Adaptado y traducido del artículo original: “Monitoring Coxiella burnetii Infection in Naturally Infected Dairy Sheep Flocks Throughout Four Lambing Seasons and Investigation of Viable Bacteria”, Front. Vet. Sci. vol.7:352. doi: 10.3389/fvets.2020.00352 ISSN=2297-1769
La fiebre Q es una enfermedad muy extendida de carácter zoonótico originada por la bacteria intracelular Coxiella burnetii. El principal reservorio es el ganado ovino y caprino, y ambas especies juegan un papel significativo en la infección humana causada por este patógeno.
Esta enfermedad provoca abortos en los pequeños rumiantes y, una vez que la bacteria entra en el rebaño, la infección se propaga velozmente.
Los animales infectados excretan Coxiella burnetii, en el momento de los abortos o del parto normal, a través de:
- Fluidos vaginales
- Heces
- Leche
- Orina
Además, pueden seguir excretando la bacteria durante las semanas posteriores al aborto o parto.
La carga bacteriana que liberan los animales abortados es mayor que en aquellos animales con un parto normal.
Las tasas de aborto debidas a Coxiella burnetii son especialmente elevadas en las cabras (hasta el 70-90%), y más bajas en el ganado ovino (normalmente por debajo del 6%). Estas bajas tasas pueden pasar desapercibidas o considerarse normales por el ganadero, por lo que muchas muestras de animales abortados no se analizan.
Es decir, no se diagnostica la fiebre Q y no se aplican las medidas de control adecuadas, por lo que la enfermedad se puede mantener en el rebaño a lo largo de varias parideras consecutivas.
En una investigación reciente se detectó la bacteria en la leche de un rebaño 10 años después de la primera detección.
Esto sugiere que el manejo y la gestión sanitaria del rebaño, unido a la falta de medidas de control adecuadas, puede originar la reactivación periódica de la infección por Coxiella burnetii.
La excreción de la bacteria por parte de los animales infectados, junto con los movimientos dentro de la granja, promueven la formación de aerosoles contaminados, cuya máxima carga bacteriana se produce durante el pico de abortos/partos, y se correlaciona con el número de animales excretores en el rebaño.
Actualmente, se desconoce el tiempo que la infección permanece activa dentro de un rebaño.
Se sabe que en la temporada reproductiva que sigue a un brote de abortos por fiebre Q, estos disminuyen, y la excreción de la bacteria también.
El ADN de Coxiella burnetii se puede detectar 4 años después de superar la infección en el polvo recogido en las instalaciones de la granja, aunque no se sabe si este ADN procede de bacterias viables.
Los resultados de otra investigación señalaron que las cargas de Coxiella burnetii viables en el ambiente de la explotación (polvo), se mantienen elevadas durante el periodo de partos o abortos, y disminuyen progresivamente hasta que no se detectan cantidades suficientes de bacterias viables, 2 meses después del último parto.
Por otro lado, en España no existe mucha información sobre los genotipos de Coxiella burnetii implicados en los casos de fiebre Q, ni en humanos ni en animales.
En estudios recientes realizados en el norte de España, se ha identificado al ganado caprino como un reservorio importante de la fiebre Q, y se ha relacionado con casos de infección en humanos pero, curiosamente, ovejas y cabras comparten los mismos genotipos de la bacteria en esa zona geográfica.
El objetivo de esta investigación fue estudiar el progreso de la infección natural por Coxiella burnetii a lo largo de 4 temporadas de partos en 4 rebaños de ganado ovino lechero, con sistemas de producción semiextensivos, y en los que no se aplicaba la vacunación.
ELECCIÓN DE REBAÑOS Y MUESTRAS
La raza ovina Latxa es una raza lechera autóctona del País Vasco. Los partos se producen una vez al año, entre noviembre y enero para las ovejas, y entre marzo y abril para las prímalas (animales de primer parto).
El ganado se estabula en los meses de invierno, y durante la noche y días de lluvia durante la temporada de ordeño, que finaliza en junio-julio. Posteriormente, el rebaño se traslada a pastos comunales en la montaña, donde comparten zonas de pastoreo con otros rebaños de ovejas, vacas, caballos y fauna silvestre (jabalíes, zorros, corzos y tejones principalmente).
Se seleccionaron 4 rebaños de ovejas que fueron positivos en una RT-PCR (Real Time PCR) realizada en muestras de leche de tanque durante los meses de marzo-abril de 2015.
Las prímalas de estos rebaños mostraron una alta seroprevalencia contra Coxiella burnetii, por lo que ambos resultados sugieren que la infección estaba activa en los rebaños (Tabla 1).
Las temporadas de partos seleccionadas para estudiar la evolución de la infección fueron:
- 2015/2016
- 2016/2017
- 2017/2018
- 2018/2019
Estos rebaños nunca fueron vacunados.
El primer paso fue la realización de una encuesta para reunir datos sobre censo, características de las explotaciones, gestión del rebaño, historial de abortos y medidas de higiene y bioseguridad aplicadas en cada explotación.
En base a la información aportada por los ganaderos, no se había registrado un significativo número de abortos en los años previos al estudio.
Para el correcto manejo de las muestras de abortos (placentas), se ofreció a los ganaderos un congelador y contenedores de residuos biológicos, para su almacenamiento y posterior incineración. El objetivo era eliminar lo más rápido posible el material potencialmente infeccioso y reducir así la posible contaminación ambiental.
- 3 de los 4 ganaderos utilizaron este sistema
- El 4º disponía de un sistema de emparrillado por el cual las placentas caían directamente a un foso
Otros datos de interés para la investigación fueron que:
- Los Rebaños 2 y 3 compraban animales
- El Rebaño 4 cambió de instalaciones en la temporada 2018/2019
Estos rebaños se visitaron en las temporadas de partos durante 4 años consecutivos. Los 3 primeros años se recogieron muestras de ovejas y prímalas, así como de animales comprados, en el caso de que los hubiere.
El último año del estudio solo se tomaron muestras de prímalas.
Se recogieron muestras de un total de 40 ovejas y 40 prímalas durante la semana siguiente al parto, para evaluar la excreción de Coxiella burnetii (Tabla 1).
Durante estas visitas se tomaron también muestras ambientales, que consistieron en 8-10 muestras de polvo de las superficies de las instalaciones, con el objetivo de analizar la viabilidad de la bacteria en el ambiente.
Las muestras recogidas fueron de:
- Exudados vaginales (hisopos)
- Leche
- Heces
Además, se realizaron visitas mensuales hasta el final de la temporada de ordeño, y se recogió una muestra del tanque de leche para controlar la excreción de la bacteria a nivel de rebaño. También se recogieron muestras de aerosoles tanto del interior como del exterior.
ANÁLISIS DE LAS MUESTRAS Y RESULTADOS
Para el análisis de las muestras citadas, se utilizaron técnicas moleculares (RT-PCR), y técnicas serológicas (ELISA).
Los resultados de la RT-PCR mostraron las tendencias de excreción de Coxiella burnetii a lo largo de los 4 años de estudio.
En general, el porcentaje de animales excretores fue significativamente mayor en la primera temporada de partos (2015/2016).
- REBAÑO 1
En la primera temporada, el Rebaño 1 registró un porcentaje alto-moderado de animales excretores a través de diferentes vías (fluidos vaginales > heces > leche), pero no se detectaron animales excretores en el grupo de prímalas.
Durante las siguientes temporadas (2016/2017 y 2017/2018) las ovejas apenas excretaron Coxiella burnetii, mientras que las prímalas mostraron una reactivación de la infección durante la 2ª y 4ª temporada.
- REBAÑO 2
La situación del Rebaño 2 se vio afectada por una compra (notificada) de un lote de 30 ovejas preñadas en diciembre del año 2015. Estos animales se infectaron cuando se mezclaron con otros, y excretaron altas cargas de Coxiella burnetii durante el parto.
Esto provocó la reactivación de la infección en el rebaño, principalmente afectando a las prímalas, mientras que el porcentaje de ovejas adultas excretoras fue bajo.
El Rebaño 2 mostró una disminución en el porcentaje de animales excretores en las temporadas posteriores.
- REBAÑO 3
Los patrones de infección en el Rebaño 3 mostraron la situación opuesta, con una baja proporción o ausencia de animales excretores durante las 2 primeras temporadas, y con una reactivación de la infección en las prímalas en las 2 últimas.
En este rebaño se introdujo un nuevo lote de ovejas preñadas el 20 de marzo de 2017, una semana antes del inicio de los partos. Posteriormente, estos animales dieron positivo a la infección (el 7% de los animales).
- REBAÑO 4
El Rebaño 4 registró un elevado porcentaje de animales excretores durante la 1ª temporada, tanto en ovejas como en prímalas, pero se produjo un decrecimiento significativo durante las siguientes temporadas y no se detectaron animales excretores en las 2 últimas temporadas.
En general, este rebaño registró un significativo mayor número de animales excretores que los Rebaños 2 y 3, pero por debajo del Rebaño 1.
En resumen,
Los animales excretores fueron más frecuentes en los grupos de prímalas que en las ovejas adultas, pero en menor medida que en aquellos animales comprados.
La excreción de C. burnetii fue también más elevada en las prímalas, y especialmente a través de los fluidos vaginales.
Respecto a los análisis serológicos, la comparación de las seroprevalencias en las ovejas a lo largo de las 4 temporadas mostró diferencias entre los rebaños:
- Seroprevalencia Rebaño 1: 58-80%
- Seroprevalencia Rebaño 2: 30-60%
- Seroprevalencia Rebaño 3: 35-40%
- Seroprevalencia Rebaño 4: 14-63%
El 32% de las ovejas compradas en el Rebaño 3 tenían anticuerpos frente a Coxiella burnetii, lo que sugiere que ya estaban infectadas cuando se introdujeron.
En las prímalas, la seroprevalencia aumentó o disminuyó según las tendencias de infección de la bacteria en cada rebaño, mostrando en general seroprevalencias más bajas que en las ovejas adultas.
En los Rebaños 2 y 4, aparece una disminución progresiva de la seroprevalencia durante el periodo de estudio.
Independientemente de la vía de excreción (vaginal, heces o leche), no hubo siempre correlación positiva y significativa entre el porcentaje de animales excretores de C. burnetii y la seroprevalencia.
Por otro lado, la evolución de la presencia de ADN de Coxiella burnetii en muestras del tanque de leche se muestra en la Figura 1. En la 1ª temporada, la excreción de bacterias fue muy baja en los 4 rebaños, y durante las 4 temporadas, la carga bacteriana en el tanque fue más alta después de que las prímalas se sumasen al ordeño (febrero).
La carga bacteriana más elevada se registró en el Rebaño 1 durante la 2ª temporada.
La reactivación de la infección observada en prímalas de los Rebaños 1 y 3 también se vio reflejada en la carga bacteriana detectada en las muestras del tanque (Figura 1).
COXIELLA BURNETII EN MUESTRAS AMBIENTALES
Las muestras de polvo recogidas de las superficies de diferentes partes de las instalaciones, tanto de ovejas como de prímalas, fueron positivas durante los 4 años de investigación.
La única excepción fue el Rebaño 4, con resultados negativos en la última temporada. Este rebaño concretamente se cambió de instalaciones antes de comenzar la temporada 2018/2019, y desde ese momento dejó de detectarse Coxiella burnetii en el polvo.
En los otros rebaños, los aumentos esporádicos de la carga bacteriana del polvo con respecto a los años anteriores se asociaron a aumentos en el número de animales excretores.
Los Rebaños 2 y 4 mostraron una disminución progresiva de la contaminación ambiental interior durante los años de estudio, y durante la 4ª temporada, las muestras de aerosoles tomadas en la paridera de las prímalas fueron negativas.
Por el contrario, los Rebaños 1 y 3 mostraron aumentos esporádicos en la carga bacteriana de los aerosoles, debido a reinfecciones en el grupo de las prímalas y, durante la última temporada de partos se siguieron detectando aerosoles positivos.
En la 1ª temporada, la carga bacteriana media de los aerosoles tomados en el interior de las instalaciones animales fue superior a las detectadas en las siguientes temporadas.
La contaminación de aerosoles en el exterior de las cuadras fue menos frecuente y, cuando era positiva, la carga bacteriana era siempre inferior a la detectada en el interior.
En base a los resultados, las tasas de seroprevalencia superiores al 61% determinaron la presencia de aerosoles positivos en el exterior y, cuando la seroprevalencia del rebaño era menor, el factor determinante fue la excreción de Coxiella burnetii a través de las heces.
GENOTIPOS DE COXIELLA BURNETII
Mediante la técnica SNP se realizó el genotipado de un total de 87 muestras de ADN:
- Rebaño 1: 27 muestras
- Rebaño 2: 25 muestras
- Rebaño 3: 18 muestras
- Rebaño 4: 17 muestras
Un 61% de las muestras fueron de animales, un 28% muestras de polvo y un 11% de aerosoles.
Los resultados fueron los siguientes (Tabla 2):
- Rebaños 1 y 4: SNP8 Y SNP1, respectivamente
- Rebaño 2: SNP1 (predominante), SNP5 y SNP8
- Rebaño 3: SNP1 y SNP8 (predominante)
El SNP8 fue el genotipo predominante, detectándose en 3 rebaños y en el 52,9% de las muestras analizadas. El SNP1 se encontró en 3 rebaños, y se detectó en el 44,8% de las muestras.
VIABILIDAD DE COXIELLA BURNETII
Las muestras de polvo recogidas en cada temporada de partos de las prímalas se procesaron en pools para estudiar la viabilidad de Coxiella burnetii mediante su cultivo en líneas celulares, previo paso por modelo murino. En total se analizaron 15 homogeneizados de polvo.
Se detectaron Coxiellas viables en los Rebaños 1 y 3 durante la cuarta paridera. Es interesante destacar que estos son los rebaños en los que había reactivaciones periódicas de la infección en los grupos de prímalas.
El SNP8 fue identificado en las muestras de polvo de los Rebaños 1 y 3, mientras que el SNP1 fue identificado en el polvo del Rebaño 2. Curiosamente, no se detectó el SNP5 presente en 2 muestras ambientales del Rebaño 2.
CONCLUSIONES
En este estudio, el bajo porcentaje o incluso la ausencia de excreción entre las ovejas (Rebaños 2 y 3) y las prímalas (Rebaño 1) durante la 1ª temporada de partos, apoyó la sospecha de que la infección por Coxiella burnetii había estado presente antes de la temporada 2014/2015.
Además, la infección seguía activa en algunos rebaños en la 4ª temporada (Rebaños 1 y 3), lo que hace pensar que la infección puede permanecer en un rebaño durante más de 5 años, probablemente debido a reinfecciones periódicas.
Los resultados mostraron una progresión más favorable en el Rebaño 4. El traslado del rebaño a nuevas instalaciones no contaminadas antes de la temporada 2018/2019 contribuyó sin duda a mantener el rebaño libre de la infección.
El hecho de que la carga bacteriana excretada a lo largo de los 4 años de investigación fuera menor en las ovejas que en las prímalas también apoya la idea de que la infección ya se había establecido en los rebaños algún tiempo antes de que comenzara el estudio. En tal caso, las ovejas habrían tenido tiempo de desarrollar inmunidad, mientras que las prímalas serían más susceptibles a la infección.
Este estudio también puso en relieve el riesgo de introducir animales nuevos en un rebaño infectado, lo que, como sucede en el Rebaño 2, puede causar una reactivación de la infección. La compra de animales infectados también plantea un riesgo cuando se introducen en un rebaño negativo.
Esta fue probablemente la situación en el Rebaño 3, donde las ovejas preñadas compradas podrían haber sido fuente de nueva infección.
Los cuatro rebaños se gestionaron con un sistema semiextensivo (pastoreo comunal). En una región como el País Vasco, donde la fiebre Q es endémica y la vacunación no se aplica con frecuencia, este sistema plantea un riesgo de infección y reinfección.
No obstante, el pico de infección observado en las prímalas del Rebaño 1 durante la 2ª y 4ª temporada es difícil de explicar, ya que estos animales no compartían los pastos con otros rebaños.
Por otra parte, la interpretación de la respuesta inmune humoral contra C. burnetii es compleja y tiene poco valor a nivel individual porque un porcentaje de los animales infectados (25-50%) no seroconvierten.
La marcada diferencia en la seroprevalencia observada entre ovejas y prímalas se asocia probablemente a la exposición de los animales a diferentes cargas de bacterias viables de C. burnetii. Sin embargo, como se ha visto en este estudio y en otros, la seroprevalencia no está correlacionada con la eliminación de excreción bacteriana.
Los factores como la compra de animales o el pastoreo comunal pueden favorecer, no solo la infección por Coxiella burnetii, sino también la probabilidad de infección con más de un genotipo. Curiosamente, rebaños con más de un genotipo eran los que habían comprado animales.
En cuanto a cualquier posible asociación entre el genotipo y el patrón de infección, cabe señalar que el SNP1 era el genotipo predominante en rebaños donde la infección progresaba hacia una disminución gradual (Rebaños 2 y 4), mientras que el genotipo SNP8 predominaba en los rebaños donde la infección se reactivaba en las prímalas (Rebaños 1 y 3).
Sin embargo, el efecto de la compra de animales en esa reactivación dificulta sacar conclusiones respecto a la distinta resistencia y viabilidad de los diferentes genotipos. Del mismo modo, dado que las tasas de aborto fueron muy bajas, no se puede inferir ninguna asociación entre patogenicidad y genotipo.
En cuanto a los aerosoles, en este estudio, las cargas de Coxiella burnetii fueron más altas en los aerosoles tomados en el interior que en el exterior de las explotaciones, y los niveles disminuyeron progresivamente durante las semanas que siguieron a los partos, y a lo largo de las cuatro parideras.
El hecho de que los ganaderos eliminaran rápidamente las placentas contribuyó a reducir la contaminación ambiental en las instalaciones.
En conclusión, este estudio proporciona valiosos datos epidemiológicos sobre la infección por Coxiella burnetii en el ganado ovino, y abre nuevas cuestiones que requieren una investigación más a fondo.
Los resultados obtenidos demostraron que si la infección no se controla mediante una combinación de vacunación y la aplicación de procedimientos adecuados de bioseguridad, la infección activa por Coxiella burnetii puede persistir en los rebaños de ovejas durante más de 5 años.
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