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La tuberculosis bovina sigue siendo una de las principales preocupaciones sanitarias y económicas en el mundo, esta enfermedad es causada principalmente por Mycobacterium bovis (M. bovis) bacteria con un amplio rango de hospederos. El interés mundial en el control y erradicación de la tuberculosis bovina se justifica tradicionalmente no solo por el deterioro cuantitativo y cualitativo de los principales indicadores productivos y reproductivos que provoca en esta especie, sino además por los incrementos en los costos de producción que genera su diagnóstico, las pérdidas económicas debido al decomiso de canales y por las restricciones comerciales para la comercialización del ganado procedente de hatos afectados [1]. Se estima que el impacto económico global de la tuberculosis bovina es de 3 millones de dólares anuales [2].
La zoonosis causada por M. bovis en países en desarrollo es considerada esporádica, gracias a las acciones de control de la enfermedad y a la obligatoriedad de la pasteurización de los productos lácteos. No obstante, en los últimos años se ha reportado un incremento en el número de casos de tuberculosis por M. bovis en algunas regiones de los Estados Unidos de América, atribuida a la población migrante de países de bajos recursos (especialmente de México) asociada al consumo de productos lácteos no pasteurizados [3]. Sin embargo, a pesar de que la principal vía de contagio de tuberculosis bovina es por el consumo de leche no pasteurizada desde hace 29 años se reconoce como riesgo ocupacional el contagio por contacto cercano con animales infectados entre veterinarios, ganaderos y trabajadores de rastro [4]. De hecho, estudios realizados en el estado de Querétaro muestran que la prevalencia de tuberculosis bovina en humanos puede ser cercana al 6% [5]. Es por eso que el control de la tuberculosis en el ganado es uno de los principales pilares para la prevención de la enfermedad en el hombre en el marco de “una salud”.
De esta forma, con el objetivo de prevenir, controlar y erradicar la tuberculosis bovina, el 8 de marzo de 1996 se publicó la Norma Oficial Mexicana, NOM 031-ZOO-1995, Campaña Nacional contra la Tuberculosis Bovina (Mycobacterium bovis), modificada el 27 de agosto de 1998, la cual es de observancia obligatoria en todo el territorio nacional. Gracias a su aplicación, actualmente el 85.77% del territorio nacional tiene una prevalencia menor al 0.5%, a excepción de las cuencas lecheras donde la prevalencia oscila entre el 1 al 14.2% [6]. Se estima que la estrategia de prueba y segregación de vaquillas de reemplazo, reducirá la trasmisión de la enfermedad y la prevalencia intra-hato; sin embargo, la vacunación es considerada por algunos una estrategia fundamental para reducir la prevalencia de la enfermedad en las cuencas lecheras [1].
Avances en la vacunación contra la tuberculosis bovina
El Bacilo Calmette Guérin (BCG) es derivado de una cepa de M. bovis, la cual fue aislada de una vaca con granulomas tuberculosos en glándula mamaria, perdió su capacidad de causar enfermedad a través de una serie de pases en rebanadas de papa mojadas en glicerol [7]. La distribución global del bacilo BCG propició que surgieran docenas de subcepas, genotípicamente diferentes; siendo las más usadas: BCG Pasteur (1173P2), BCG-Japón (Tokio 172), BCG-Danesa (Copenhagen 1331) y BCG Glaxo (1077) [8, 9].
En 1911 Calmette y Guérin, reportaron que el bacilo BCG protegía al ganado contra una infección experimental por M. bovis, a partir de ese momento se realizaron numerosas evaluaciones en diversos países para determinar la eficacia de la vacuna BCG en el ganado [1]. Pero ha sido en las últimas dos décadas donde se ha logrado un mayor entendimiento de los parámetros que afectan la eficacia de la vacuna BCG [10]. Actualmente se sabe que el nivel de protección brindado por las cepas BCG Pasteur y Danesa es similar [11] y que el uso de dosis bajas (104-106UFC) son más efectivas ante desafíos experimentales [12, 13]. De la misma forma, la vacunación en animales neonatos (< 1 mes de edad) induce mejores niveles de protección a diferencia de la vacunación en animales de 6 meses de edad. Sin embargo, esta protección no es de larga duración, en animales neonatos se observó protección hasta los 12 meses de edad, no así a los 24 meses [14]. El momento de revacunación también es un parámetro importante, pues se ha observado que la revacunación de animales dos años después de la primera dosis vacunal mejora la protección ante M. bovis; no obstante, la revacunación de neonatos 6 semanas después de la primera dosis vacunal muestran una menor protección comparada con aquellos animales vacunados en una sola ocasión [1].
Las variaciones en la carga genética del bovino y su ambiente también puede afectar la eficacia de la vacunación. Las razas de ganado cebú (Bos indicus) muestran un mayor grado de protección después de la vacunación con BCG que las razas de ganado europeo (Bos taurus) [15]. Así mismo se ha observado cierto grado de protección contra M. bovis en animales expuestos a M. avium, aunque otros estudios han mostrado que este efecto protector no es aumentado tras la administración de BCG, por lo que en estos casos la vacunación solo ofrece una protección limitada [16].
Por otra parte, la vacunación con BCG confiere una protección muy variable tanto en bovinos como en el humano. Debido a esto existe un enorme esfuerzo en el desarrollo de nuevas vacunas que mejoren la protección brindada por el bacilo BCG. Se han evaluado vacunas atenuadas, mutantes, vacunas de DNA, subunidades proteicas e incluso vectores virales que expresan algún antígeno inmunodominante [10]. Sin embargo, ninguna de las vacunas evaluadas hasta el momento previenen la infección por M. bovis; incluso, en algunos casos no evitan la formación de lesiones granulomatosas. Las vacunas más exitosas, solo generan una respuesta inmune que resultan en la formación de lesiones menos severas y/o en una menor carga bacteriana en diversos órganos [2]. Por lo tanto, uno de los principales desafíos es la correcta evaluación de la eficacia vacunal. Algunos parámetros de eficacia identificados hasta el momento son: baja producción especifica de IFN-γ, producción de iNOS, IL-4 y M1P1 y una baja proliferación de células T CD4+ [2, 11].
Avances en el diagnóstico de la tuberculosis bovina
El diagnóstico de la tuberculosis bovina se fundamenta en la aplicación intradérmica de la tuberculina descubierta por Robert Koch en 1890, el objetivo es identificar la presencia de los linfocitos T del huésped que han sido expuestos y están sensibilizados a antígenos específicos de M. bovis [17]. La vieja tuberculina descubierta por Koch fue mejorada hasta convertirse en lo que hoy conocemos como PPD (Purified Protein Derivative, por sus siglas en inglés), el cual fue introducido en 1934 [18]. En 1942 se empezó a utilizar el PPD bovino y el PPD aviar para poder distinguir entre una infección por M. bovis y otras micobacterias como M. avium subsp. paratuberculosis [19].
La tuberculina ha sido la pieza clave para realizar programas exitosos de erradicación en muchos países. Información internacional indica que la tuberculina muestra un rango de sensibilidad del 68%-96.8% y de especificidad de 96%-98.8% [20]. Esta variación de la respuesta es debida a muchos factores, pero sobre todo a la pobre caracterización del PPD (muchos antígenos de esta se comparten con otras micobacterias), por lo que en algunos casos no permite una diferenciación entre animales verdaderamente infectados con M. bovis y animales sensibilizados por micobacterias ambientales, lo que representa un serio problema en lugares donde es común la infección con paratuberculosis. Aunado a esto, la vacunación con BCG sensibiliza al ganado hacia el PPD; siendo esta una de las principales limitaciones para la implementación de la vacunación en el ganado. Es por eso que es necesario la identificación de antígenos con mayor especificidad y que permitan diferenciar individuos infectados con M. bovis de los vacunados con BCG (diagnóstico DIVA) para facilitar la continuación de los programas de erradicación y control de la tuberculosis bovina [21].
Gracias a la secuenciación del genoma de M. bovis y M. tuberculosis fue posible examinar las diferencias entre estas especies. Se descubrió que aunque ambas son 99,95% idénticas, M. bovis ha perdido varios genes en comparación con M. tuberculosis [22]. De la misma forma, el proceso de atenuación de BCG ha generado la eliminación de varias regiones genómicas, entre ellas la región de diferencia 1 (RD1) [23]. En esta región se encuentran codificados los antígenos ESAT-6 y CFP-10 los cuales han recibido mucha atención debido a que son antígenos altamente inmunogénicos y permiten una diferenciación entre animales infectados y vacunados [24-25]. Los estudios indican que el uso de estos antígenos en forma de cóctel proteico permite identificar a una importante proporción de animales que escapan a la identificación con la prueba cervical comparativa [26]. La continua búsqueda de antígenos con potencial DIVA ha permitido la identificación de otros antígenos como Rv3615c, Rv3020c, Rv1986, Rv3872 y Rv3878. Estos antígenos solo se han detectado en bovinos infectados naturalmente por M. bovis y están ausentes en animales vacunados con BCG [2]. Por lo que son excelentes candidatos para el diagnóstico DIVA [21] aunque se requiere profundizar en su eficacia.
Así mismo, se ha propuesto el uso de pruebas alternativas o complementarias a la prueba de tuberculina, una de estas es la prueba de IFN-γ, desarrollada en Australia en 1990 [27]. Esta prueba presenta una sensibilidad y especificidad superior a la prueba de la tuberculina (87.7% y 99.2%, respectivamente) [20]; además, el uso de ambas pruebas en paralelo mejora sustancialmente la sensibilidad (95.2%) [28]. Tiene la ventaja que el criterio para definir a un animal como positivo puede ser ajustado para mejorar la sensibilidad o especificidad de la prueba. Pero sobre todo, detecta a una importante proporción de animales que escapan a la detección con la prueba intradérmica porque permite la identificación temprana de animales infectados desde los 14 días [12]. Esta prueba ha sido evaluada en muchos países, y actualmente es usada como prueba diagnóstica complementaria a la prueba de la tuberculina en la Unión Europea, Estados Unidos y Australia. Sin embargo, debido a su alto costo, comparado con la prueba de la tuberculina, la necesidad de personal y equipo especializado, y a las limitaciones logísticas es difícil su aplicabilidad en países en desarrollo.
Así mismo, actualmente existen diversas pruebas moleculares para la identificación del material genético de la micobacteria; sin embargo, parece no haber consenso en cuanto a los métodos de extracción de ADN y blanco génico a identificar. Los genes más comunes incluyen secuencias del ARNr 16S, la región intergénica del ARNr 16S-23S, las secuencias de inserción IS6110, IS1801, los genes hsp65, rpoB, recA, dnaJ, sodA, genes que codifican para las proteínas de 32 kDa y mpb70 [29]; de la misma forma, se han desarrollado algunos sistemas que permiten una diferenciación entre M. tuberculosis y M. bovis [30]. Pero, a pesar de que los métodos moleculares permiten la obtención de un diagnóstico más rápido, la variabilidad en la sensibilidad obtenida impide la sustitución de los métodos convencionales de aislamiento e identificación de M. bovis que aunque son lentos y engorrosos, siguen siendo la prueba de oro para la detección definitiva de M. bovis. De esta forma, uno de los proyectos de investigación de nuestro laboratorio involucra la expresión de las proteínas RpfB y RipA las cuales promueven la replicación y regeneración de las células micobacterianas in vitro; nuestros resultados muestran que con el uso de estas proteínas es posible identificar el crecimiento de la micobacteria a partir del segundo día de incubación a diferencia, de las 8 semanas requeridas para la identificación tradicional. Otras líneas de investigación de nuestro grupo de investigación es la identificación de biomarcadores de eficacia vacunal y la evaluación y generación de nuevos antígenos para el diagnóstico diferencial entre animales vacunados e infectados con M. bovis.
Conclusión
Sin duda, en los últimos años ha habido un gran avance en el entendimiento de la inmunopatogenia de la tuberculosis bovina, lo que ha permitido el avance en el desarrollo de vacunas y métodos de diagnóstico de nueva generación. No obstante, aún quedan importantes obstáculos que vencer antes de que estos estén disponibles para su uso en campo. Por ejemplo, el desarrollo de reactivos DIVA con la sensibilidad y especificidad requerida, y sobre todo a un costo que permita su uso de forma general. Aunado a esto, aún existen importantes preguntas a resolver, por ejemplo: ¿Cuál es la eficacia de BCG y otras vacunas en campo? ¿Por qué solo una proporción de los animales vacunados son protegidos? ¿Existe una forma de identificar tempranamente a estos animales? ¿Cómo será el desempeño de los reactivos DIVA en campo y en animales vacunados y desafiados en campo? Estas son solo ejemplo de algunas preguntas que necesitan esclarecerse antes de la implementación de estas estrategias de control; no obstante, gracias al trabajo multidisciplinario enormes avances se han logrado al momento, por lo que estas y otras limitantes podrán ser subsanadas en el futuro.
