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Vacunos 26 de Marzo de 2021

Científicos logran avance respecto a la brucelosis en el ganado

Muchas personas nunca han oído hablar de brucelosis, pero los agricultores y ganaderos en los Estados Unidos se ven obligados a sacrificar animales que dan positivo para la enfermedad.

Vacunos 26 de Marzo de 2021

Científicos logran avance respecto a la brucelosis en el ganado

Muchas personas nunca han oído hablar de brucelosis, pero los agricultores y ganaderos en los Estados Unidos se ven obligados a sacrificar animales que dan positivo para la enfermedad.

Michigan, Estados Unidos – TodoElCampo – La brucelosis es un problema de salud agrícola y humana a escala mundial. En Estados Unidos fue introducida hace más de 100 años en bisontes y alces en el Parque Nacional de Yellowstone y desde entonces ha estado circulando entre los rebaños salvajes, lo que favorece los periódicos brotes y reinfecciones. Es una enfermedad que no tiene vacuna para los seres humanos, y los estudios experimentales de B. abortus en sus huéspedes animales naturales son técnicamente difíciles, extremadamente caros y sólo unas pocas instalaciones son capaces de llevar a cabo investigaciones.

La Universidad de Míchigan, en sitio web Michigan State University (MSUToday) abordó el tema en base a investigaciones de los profesores Aretha Fiebig y Sean Crosson, quienes utilizaron bacterias con códigos de barras para estudiar la patogénesis de Brucella abortus.

Ambos docentes están abocados a obtener una nueva visión de cómo B. abortus infecta al ganado y ayudar a detener la propagación de esta enfermedad mortal.

Los resultados de su estudio fueron publicados en Proceedings of The National Academy of Sciences (PNAS) (*).

"B. abortus infecta principalmente al ganado, causando que las vacas embarazadas aborten el feto, pero la infección se estudia típicamente en modelos de ratón, que no son el verdadero huésped de la bacteria", explicó Crosson, quien ha estado estudiando la enfermedad durante más de 14 años. "Si quieres entender la biología de la infección que subyace a la enfermedad bovina, entonces es útil estudiar las cosas en el huésped natural en un contexto de campo", dijo.

En el equivalente microbiológico al etiquetado del ganado, Crosson y Fiebig aprovecharon la capacidad de salto del ADN especializado llamado transposones para etiquetar cepas individuales de B. abortus con códigos de barras únicos. Esto les dio la capacidad de contar cuántas bacterias B. abortus llegaron desde el ojo de la vaca, un punto común de infección en el campo, a los ganglios linfáticos.

"Como biólogos moleculares, podemos aprovechar el ADN de saltos separando la enzima que le permite seguir moviéndose", dijo Fiebig, quien se especializa en mecanismos regulatorios bacterianos. "Le dimos temporalmente al ADN la capacidad de saltar al genoma B. abortus, pero no volvió a salir".

Los científicos mezclaron millones de bacterias E. coli portadoras de transposones con millones de B. abortus en un caldo que contenía aminoácidos y azúcares, iniciando el etiquetado masivo a través de un proceso llamado conjugación bacteriana donde los transposones entran y se unen con el genoma B. abortus. Cuando las células restantes de E. coli fueron lavadas, se quedaron con una cuba de cepas B. abortus individualmente con código de barras.

"Pudimos hacer un rico grupo de alrededor de un millón de cepas”, explicó Fiebig. "Cuando infectamos el ganado, podíamos rastrear casi todas las cepas y preguntar, '¿cuántas cepas se perdieron, qué cepas tenían una ventaja y era esa ventaja por una razón genética o simplemente casualidad?'"

Millones de bacterias entraron, pero sorprendentemente pocas salieron. Y aunque la identidad genética de las cepas que lograron pasar fue aleatoria, el número de cepas que lograron infectar los ganglios linfáticos individuales fue notablemente similar.

"Sabíamos que había alguna restricción o cuello de botella de infección, pero no entendíamos la magnitud hasta este estudio", dijo Fiebig.

 

Los resultados inesperados requirieron análisis computacionales no relacionales, por lo que Marianne Huebner, directora del Centro de Capacitación Estadística y Consultoría de la MSU, proporcionó orientación experta sobre el uso de modelos matemáticos para evaluar las estructuras poblacionales de las bacterias que sobrevivieron al cuello de botella.

Infectar a un gran huésped animal con un patógeno regulado por el gobierno federal también presentó importantes desafíos metodológicos. Los investigadores se basaron en los veterinarios altamente calificados e instalaciones de alta tecnología en el Centro Nacional de Enfermedades Animales del Departamento de Agricultura e Investigación Agrícola de los Estados Unidos (USDA-ARS) en Ames, Iowa, donde las vacas en el estudio fueron alojadas y tratadas.

El desafiante estudio de campo dio sus frutos, proporcionando una visión crítica de lo buena que es la barrera mucosa de la vaca para restringir B. abortus durante la infección.

"Al final, obtuvimos una comprensión cuantitativa de un cuello de botella de infección a través de una ruta común de infección bovina en el campo", dijo Crosson. "Esta información es útil para los científicos que estudian la epidemiología de la brucelosis en el ganado y la vida silvestre y puede ayudarnos a construir mejores modelos de transmisión mientras trabajamos para detener la propagación de esta enfermedad".

La prueba del documento de principios también abrió nuevas puertas al descubrimiento de genes B. abortus específicos involucrados en la devastadora enfermedad.

"En el futuro, entendemos mejor cómo utilizar nuestra biblioteca de mutantes con códigos de barras durante largos tiempos en una hostia embarazada para encontrar genes B. abortus que influyen en los resultados más severos en el ganado, incluido el aborto", dijo Crosson. "Este es un objetivo del USDA-ARS también, saber qué genes en B. abortus son críticos para la infección en el huésped bovino".

Artículo original de Sarah Zwickle en MSU Today.

(*) Artículo científico publicado en Proceedings of The National Academy of Sciences (PNAS): ver aqui

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