Universidad de Monash y el Centro de Investigación de la Commonwealth. Los resultados de la misma se han publicado en el Journal PLoS Pathogens.

En febrero de 2008, Keyburn y colaboradores comunicaron la existencia de la nueva toxina clostridial responsable de la enteritis necrotizante en pollos: la NetB. El gen de dicha toxina fue caracterizado a partir de cepas de Clostridium perfringens tipo A, aisladas del contenido intestinal de aves con esta enfermedad.

Estos autores reprodujeron la infección en aves libres de patógenos, a las que se les inoculó la toxina recombinante purificada o cepas que portaban el gen de la toxina o que carecían de éste. Sólo las aves que recibieron la toxina purificada o la cepa con la toxina desarrollaron enteritis necrotizante (Keyburn AL, Boyce JD, Vaz P, Bannam TL, Ford ME, Parker D,  et al. NetB, a new toxin that is associated with avian necrotic enteritis caused by Clostridium perfringens. PLoS Pathog 2008; 4: e26, 1-11).

Este descubrimiento permite un nuevo planteamiento en la etiología y la patogénesis de la enteritis necrótica en las aves, aunque después de este hallazgo, hay estudios que señalan como responsable de la enteritis necrótica a la alfatoxina del Clostridium perfringens tipo A.

El compromiso de la alfatoxina se demuestra en estudios experimentales con  vacuna   a base de alfatoxina de Clostridium perfringens tipo A:  inducen inmunidad en las aves a las cuales se les administra el biológico y los anticuerpos generados se transmiten a la progenie, en donde tiene una vida media de tres semanas.

En la revista Veterinary Microbiology  126 (2008) 37 – 382 hay una publicación hecha por Angelique J. Bárbara y colaboradores de acuerdo con la cual, Clostridium perfringens es capaz de inhibir el crecimiento de otras bacterias incluidos otros Clostridium e igualmente Clostridium de la misma especie perfringens, lo cual se debe completa o incompletamente a las bacteriocinas  (proteínas producidas por una cepa  y dirigidas contra otra cepa íntimamente relacionada con ella); otros factores que  determinan el hecho de inhibir el crecimiento de otras bacterias   son las características de adhesión  y multiplicación más rápidas de las cepas patógenas y la producción de toxinas específicas.

De acuerdo con lo que dice el artículo, prácticamente, el Clostridium perfringens, productor de enteritis necrótica, lucha con otras bacterias, entre ellas otras  cepas del mismo Clostridium y con bacterias de la flora normal, por la colonización del intestino.

A pesar de las investigaciones de Keyburn y colaboradores, todavía hay controversia sobre la importancia crítica de la toxina NetB producida por el Clostridium perfringens tipo A y la patogénesis de la enteritis necrótica en aves. La controversia se centra en que hay cepas de Clostridium perfringnes tipo A carentes del gen que codifica para esta toxina, aislados de pollos con enteritis necrótica, en investigaciones hechas en 2010.

Cuál es su concepto?

3 comentarios:

  1. Hola dr... me place saludarle, enfatizando el excelente material conq ue cuenta su pagina.. muy interesante estudie MVZ y gracias a ud me sirvieron varias imagenes en su blog.. para un trabajo!!! espero no se moleste.., un Abrazo. att: juan sebastian torres bucaramanga!

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  2. Hola buenas tardes , recomiendan algún medio de cultivo específico para clostridium

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    1. hola buenas tardes, segun lei se recomienda agar sangre

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