Dietzia C79793-74: un probiótico con propiedades antinflamatorias capaz de modular el desarrollo de la paratuberculosis
Maddi Oyanguren Arizaga1, Elena Molina2, Maitane Mugica2, Rakel Arrazuria2, Selvakumar Subbian3, Jose Luis Lavin4, Juan Anguita5, Natalia Elguezabal6
(1)-NEIKER Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario, Departamento de Sanidad Animal, Alianza Vasca para la Investigación y la Tecnología (BRTA) (2)-NEIKER Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario (BRTA). Departamento de Salud Animal, 48160 Derio, España. (3)-Public Health Research Institute (PHRI), New Jersey Medical School, Rutgers University, Newark, Nueva Jersey, EE. UU.
(4)-NEIKER Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario (BRTA). Departamento de Matemáticas Aplicadas, 48160 Derio, España (5)-Laboratorio de Inflamación y Plasticidad de Macrófagos, CIC bioGUNE, Alianza Vasca de Investigación y Tecnología (BRTA), Derio, España. ? Ikerbasque, Fundación Vasca para la Ciencia, Bilbao, España (6)-NEIKER Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario (BRTA). Departamento de Salud Animal, 48160 Derio, España
El aumento de las resistencias
antimicrobianas y la falta de herramientas de prevención para algunas
enfermedades bacterianas ha impulsado la investigación y el desarrollo de nuevos
tratamientos alternativos como los probióticos. Los probióticos confieren sus
beneficios mediante la producción de bacteriocinas y ácidos grasos cortos, la exclusión
competitiva, la mejora de la barrera epitelial, la modulación de la microbiota
y de la respuesta inmunitaria. Además, algunos
probióticos han demostrado mejorar la respuesta inmunitaria ejercida por
algunas vacunas.
En el caso de la paratuberculosis (PTB), una
enfermedad intestinal granulomatosa crónica, causada por Mycobacterium avium
subsps. paratuberculosis (Map), el uso de antibióticos no está
recomendado. Las vacunas existentes son eficaces para reducir los signos
clínicos y prevenir el desarrollo de la enfermedad aunque no proporcionan una
inmunidad estéril. Sin embargo, la vacunación en el ganado bovino está
prohibida en varios países, entre ellos España, debido a las interferencias que
causa con el diagnóstico oficial de la tuberculosis. Algunos estudios de campo
en vacas positivas a PTB y en terneros procedentes de vacas positivas han
evaluado el efecto terapéutico y preventivo del probiótico Dietzia subsp.
C79793-74, obteniendo resultados prometedores.
En vista de esos resultados, se planteó estudiar
el efecto protector y también determinar si Dietzia era capaz de potenciar
la respuesta protectora de una vacuna inactivada de Map (Silirum ®). Para
ello, se evaluaron varios tratamientos: Dietzia, Dietzia en
combinación con la vacuna y la vacuna, utilizando un modelo bien establecido de
infección por Map en conejos. La vacuna se administró en una sola dosis por vía
subcutánea y el probiótico durante 4 semanas en días alternos por vía oral. La
infección se realizó a las 6 semanas después de la vacunación con una cepa
bovina de campo de Map.
A las 16 semanas después de haber iniciado el
estudio, se realizó la necropsia donde se recogieron muestras del sáculo. El
efecto protector se evaluó comparando cargas bacterianas en sáculos, a través
del cultivo de este tejido para el aislamiento de Map en medio Herrold con OADC
y Micobactina J. Para evaluar el perfil inflamatorio se cuantificó la expresión
de las citoquinas IL-6, IL-10, IL-1 β, TNFα, CXCL10, IFNÉ£, TGF-β y Foxp3 mediante
RTqPCR en este tejido. Con el fin de evaluar la extensión y el número de
granulomas se realizó el análisis histopatológico en cortes de sáculo teñidos
con hematoxilina-eosina, mediante la captura y posterior análisis con Image J de
micrografías aleatorias. Por último, se estudió la composición de la microbiota
mediante la secuenciación del gen ribosomal16S.
Lo resultados mostraron que el grupo tratado únicamente
con Dietzia presentó la mayor carga bacteriana en tejido. Además, el
tratamiento disminuyó la expresión de citoquinas proinflamatorias (IL-6, IL-1β,
TFG-β), sugiriendo que Dietzia puede favorecer condiciones antinflamatorias.
Estos resultados indican que, en las condiciones de este experimento, las condiciones
antiinflamatorias no favorecen la eliminación de Map. Sin embargo, es probable
que en los estudios previos realizados en campo el escenario antiinflamatorio
haya resultado beneficioso. Por otro lado, ambos grupos vacunados presentaron
una menor carga bacteriana y un perfil inmunológico similar, con la disminución
de la expresión de IL-1β. Estos
resultados sugieren que la reducción de la carga bacteriana podría disminuir la
necesidad de una respuesta inflamatoria exacerbada. Ambos grupos tratados con Dietzia
mostraron los mayores índices de lesiones en tejido. Sin embargo, debido al
perfil inmunológico observado es posible que las lesiones observadas sean debidas
al tratamiento con el probiótico. Los resultados de este estudio indican que el
papel de la vacunación en la eliminación de la infección prevalece sobre los
efectos del probiótico.
Respecto a la microbiota, la frecuencia
relativa de algunos grupos taxonómicos varió en función del tratamiento
administrado. En el grupo tratado únicamente con Dietzia, se observó una
reducción de la abundancia relativa Christensenellaceae R-7, cuya
disminución también se ha observado en pacientes con enfermedad inflamatoria
intestinal, indicando una pérdida de los efectos beneficiosos asociados con la
presencia de esta bacteria. El grupo solamente vacunado, mostró un aumento de
abundancia relativa de Ruminococcaceae, Christensenellaceae R-7 y
Oxalobacter, indicando que puede haber una modulación positiva de la
microbiota intestinal que favorece la reducción de la respuesta inflamatoria.
En el grupo con tratamiento combinado, se observó que la abundancia relativa
del género Butyricoccus, un posible candidato para el tratamiento
de la enfermedad de Crohn y con propiedades antiinflamatorias, era mayor en
comparación con el resto de los grupos.
En conjunto, estos
resultados indican que la administración de Dietzia durante un mes
posterior a la vacunación no está justificada, ya que no aumenta la eficacia de
la vacuna. Además, pone de
relieve la complejidad de las interacciones microbianas y la necesidad de
optimizar las combinaciones de tratamientos en el contexto de cada enfermedad y
especie animal.
