12/03/2018

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Lorenzo Fraile

Memoria porciFORUM 2018 – Lorenzo Fraile

Lorenzo Fraile, Veterinario y profesor agregado de la Universidad de Lleida, participó en porciFORUM 2018 con la ponencia “Resistencia genética a las enfermedades: Aproximación práctica”.

Lorenzo Fraile es Doctor en Veterinaria (año 1996), en la rama de Farmacología experimental y clínica, por la Facultad de Veterinaria de Zaragoza. Desde el año 2010, trabaja como profesor agregado de Epidemiología y Farmacología en la Universidad de Lleida. Su investigación se centra en optimizar los programas de medicina preventiva en porcino y sus líneas de trabajo son la farmacología clínica, la epidemiología y la inmunología.

INTRODUCCIÓN

El objetivo fundamental en producción animal es poder disponer de proteína de alta calidad y que sea completamente segura para el consumidor.

Para alcanzar este objetivo, se debe disponer de animales con la genética adecuada, alojados en buenas instalaciones, alimentados con piensos adecuados a su especie y edad y que no padezcan ninguna enfermedad en el momento del sacrificio.

Es evidente que los animales pueden padecer enfermedades a lo largo de todo su ciclo productivo, las cuales pueden originarse por diversas causas, aunque destacan por su frecuencia e importancia aquellas causadas por bacterias, virus y parásitos.

 

Para intentar disminuir el impacto negativo que puedan producir, se aplican medidas de medicina preventiva.

En concreto, la medicina preventiva es la rama de la veterinaria que estudia la prevención de las enfermedades y el mantenimiento de la salud y de las producciones animales al mejor nivel de rentabilidad.

Las medidas instauradas en los programas pueden ser de tipo sanitario (higiene y desinfección por ejemplo) o médico.

Estas últimas se basan en la aplicación de varias medidas destinadas a tratar la enfermedad que padecen o evitar que aparezca, disminuyendo su impacto negativo.

Es evidente que una de las medidas profilácticas más eficaces es la vacunación de los animales porque permite generar una inmunidad activa frente al patógeno de interés.

Desafortunadamente, no se dispone de vacunas eficaces frente a todos los patógenos en la especie porcina.

En estos casos, se deben explorar todas las opciones posibles para el control de las enfermedades y el hecho de disponer de animales más resilentes desde el punto de vista genético a una determinada infección o infecciones es una aproximación más a tener en cuenta (Figura 1).

Medidas preventivas

Figura 1.

RESILENCIA GENÉTICA. UNA OPCIÓN EN LOS PROGRAMAS DE MEDICINA PREVENTIVA

La selección de cerdos resilentes a las enfermedades podría ser una estrategia muy interesante para el control de las enfermedades infecciosas.

La resilencia genética incluye animales resistentes y tolerantes a una infección.

Los animales podrían ser totalmente resistentes a la infección (muy poco frecuente) o podrían tener una menor carga y eliminar menos patógenos en el caso de infectarse (hecho más frecuente).

 

Otra posibilidad es que sean tolerantes a la infección.

Es decir, son animales que se infectan y eliminan patógenos tras la infección pero no padecen consecuencias negativas desde el punto de vista productivo.

En el caso de cerdos resistentes, la presión de infección en y entre las granjas podría reducirse de manera significativa, se podría disminuir la incidencia de enfermedades, se incrementaría el bienestar animal e, indirectamente, se podría disminuir el consumo de antibióticos para el tratamiento de enfermedades infecciosas bacterianas.

En el caso de cerdos tolerantes no se disminuiría la presión de infección en y entre granjas.

Por esta razón, desde el punto de vista de control y erradicación de enfermedades es más interesante la resistencia que la tolerancia a las enfermedades.

Un punto crítico es poder caracterizar correctamente los fenotipos de resistencia y/o tolerancia y, en un futuro, poder identificar marcadores genéticos asociados a estos caracteres.

Las razas, poblaciones o animales resistentes a las enfermedades son de gran importancia en ganadería.

Así, se conoce muy bien la resistencia genética a la coccidiosis y a la enfermedad de Marek en las aves, a la mastitis en vacas y a los nematodos intestinales en ovejas.

Sin embargo, en los cerdos, los ejemplos de resistencia genética en los programas de mejora genética son más escasos. A pesar de las aplicaciones comerciales actualmente limitadas en cerdos, se ha observado un amplio rango de variación genética en la resistencia genética a diferentes enfermedades bacterianas, virales y parasitarias.

Sin embargo, la mayor parte de esta variación genética no puede utilizarse por ahora a nivel práctico, debido a la dificultad para reconocer variantes genéticas favorables y desfavorables dentro de los reproductores.

En los últimos años se ha realizado bastante investigación para caracterizar la resistencia genética a:

  • Virus de Aujeszky
  • Gripe porcina
  • Haemophilus parasuis
  • Actinobacillus pleuropneumoniae
  • Mycoplasma hyopneumoniae
  • Streptococcus suis en cerdos

Este trabajo ha permitido caracterizar más de 400 QTLs para resistencia/susceptibilidad frente a una amplia gama de patógenos en cerdos (http://www.animalgenome.org/QTLdb).

Los QTL son lugares del genoma que participan en el control de los rasgos cuantitativos, tales como la producción de leche, el crecimiento y la resistencia a enfermedades.

Merece la pena destacar que los resultados más notables se han publicado en los últimos años en la resilencia genética frente al virus del síndrome respiratorio y reproductivo porcino (PRRSV).

 

RESISTENCIA GENÉTICA EN EL CASO DEL VIRUS PRRSV

El síndrome respiratorio y reproductivo porcino (PRRSV) es una de las enfermedades que conlleva más pérdidas económicas para el sector porcino a nivel mundial.

Así, las pérdidas para la industria porcina de los Estados Unidos se estimaron en más de 650 millones de dólares anuales, excluyendo los costos de diagnóstico, vacunación, tratamiento y bioseguridad.

Este virus produce fundamentalmente:

  • Graves problemas reproductivos en cerdas (abortos e incremento de nacidos muertos)
  • Problemas respiratorios asociados con una disminución significativa del crecimiento en lechones.

El PRRSV es un virus RNA de la familia Arteriviridae del que se pueden encontrar dos genotipos (americano y europeo) que, recientemente, se han identificado como dos virus diferentes.

Además, cada genotipo se compone de muchas cepas que son heterogéneas desde el punto de vista genético y antigénico.

Esta alta variabilidad y su capacidad de evasión del sistema inmune conllevan que sea extremadamente difícil diseñar vacunas que confieran suficiente protección frente a desafíos heterólogos.

Por lo tanto, se buscan otras soluciones para combatir la enfermedad, entre ellas el uso de cerdos resistentes a esta enfermedad desde el punto de vista genético tanto para la forma respiratoria como reproductiva asociada a esta enfermedad.

RESISTENCIA GENÉTICA NATURAL CONTRA EL VIRUS PRRSV EN POBLACIONES PORCINAS

Se ha observado una diferente respuesta tras la infección con este virus en función de la genética del hospedador.

Así, los cerdos de raza Meishan y Large White parecen ser más resistentes a los efectos del virus que los cerdos de raza Duroc y Pietrain.

Recientemente, se estimó que la heredabilidad para la carga viral, utilizando un modelo de infección experimental en cerdos de transición, era próxima a 0,3 después del desafío con una cepa de PRRSV norteamericana.

Este caracter y la ganancia media diaria se asociaron con una única región genómica localizada en el cromosoma 4 (SSC4) que se asoció con un polimorfismo (SNP) denominado WUR10000125 (WUR).

Este SNP está ubicado en la región 3 ‘ no codificante de un gen asociado a la producción de interferon alfa (GBP1).

Además, nuestro equipo de investigación ha demostrado que los cerdos portadores del alelo G en el SNP WUR del gen GBP1 crecen más rápido que los que son homocigóticos para el alelo A después de vacunarlos con una cepa europea atenuada del virus PRRSV.

El resultado más sorprendente es que este efecto se invierte en un entorno libre de PRRSV.

En base a estos resultados, existe un margen para seleccionar cerdos según sus respuestas a la infección por el virus del PRRS con cepas europeas y el SNP WUR puede desempeñar un papel en la resistencia genética al virus PRRSV.

En cuanto a la forma reproductiva de la enfermedad, varios autores concluyeron que la genética tiene un efecto en el porcentaje de abortos en cerdas infectadas con este virus.

Por otra parte, otros autores también observaron una gran variación entre razas en el rendimiento reproductivo tras una infección con el virus PRRSV, lo que sugiere que también hay variación genética para este carácter.

Aunque las vías y los mecanismos implicados en características específicas de resistencia a la enfermedad aún no se han caracterizado por completo, es evidente que la variación genética en la resistencia/ susceptibilidad a la enfermedad probablemente sea poligénica, regulando aspectos tanto de la resistencia innata como de la inmunidad adquirida.

Las estimaciones de heredabilidad en la forma reproductiva de esta enfermedad son escasas, pero parece aumentar sustancialmente durante los brotes de PRRSV.

Por otro lado, tras un brote de PRRSV en una granja negativa, se ha descrito una alta heredabilidad y correlación genética para la respuesta de anticuerpos a la infección por PRRSV (título tras 46 días postinfección) y el resultado clínico después de la infección por el virus PRRSV en cerdas.

Estos resultados sugieren que el título de anticuerpos frente al virus PRRSV podría usarse como un indicador del impacto de este virus en la forma reproductiva de la enfermedad.

Sin embargo, estos resultados no han podido ser corroborados por nuestro grupo de investigación pero hemos desarrollado un método de fenotipado para caracterizar, bajo condiciones de campo, cerdas resilentes a la infección en granjas endémicamente infectadas por este virus.

EDICIÓN GENÉTICA PARA CREAR ANIMALES TOTALMENTE RESISTENTES AL VIRUS PRRSV

Se ha publicado recientemente la producción de cerdos totalmente resistentes al virus PRRSV mediante la edición genética, que consistió en no permitir la expresión del receptor CD163 sobre la superficie de células permisivas.

Este receptor es crítico para permitir la entrada del virus PRRSV dentro de las células permisibles.

Sin embargo, queda mucho por hacer hasta que este enorme avance científico pueda llegar a tener un gran impacto en la población porcina a nivel mundial, porque se deben tener en cuenta muchos aspectos como es la consideración legal en cuanto al hecho de disponer de animales editados genéticamente.

MEJORANDO LA RESISTENCIA GENÉTICA FRENTE AL VIRUS PRRSV

Una vez bien caracterizados los fenotipos más resistentes, tanto para la forma respiratoria como reproductiva de esta enfermedad, se podrían aplicar los conocimientos clásicos de selección genética para estos caracteres favorables con el fin de incrementar el porcentaje de animales más resistentes en la población.

  • Además, la selección genómica basada en marcadores puede ayudar a ser más eficientes para conseguir este objetivo.
  • Además, comprender las bases moleculares de la resistencia genética ayudará a mejorar el conocimiento de la patogénesis de la enfermedad.

 

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