Micobacteria bovis

Mycobacterium bovis es una bacteria aeróbica de crecimiento lento (tiempo de generación de 16 a 20 horas) y el agente causante de la tuberculosis en el ganado (conocida como tuberculosis bovina). Está relacionado con Mycobacterium tuberculosis, la bacteria que causa la tuberculosis en humanos. M. bovis puede saltar la barrera de las especies y causar una infección similar a la tuberculosis en humanos y otros mamíferos.

Morfología y tinción de bacterias

Las bacterias son bastones curvos o rectos. A veces forman filamentos que, una vez perturbados, se fragmentan en bacilos o cocos. En los tejidos forman varillas delgadas, rectas o curvas, o en forma de maza. Bacilos (bacilos) cortos y relativamente gruesos en frotis de tejido, bastones grandes y delgados en forma de cuentas en cultivo. No tienen flagelos ni fimbrias, ni cápsula.

grupo Mycobacterium tuberculosis miden entre 1,0 y 4,0 μm de largo por 0,2-0,3 μm de ancho en los tejidos. En cultivo, pueden aparecer como cocos o bacilos de hasta 6 a 8 μm de largo.

Las bacterias se tiñen como Gram positivas, resistentes al ácido. La pared celular contiene hasta un 60% de lípidos, lo que confiere a las micobacterias sus características hidrofóbicas, crecimiento lento y resistencia a la desecación, desinfectantes, ácidos y anticuerpos. (familia Mycobacterium). No son fáciles de teñir con tintes de anilina; aunque son Gram positivos, confirmarlo puede resultar difícil. La tinción de Ziehl-Neelsen da como resultado una tinción rosa con carbolfuscina caliente y luego resiste la decoloración con ácido clorhídrico al 3% en alcohol al 95% (es decir, son resistentes al alcohol ácido); Después del lavado, el portaobjetos se tiñe con contratinción, p. azul de metileno.

No forman esporas.

Cultivo y características bioquímicas

Requisitos de crecimiento

M. bovis es un parásito intracelular facultativo. Para el crecimiento in vitro se requieren medios de cultivo especiales; por ejemplo, el medio de huevo de Dorset incorpora yema de huevo, tampón fosfato, sales de magnesio y piruvato de sodio; Se pueden añadir aminoácidos, pero no se incluye glicerol, ya que es inhibidor. Es inhibido por la glicerina. El cultivo generalmente requiere varias semanas a 37 °C para alcanzar colonias visibles al ojo humano sin ayuda. Es estrictamente aeróbico y crece a 37°C, pero no a 25°C. El crecimiento óptimo se produce a 37-38 °C. La especie no reduce el nitrato ni la niacina y es resistente a la pirazinamida. Es sensible a la hidrazida del ácido tiofen-2-carboxílico.

Aparición de las colonias

Al principio (después de 3 a 4 semanas), sus diminutas escamas opacas comienzan a espesarse para formar masas secas e irregulares que se elevan muy por encima de la superficie del medio de cultivo. Con el tiempo, se observa un crecimiento confluente sobre toda la superficie del cultivo, formando una capa áspera y cerosa, que se vuelve espesa y arrugada y llega hasta los lados del recipiente. Las colonias son amarillas cuando son visibles por primera vez, oscureciéndose a un amarillo intenso y eventualmente a un rojo ladrillo, si se exponen a la luz. En medios fluidos, el crecimiento se produce únicamente en la superficie, a menos que se agregue al medio un agente humectante (por ejemplo, Tween 80).

Estructura celular y metabolismo

M. bovis es similar en estructura y metabolismo a M. tuberculosis. M. bovis es una bacteria aeróbica grampositiva, resistente al ácido y con forma de bastoncillo. A diferencia de M. tuberculosis, M. bovis carece de actividad piruvato quinasa, debido a que pykA contiene una mutación puntual que afecta la unión del cofactor Mg²⁺. La piruvato quinasa cataliza el paso final de la glucólisis, la desfosforilación del fosforenolpiruvato a piruvato. Por tanto, en M. bovis, los intermediarios glucolíticos no pueden entrar en el metabolismo oxidativo. Aunque no se han realizado estudios específicos, M. bovis aparentemente debe depender de aminoácidos o ácidos grasos como fuente alternativa de carbono para el metabolismo energético.

Patogenia

Durante la primera mitad del siglo XX, M. bovis ha sido responsable de más pérdidas entre los animales de granja que todas las demás enfermedades infecciosas juntas. La infección ocurre si la bacteria se ingiere o se inhala.

M. bovis normalmente se transmite a los humanos al consumir leche cruda de vacas infectadas, aunque también puede transmitirse a través de gotitas de aerosol. Las infecciones reales en humanos son hoy en día raras en los países desarrollados, principalmente porque la pasteurización mata a M. bovis en la leche infectada. En el Reino Unido, el ganado se somete a pruebas para detectar la enfermedad como parte de un programa de erradicación y se sacrifica si da positivo. Este tipo de ganado todavía puede entrar en la cadena alimentaria humana, pero sólo después de que un inspector de carnes o un veterinario del gobierno haya inspeccionado el cadáver y haya certificado que es apto para el consumo humano. Sin embargo, en áreas del mundo en desarrollo donde la pasteurización no es una rutina, M. bovis es una causa relativamente común de tuberculosis humana.

La tuberculosis bovina es una enfermedad infecciosa crónica que afecta a una amplia gama de huéspedes mamíferos, incluidos humanos, ganado vacuno, venados, llamas, cerdos, gatos domésticos, carnívoros salvajes (zorros, coyotes) y omnívoros (zarigüeya común, mustélidos y roedores). ); rara vez afecta a équidos u ovejas. La enfermedad se puede transmitir de varias formas; por ejemplo, puede transmitirse a través del aire exhalado, esputo, orina, heces y pus, por lo que la enfermedad puede transmitirse por contacto directo, contacto con excrementos de un animal infectado o inhalación de aerosoles, dependiendo de la especie involucrada.

Aplicación a la biotecnología

M. bovis es el antepasado de la vacuna más utilizada contra la tuberculosis, M. bovis bacilo Calmette-Guérin (BCG) que fue aislado después de subcultivar en medio de patata con glicerina 239 veces durante 13 años a partir de una cepa virulenta inicial.

Epidemiología y control

Pruebas

Las pruebas cutáneas son posibles en el ganado. Casal et al. 2012 probó la provocación con proteínas recombinantes y péptidos superpuestos y encontró que la prueba de péptidos era menos sensible.

Nueva Zelanda

En Nueva Zelanda, la zarigüeya común introducida es un vector para la propagación de M. bovis. La Ley de Bioseguridad de 1993, que estableció una estrategia nacional de manejo de plagas, es la legislación detrás del control de la enfermedad en Nueva Zelanda. La Junta de Salud Animal opera un programa nacional de pruebas de ganado y control de zarigüeyas, con el objetivo de erradicar M. bovis de especies vectoriales silvestres en 2,5 millones de hectáreas (o una cuarta parte) de las áreas en riesgo de Nueva Zelanda, para 2026, y eventualmente erradicar la enfermedad por completo.

El programa Nueva Zelanda libre de tuberculosis se considera "líder mundial". Ha reducido con éxito las tasas de infección de rebaños de ganado vacuno y de ciervos de más de 1.700 en 1994 a menos de 100 rebaños en julio de 2011. Gran parte de este éxito puede atribuirse a los controles sostenidos del ganado que reducen la infección cruzada y rompen el ciclo de la enfermedad. Por ejemplo, en Hohotaka, en la Isla Norte central de Nueva Zelanda, el trabajo de control realizado entre 1988 y 1994 logró una reducción media sostenida del 87,5% en la densidad de zarigüeyas infectadas con tuberculosis. Como se esperaba, la incidencia anual de tuberculosis en los rebaños bovinos locales disminuyó en una cantidad similar (83,4%).

Las zarigüeyas se controlan mediante una combinación de trampas, cebos en el suelo y, cuando otros métodos no son prácticos, tratamiento aéreo con veneno 1080.

De 1979 a 1984, el control de las zarigüeyas se detuvo debido a la falta de financiación. Desde ese momento hasta 1994, las tasas de tuberculosis en los rebaños aumentaron constantemente. El área de Nueva Zelanda que alberga animales salvajes infectados con tuberculosis se expandió de aproximadamente el 10% del país al 40%.

El hecho de que las zarigüeyas sean transmisores tan efectivos de la tuberculosis parece verse facilitado por su comportamiento una vez que contraen la enfermedad.

Reino Unido

En la década de 1930, el 40% del ganado en el Reino Unido estaba infectado con M. bovis y 50.000 nuevos casos de M. bovis se notificaron todos los años. Según DEFRA y la Agencia de Protección de la Salud, el riesgo para las personas de contraer tuberculosis del ganado en Gran Bretaña sería bajo.

Los tejones (Meles meles) fueron identificados por primera vez como portadores de M. bovis en 1971, pero el informe de un comité de revisión independiente en 1997 (el Informe Krebs) concluyó: "[Existen] pruebas circunstanciales sólidas que sugieren que los tejones representan una fuente importante de M. bovis en el ganado... [sin] embargo, el vínculo causal... no ha sido probado". En esencia, la contribución de los tejones 'al problema de la tuberculosis en el ganado británico' En este punto era una hipótesis que necesitaba ser probada, según el informe. El posterior ensayo aleatorio de sacrificio de tejones (diseñado, supervisado y analizado por el Grupo Científico Independiente sobre Tuberculosis del Ganado, o ISG) examinó esta hipótesis mediante la realización de un gran ensayo de campo de sacrificio a gran escala (proactivo) y sacrificio reactivo localizado (en comparación con áreas que recibieron sin sacrificio de tejones). En su informe final, el ISG concluyó: "Primero, si bien los tejones son claramente una fuente de tuberculosis en el ganado, una evaluación cuidadosa de nuestra propia tuberculosis y la de los demás' Los datos indican que el sacrificio de tejones no puede aportar ninguna contribución significativa al control de la tuberculosis del ganado en Gran Bretaña. De hecho, es probable que algunas políticas que se están considerando empeoren las cosas en lugar de mejorarlas. En segundo lugar, las debilidades en los regímenes de pruebas del ganado significan que el propio ganado contribuye significativamente a la persistencia y propagación de la enfermedad en todas las áreas donde ocurre la tuberculosis, y en algunas partes de Gran Bretaña es probable que sea la principal fuente de infección. Los hallazgos científicos indican que la creciente incidencia de enfermedades puede revertirse y contenerse su propagación geográfica mediante la aplicación estricta de medidas de control basadas únicamente en el ganado." El 26 de julio de 2007, el Ministro de Estado del Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales (Lord Rooker) dijo: "Señores, damos la bienvenida al informe final del Grupo Científico Independiente, que mejora aún más la base empírica". . Estamos considerando cuidadosamente las cuestiones que plantea el informe y continuaremos trabajando con la industria, los asesores gubernamentales y los expertos científicos para tomar decisiones políticas sobre estas cuestiones."

En el Reino Unido, se ha descubierto que muchos otros mamíferos están infectados con M. bovis, aunque la frecuencia de aislamiento es generalmente mucho menor que la del ganado vacuno y los tejones. En algunas zonas del suroeste de Inglaterra, los ciervos, especialmente los gamos debido a su comportamiento gregario, han sido implicados como posibles huéspedes de mantenimiento de la transmisión de la tuberculosis bovina.

En algunas áreas localizadas, se ha argumentado que el riesgo de transmisión al ganado a través de los gamos es mayor que el de los tejones.

Una de las razones por las que el Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales exige que se sacrifique el ganado infectado o sospechoso es cumplir con las regulaciones de la UE para la exportación de carne y productos lácteos a otros estados miembros. La carne y los productos lácteos todavía se pueden vender en el Reino Unido en la cadena alimentaria humana, siempre que se hayan aplicado las inspecciones pertinentes de las canales y la pasteurización de la leche.

La propagación de la enfermedad a los humanos a través de mascotas domésticas se hizo evidente en marzo de 2014, cuando Public Health England anunció que dos personas en Inglaterra desarrollaron infecciones por TB después del contacto con un gato doméstico. Los dos casos humanos se vincularon con 9 casos de infección por TB en gatos en Berkshire y Hampshire durante 2013. Estos son los primeros casos documentados de transmisión de gato a humano.

En un artículo de opinión de 2010 en Trends in Microbiology, Paul y David Torgerson argumentaron que la tuberculosis bovina es un problema de salud pública insignificante en el Reino Unido, siempre que la leche esté pasteurizada. La tuberculosis bovina rara vez se transmite por aerosol del ganado a los humanos. Por lo tanto, el programa de control de la tuberculosis bovina en el Reino Unido en su forma actual es una mala asignación de recursos y no proporciona ningún beneficio a la sociedad. De hecho, existe muy poca evidencia de un costo-beneficio positivo para la industria ganadera, ya que se han realizado pocos estudios sobre los costos directos de la tuberculosis bovina para la producción animal. La pasteurización de la leche fue la única intervención de salud pública que evitó la transmisión de la tuberculosis bovina a los humanos, y no se ve ninguna justificación para la actual política de pruebas y sacrificios en el Reino Unido.

En julio de 2010, Rethink Bovine TB, un grupo de investigación independiente, publicó el segundo número del documento de debate Bovine TB, Time for a Rethink. El artículo analiza la política actual en Inglaterra y Gales. Propone una solución alternativa que es práctica y rentable. En el artículo, la evidencia se extrae de DEFRA y del trabajo de los profesores Paul y David Torgerson.

En marzo de 2012, el grupo de expertos Bow Group publicó un documento instando al gobierno a reconsiderar sus planes de sacrificar miles de tejones para controlar la tuberculosis bovina, afirmando que los hallazgos de los principales ensayos de sacrificio de tejones realizados por el Partido Laborista durante varios años Antes se decía que el sacrificio no funciona. El artículo fue escrito por Graham Godwin-Pearson con un prólogo del cantante Brian May y contribuciones de destacados científicos de la tuberculosis, incluido Lord Krebs.

En 2017, Rachel Tanner y Helen McShane, del Instituto Jenner de Oxford, publicaron una investigación sobre cómo reemplazar, reducir y perfeccionar el uso de animales en la investigación de vacunas contra la tuberculosis.

Estados Unidos

Según Barbara Gutmann Rosenkrantz, el descubrimiento a finales del siglo XIX de la relación entre la tuberculosis bovina y humana condujo a intentos estatales y federales de erradicar la tuberculosis bovina. Las campañas por leche y carne limpias asustaron a la gente de la ciudad para que apoyaran los controles, aunque en ese momento, poca evidencia demostraba que la tuberculosis se transmitiera a los humanos a través de carne o leche infectada. Las campañas contra la carne y la leche impuras provocaron tensiones entre la profesión veterinaria en desarrollo y la profesión médica, cada uno reclamando esa área como parte de su propia experiencia.

En 1917, el 5% del ganado estadounidense estaba infectado con M. bovis (tuberculosis bovina o bTB), incluido el 10% de los animales lecheros y el 1-2% del ganado vacuno. Las tarifas estaban subiendo. Alrededor de 1900, 15.000 estadounidenses, en su mayoría niños, morían cada año a causa de la tuberculosis, y muchos más sufrían dolores y desfiguraciones.

Amenazados por un corte de ventas ordenado por funcionarios de salud pública urbana, los funcionarios del gobierno del estado de Vermont lanzaron una innovadora campaña de erradicación de la TB en las granjas, de 1877 a 1936. Hicieron uso de las últimas investigaciones alemanas y, por lo tanto, mantuvieron a la ciudad de Nueva York y Mercados de Boston. Vermont fue excepcional, ya que en todo el país muchos agricultores resistieron enérgicamente la erradicación de la tuberculosis bovina por considerarla una costosa violación de su derecho libertario a la agricultura.

En las últimas décadas, M. bovis en rebaños de ganado vacuno en los Estados Unidos no son comunes. M. bovis es endémica en el venado de cola blanca (Odocoileus virginianus) en la parte noreste de Michigan y el norte de Minnesota, y se importa esporádicamente de México. Sólo el venado de cola blanca ha sido confirmado como huésped de mantenimiento en el brote de TBb en Michigan, aunque otros mamíferos como mapaches (Procyon lotor), zarigüeyas (Didelphis virginiana) , y los coyotes (Canis latrans) pueden servir como huéspedes indirectos y sin salida. El hecho de que el venado de cola blanca sea un huésped de mantenimiento de M. bovis sigue siendo una barrera importante para la erradicación de la enfermedad en el ganado en todo Estados Unidos. En 2008, 733.998 cazadores de venados autorizados cazaron alrededor de 489.922 venados de cola blanca en un intento por controlar la propagación de la enfermedad. Estos cazadores compraron más de 1,5 millones de etiquetas de caza de ciervos. El valor económico de la caza de ciervos para la economía de Michigan en el esfuerzo por erradicar la tuberculosis es sustancial. Por ejemplo, en 2006, los cazadores gastaron 507 millones de dólares en la caza del venado de cola blanca en Michigan.

Global

La enfermedad se encuentra en el ganado bovino en todo el mundo, pero algunos países han podido reducir o limitar la incidencia mediante un proceso de "prueba y eliminación" del ganado vacuno. La mayor parte de Europa y varios países del Caribe (incluida Cuba) están prácticamente libres de M. bovis. Australia está oficialmente libre de la enfermedad desde el exitoso programa BTEC, pero podrían existir infecciones residuales en búfalos de agua salvajes en partes aisladas del Territorio del Norte. En Canadá, los alces salvajes y los venados de cola blanca afectados se encuentran en el Parque Nacional Riding Mountain en Manitoba y sus alrededores. Para mejorar el control y eliminar la bTB, la Agencia Canadiense de Inspección de Alimentos ha dividido Manitoba en dos áreas de gestión: el área de erradicación de la tuberculosis de Riding Mountain, donde se ha encontrado la enfermedad, y el área de erradicación de la tuberculosis de Manitoba, el resto de la provincia fuera de la RMEA, donde no se ha encontrado la enfermedad. La enfermedad también se ha encontrado en búfalos africanos en Sudáfrica.

M. bovis puede transmitirse de persona a persona; Se produjo un brote en Birmingham, Inglaterra, en 2004, y de humanos a ganado, pero estos casos son raros.

En México, la enfermedad es prevalente y está aumentando entre los humanos.

Tuberculosis zoonótica

La infección de humanos con M. bovis se conoce como tuberculosis zoonótica. En 2017, la Organización Mundial de la Salud (OMS), la Organización Mundial de Sanidad Animal (OIE), la Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO) y la Unión Internacional contra la Tuberculosis y las Enfermedades Respiratorias (La Unión), publicaron la primera Hoja de ruta para la tuberculosis zoonótica. reconocer la tuberculosis zoonótica como un importante problema de salud mundial. La principal vía de transmisión es a través del consumo de leche no pasteurizada u otros productos lácteos, aunque también se ha informado de transmisión por inhalación y por consumo de carne mal cocida. En 2018, según el Informe Mundial sobre Tuberculosis más reciente, se estima que se produjeron 142.000 nuevos casos de tuberculosis zoonótica y 12.500 muertes debido a la enfermedad. Se han notificado casos de tuberculosis zoonótica en África, América, Europa, el Mediterráneo oriental y el Pacífico occidental. Los casos de tuberculosis zoonótica humana están relacionados con la presencia de tuberculosis bovina en el ganado, y las regiones sin medidas adecuadas de control y/o vigilancia de la enfermedad corren un mayor riesgo. Es difícil distinguir clínicamente la tuberculosis zoonótica de la tuberculosis causada por Mycobacterium tuberculosis en las personas, y los diagnósticos más utilizados actualmente no pueden distinguir eficazmente entre M. bovis y M. tuberculosis, lo que contribuye a una subestimación del total de casos en todo el mundo. El control de esta enfermedad requiere que los sectores de salud animal, seguridad alimentaria y salud humana trabajen juntos bajo un enfoque de Una Salud (colaboraciones multidisciplinarias para mejorar la salud de los animales, las personas y el medio ambiente).

La Hoja de Ruta de 2017 identificó diez áreas prioritarias para abordar la tuberculosis zoonótica, que incluyen recopilar datos más precisos, mejorar los diagnósticos, cerrar las brechas de investigación, mejorar la seguridad alimentaria y reducir M. bovis en poblaciones animales, identificando factores de riesgo de transmisión, aumentando la concienciación, desarrollando políticas, implementando intervenciones y aumentando las inversiones. Para alinearse con los objetivos descritos en el Plan Mundial de la Alianza Alto a la Tuberculosis para poner fin a la tuberculosis 2016-2020, la Hoja de Ruta describe hitos y objetivos específicos que deben cumplirse dentro de este marco de tiempo.

Tratamiento

M. bovis es innatamente resistente a la pirazinamida, por lo que el tratamiento estándar en humanos es isoniazida y rifampicina durante 9 meses. La mayoría del ganado que da positivo se sacrifica.