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¿Por qué es importante la enfermedad derivada de la exposición a aerosoles con M. hyopneumoniae?
La exposición artificial y controlada de primerizas a homogeneizados de tejido pulmonar con Mycoplasma hyopneumoniae (M. hyopneumoniae) mediante aerosol se ha propuesto como una estrategia de aclimatación de la reposición en el campo, principalmente en Estados Unidos. Su objetivo es reducir la presencia de primerizas positivas en el parto y, por lo tanto, evitar la infección de los lechones (Pieters y Fano, 2016). Además, también se suelen implementar programas de eliminación de M. hyopneumoniae, que pueden incluir la aerosolización de un medio que contiene tejido pulmonar positivo al patógeno para lograr la exposición de la población antes del inicio del programa (McDowel et al., 2023). Así pues, la infectividad y el curso clínico de la enfermedad derivada de los aerosoles de M. hyopneumoniae son de interés actual.
Entender la dinámica de la enfermedad asociada a la exposición a M. hyopneumoniae mediante aerosol
Desde que se describieron por primera vez en 1965, los modelos experimentales de infección por M. hyopneumoniae se han utilizado ampliamente para estudiar diferentes aspectos de la enfermedad, así como para evaluar la eficacia de las vacunas y los antibióticos. La vía de inoculación más utilizada para la infección es la intratraqueal, siendo el aerosol el método menos usado a pesar de su similitud con la infección natural (Garcia-Morante et al., 2017b).
La exposición artificial a M. hyopneumoniae mediante aerosol imita la vía de transmisión más importante en la infección natural
Con el fin de desarrollar y caracterizar un modelo de aerosol para la reproducción de la neumonía por micoplasma en cerdos, se llevó a cabo un estudio para determinar la patogenicidad, la colonización, la respuesta inmunitaria de las mucosas y el curso clínico de la enfermedad por aerosoles de dosis controlada de M. hyopneumoniae.
Diseño experimental
Cuatro grupos de tres primerizas libres de M. hyopneumoniae cada uno fueron expuestos individualmente en una cámara (Figura 1), a aerosoles de homogeneizado pulmonar diluido que contenía la cepa 232 de M. hyopneumoniae. Cada grupo fue expuesto a dosis diferentes (Tabla 1).
- Se recogieron secreciones nasales, laríngeas y traqueales profundas de cada primeriza a los 0, 7, 14, 21, y 28 días post-exposición (dpe).
- Se recogieron muestras de sangre a los 0 y 28 dpe para evaluar la seroconversión.
- En la necropsia:
- Se evaluaron las lesiones pulmonares.
- Se recogieron secreciones bronquiales y líquido de lavado broncoalveolar (BALF, por sus siglas en inglés) de cada conjunto de pulmones.
Para evaluar la producción de IgG e IgA de la mucosa, se realizó una ELISA modificada en BALF, secreciones traqueales profundas y nasales.
Para evaluar la carga bacteriana, se realizó una PCR en tiempo real en muestras de secreciones nasales, laríngeas, traqueales profundas y bronquiales.
Figura 1. Sistema modular de aislamiento de animales utilizado para la exposición de primerizas a aerosoles de homogeneizado pulmonar diluido que contenía la cepa 232 de M. hyopneumoniae. Fuente: www.altdesign.com
Tabla 1. Grupos experimentales y condiciones de exposición. La exposición a aerosoles se realizó una vez en dos días consecutivos (día 0 y 1) con la cepa 232 de M. hyopneumoniae.
| Grupo experimental | Título | Volumen total | Tiempo de exposición |
|---|---|---|---|
| DB/EC | 105 UCC/mL | 10 mL | 15-20 min/día |
| DB/EL | 105 UCC/mL | 20 mL | 30-35 min/día |
| DA/EC | 106 UCC/mL | 10 mL | 15-20 min/día |
| DA/EL | 106 UCC/mL | 20 mL | 30-35 min/día |
DB/EC= dosis baja/exposición corta; DB/EL= dosis baja/exposición larga; DA/EC= dosis alta/exposición corta; DA/EL= dosis alta/exposición larga; UCC= unidades de cambio de color.
Resultados
El estado libre de M. hyopneumoniae se confirmó en todas las primerizas mediante la ausencia de anticuerpos y la no detección del patógeno antes del desafío. Posteriormente, M. hyopneumoniae se detectó mediante PCR en tiempo real a partir de los 7 dpe en varios tipos de muestras.
- Todas las primerizas en este estudio resultaron infectadas y las cargas bacterianas medias en los distintos tipos de muestras no difirieron substancialmente entre los grupos experimentales.
- La presentación clínica de la enfermedad respiratoria varió según la dosis de exposición de M. hyopneumoniae. La tos fue notable en los grupos de dosis alta, mientras que fue imperceptible o poco detectada en los grupos de dosis bajas (Figura 2).
- Todas las primerizas de los grupos de dosis alta desarrollaron neumonía por micoplasma, mientras que la incidencia y la gravedad de la neumonía fueron menores en los grupos de dosis baja.
- Se observó una respuesta inmunitaria humoral local específica consistente (IgA e IgG) en las secreciones traqueales profundas desde 21 dpe en adelante, independientemente del grupo experimental.
Se logró con éxito la reproducción de la neumonía por micoplasma mediante aerosolización
Dado que todas las primerizas estuvieron expuestas bajo las mismas condiciones a la misma cepa de M. hyopneumoniae, los presentes resultados sugieren que la dosis de inóculo afectó el resultado clínico de la infección más que la dinámica de la infección o la respuesta inmunitaria humoral de las mucosas.
Las primerizas se infectaron aproximadamente al mismo tiempo, independientemente de la dosis infecciosa
Figura 2. Índice medio de tos por grupo experimental. Los episodios de tos por primeriza se contaron diariamente durante 15 minutos desde el día 7 hasta el día 28 después de la primera exposición. A continuación se calculó el IC medio y se expresó por grupo experimental y día. DB/EC= dosis baja/exposición corta; DB/EL= dosis baja/exposición larga; DA/EC= dosis alta/exposición corta; DA/EL= dosis alta/exposición larga.
Conclusiones e implicaciones
Los modelos experimentales de enfermedad son una herramienta indispensable para evaluar la patogénesis, la dinámica de la respuesta inmunitaria y la eficacia y seguridad de posibles terapias innovadoras. En este estudio, las manifestaciones clínicas y patológicas, la infección y el establecimiento de la respuesta inmunitaria demostraron que se puede lograr con éxito la reproducción de la neumonía por micoplasma mediante aerosolización, sin inferioridad en relación con otras vías de inoculación más clásicas, como la inoculación intratraqueal. Estas vías, además, requieren la sujeción de los animales y son menos prácticas en el campo.
Figura 3. Exposición de la reposición a aerosoles de Mycoplasma hyopneumoniae. Fuente: P. Yeske. 2019. www.pig333.com
La capacidad de establecer infecciones por M. hyopneumoniae mediante aerosoles puede permitir la realización de varios tipos de experimentos que de otro modo no serían posibles o que se verían frustrados al utilizar vías de inoculación más artificiales. Además, la falta de conocimientos sobre la patogénesis de la enfermedad natural y el uso de sistemas de nebulización para los programas de aclimatación o eliminación de M. hyopneumoniae en primerizas, justifican el desarrollo de un modelo de enfermedad mediante aerosoles.
