El papel de los neutrófilos en la paratuberculosis bovina

Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP) es el agente etiológico causante de la paratuberculosis (PTB), una grave enteritis granulomatosa crónica que afecta a rumiantes domésticos y silvestres en todo el mundo. Se estima que el 50% de los rebaños lecheros de Europa y Norteamérica están infectados por MAP. Las granjas afectadas sufren pérdidas económicas debidas principalmente a la disminución de la producción, a la eliminación de los animales enfermos y a la necesidad de disponer de animales de reposición, además de presentar una mayor incidencia de otras enfermedades como mastitis o problemas reproductivos. El acceso a herramientas eficaces de control de la PTB es urgente, y aunque hoy en día no existan estrategias universalmente aceptadas para el control de la PTB, la vacunación ha mostrado ser una herramienta que modifica el curso de la infección.  

Durante la infección, MAP es fagocitado por los macrófagos, pero es capaz de inhibir la fusión del fagosomoa con el lisosoma evadiendo así su destrucción y la presentación de antígenos, consiguiendo, además replicarse en el interior de estas células. En las lesiones granulomatosas típicas de la PTB los macrófagos son las células predominantes y a pesar de tener altos niveles de IL-8, apenas se detectan neutrófilos. Este fenómeno resulta sorprendente y quizás pueda explicarse a través de la eferocitosis, un proceso en el que los macrófagos fagocitan neutrófilos apoptóticos, conduciendo a la eliminación de los restos celulares y aprovechando los gránulos de los neutrófilos para acabar de matar al patógeno y así, resolver la inflamación. Actualmente son muchos los estudios transcriptómicos que han observado que en las vacas con PTB las vías que implican a los neutrófilos están alteradas. Aun así, el papel de estas células en la PTB no ha sido estudiado en profundidad.  

En trabajos anteriores hemos demostrado que los neutrófilos despliegan varios mecanismos antimicrobianos contra MAP y cooperan con los macrófagos en condiciones in vitro. También hemos observado que una vacuna inactivada contra MAP ha mostrado características de inmunidad entrenada en condiciones de campo en vacuno de leche y la implicación de los neutrófilos en este proceso de inmunidad entrenada se ha demostrado en animales de laboratorio.  

En este trabajo se ha querido profundizar en la cooperación entre neutrófilos y macrófagos frente a la infección micobacteriana estudiando el proceso de eferocitosis ex vivo mediante captura de imágenes in vivo Incucyte SX1® (Sartorius). Para optimizar la técnica se han aislado neutrófilos y macrófagos de sangre periférica de vacas sanas y se han probado diferentes condiciones de tinción y concentración de ambos tipos celulares. Una vez establecidas las condiciones, se ha llevado a cabo un ensayo con células aisladas de tres animales infectando con MAP e incluyendo BCG, evaluando dos multiplicidades de infección (MOI) de MAP. Se ha obervado una mayor respuesta a MOI más elevada. Para una misma MOI, la BCG ha mostrado valores ligeramente inferiores a los observados en el caso de MAP, lo cual es coherente atendiendo a la patogenicidad bacteriana. 

Además, se ha analizado y confirmado la respuesta inmune entrenada generada por una vacuna inactivada de MAP en terneros mediante ensayos funcionales. Tras seleccionar 10 terneras de 15 días de edad en una granja libre PTB en la que no se han detectado animales excretores de MAP a través de las heces en los últimos 5 años, estas se dividieron en dos grupos: no vacunadas (n=5) y vacunadas con una vacuna inactivada de MAP (n=5) y se realizó un seguimiento durante los primeros 3 meses de vida. Los animales vacunados mostraron un incremento significativo de la fagocitosis y producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) frente a MAP mediada por neutrófilos al mes, dos meses y tres meses post-vacunación (MPV), mientras que en el caso de los monocitos el incremento en ROS se observó únicamente a los 3 MPV. La NETosis frente , BCG, Escherichia coli y Staphylococcus aureus, todos patógenos que causan pérdidas importantes en el vacuno de leche fue significativamente mayor en los animales vacunados. Por último, valores más altos en los niveles de lactato en el grupo vacunado confirmaron un cambio metabólico. Estos resultados sugieren que esta vacuna además de la protección específica demostrada frente a MAP, también puede proteger frente a otros patógenos bacterianos diferentes a MAP. MAP

En conjunto, estos resultados confirman que se debe seguir estudiando el papel de los neutrófilos en la PTB en el contexto de la infección y la vacunación para entender mejor la patogenia de la enfermedad y poder desarrollar nuevas vacunas que puedan ser utilizadas para la prevención de esta enfermedad en un futuro próximo.