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Ficha Patológica

colibacilosis porcina

Colibacilosis porcina

Escherichia coli se considera uno de los principales responsables de procesos entéricos que cursan con diarrea, tanto en lechones como en cerdos adultos durante el ciclo productivo.

 

La colibacilosis puede acarrear importantes pérdidas económicas. Por ello, es importante poner nombre y apellido a esta bacteria, siendo importante determinar tanto el patotipo como los factores de virulencia asociados al mismo (fimbrias, enterotoxinas) con el objetivo de aportar información sobre el grado de patogenicidad de la enfermedad.

El presente artículo se centra en el patotipo causante de diarrea postdestete, Escherichia coli enterotoxigénico (ETEC). Su mecanismo de acción está sumamente estudiado, aunque sigue habiendo cuestiones sin resolver. Un ejemplo es la severidad del proceso entérico, ya que varía considerablemente al tratarse de una enfermedad de carácter multifactorial.

PREVALENCIA DE E. COLI ENTEROTOXIGÉNICO (ETEC)

Entre las ETEC causantes de diarrea postdestete, el serotipo predominante a nivel mundial es O149 (Gyles et al., 2010).

Los factores de virulencia que se asocian a ETEC son principalmente las fimbrias o adhesinas F4 (K88) y F18 (Fairbrother et al., 2005). Estas van asociadas a diversas enterotoxinas que pueden ser termolábiles (LT) y termoestables (STa, STb, EAST1).

En España, los factores de virulencia más prevalentes según un estudio presentado en 2017 por Sánchez et al., son F4 y F18 asociados a las enterotoxinas mencionadas anteriormente.

factores de virulencia

Figura 1. Factores de virulencia asociados al patotipo de E. coli enterotoxigénico

ENFERMEDAD DE CARÁCTER MULTIFACTORIAL

Es necesario partir de la base de que la diarrea postdestete no se desarrolla por un solo motivo, sino que es una patología en la cual intervienen numerosos factores. Por ello, conviene recordar e incluso dividirlos en factores predisponentes, contribuidores y determinantes. La figura 2 resume el carácter multifactorial que caracteriza la enfermedad.

Figura 3. Factores asociados a la diarrea postdestete (Rhouma, 2017).

Atendiendo a las diferentes fases del ciclo de producción, el propio destete se considera causa directa de estrés en los lechones, por lo que es de especial importancia tratar de evitar en la medida de lo posible todo aquello que genere un estrés adicional. Se debe tener en cuenta que son numerosos los cambios que se producen durante esta fase del ciclo productivo (digestivos, sociales, nutricionales, ambientales…).

Tanto el sistema digestivo como el sistema inmune van a sufrir una serie de alteraciones y suele coincidir que la edad de los animales no es la idónea para que el proceso de destete se desarrolle con normalidad. El periodo de lactación en la naturaleza tiene una duración de unas 20 semanas (Jensen et al., 1992; Weary et al., 2007), por ello, la edad de destete es un factor a considerar ya que se suele realizar de forma temprana.

Hay estudios que demuestran que, al aumentar la edad de destete se consigue más tiempo para que el tracto gastrointestinal madure y que los lechones puedan adaptarse a una comida sólida durante el periodo previo al destete. Además, los destetes con más de 21 días de vida pueden derivar en una mejora del crecimiento (Main et al., 2004).

Figura 3. Efecto del destete a diferentes niveles.
Resumen adaptado de Bomba et al., 2014.

MECANISMO DE ACCIÓN DE E. COLI ETEC

La susceptibilidad de los cerdos a ETEC dependerá de la presencia de receptores para las fimbrias de la bacteria en el intestino del cerdo. Estos receptores permiten la adhesión de las fimbrias o adhesinas y la posterior colonización de la mucosa intestinal.

Los genes capaces de expresar las enterotoxinas que causarán la lesión intestinal se encuentran en los plásmidos de la bacteria (Nagy et al., 2005). La secreción de estas enterotoxinas da lugar a la secreción de agua y electrolitos a la luz intestinal desencadenándose una diarrea por hipersecreción.

ETEC

Figura 4. Mecanismo de acción de ETEC. Rhouma et al., 2017.

Finalmente, se acaba produciendo deshidratación, acidosis metabólica y la posible muerte del animal. La figura 4 muestra de forma gráfica el mecanismo de acción de ETEC.

IMPORTANCIA DE LA INMUNIDAD A NIVEL DE MUCOSA INTESTINAL

La barrera intestinal está integrada por elementos como las enzimas digestivas pancreáticas, el epitelio intestinal y las bacterias que constituyen la flora intestinal. No obstante, la barrera más efectiva está constituida por el tejido linfoide asociado al intestino (GALT) (Ramiro-Puig et al., 2008).

A nivel de mucosa intestinal, cobra especial importancia la inmunoglobulina A (IgA) puesto que es la más abundante y actúa como primera defensa. Sus funciones principales son:

  • Aglutinar y evitar la adherencia de patógenos a las células epiteliales
  • Neutralizar toxinas

La IgA predominante a nivel de mucosas es la IgA polimérica (80-90%). A modo de resumen, esta IgA polimérica (IgAp) es transportada hacia la luz intestinal mediante el siguiente mecanismo:

  1. La IgAp es transportada a la superficie de la mucosa mediante transcitosis epitelial.
  2. Se une al receptor de Ig poliméricas y se transporta a la luz intestinal mediante vesículas.
  3. En la misma luz intestinal se produce la fragmentación del receptor, quedando libre la IgAp junto con un componente secretor que la protege frente a las proteasas del medio.

En la figura 5 se ilustra este proceso.

epitelio

Figura 5. Transporte de IgA a través del epitelio hasta la luz intestinal. (Ramiro-puig et al., 2008).

La IgA presenta ventajas a nivel de mucosa intestinal en comparación con el resto de inmunoglobulinas:

  • Es mayoritaria a nivel de mucosa intestinal
  • Posee resistencia frente a la proteólisis intraluminal gracias a un componente secretor
  • También actúa a otros niveles (intraepitelial y subepitelial) captando así antígenos que atraviesan la barrera intestinal
  • Inhibe los efectos inflamatorios de otras inmunoglobulinas (IgG, IgM)

Concluyendo, para combatir las infecciones entéricas que cursan con lesiones a nivel de mucosa intestinal, hace falta una correcta protección en el lugar donde se ejerce la acción patógena, es decir, en la propia mucosa intestinal.

¿CÓMO PREVENIR LA APARICIÓN DE CASOS DE DIARREA POSTDESTETE?

Nutrición

Es importante favorecer el crecimiento de la microflora beneficiosa para que compita con la patógena a través de diferentes mecanismos, como el uso de prebióticos y probióticos, ácidos orgánicos, fuentes de proteína más digestibles, materias primas muy digestibles, etc.

Respecto al óxido de zinc, su utilización está en proceso de ser finalizada en un plazo de 5 años según indica la normativa vigente. Además, recientes estudios correlacionan un aumento de bacterias resistentes en la microbiota intestinal con la suplementación de Zinc en el pienso (Yazdankhah et al., 2014).

Manejo

Cuando se acerca el momento del destete, hay que prestar atención a las medidas que generen estrés innecesario en el lechón, como fomentar el consumo temprano de pienso en maternidad, evitar ayunos y sobrecargas posteriores y controlar la temperatura de la granja.

Bioseguridad e Higiene

Es importante realizar un correcto vacío sanitario, limpieza, desinfección y secado, utilizando el sistema todo dentro-todo fuera, así como un adecuado control de la calidad físico-química del agua. 

Antibioterapia

Como estrategia de prevención, hoy en día está poco indicada a largo plazo debido a la aparición de resistencias bacterianas y a una normativa vigente más restrictiva.

Es conveniente dejar su uso para el tratamiento una vez ya haya comenzado la sintomatología.

Inmunoprofilaxis pasiva

El plasma porcino secado por aspersión, concentrado de suero de leche, calostro desecado y huevos secos hiperinmunizados, son fuentes de proteína funcionales.

Aunque los mecanismos de acción no están completamente definidos, se cree que estimulan el consumo de alimento y protegen contra enfermedades.

Inmunoprofilaxis activa

Existen distintas vacunas para los diferentes patotipos existentes. Hay que destacar la importancia de la protección a nivel de mucosas para este tipo de patologías.

 

COLIPROTEC® F4-F18 INMUNOPROFILAXIS ACTIVA DE LA DPD* – UN EJEMPLO DE PREVENCIÓN

Anteriormente se ha mencionado la importancia de alcanzar una correcta inmunidad a nivel de mucosa intestinal. Además, la inmunización de mucosas genera inmunidad mucosal y sistémica, a diferencia de la inmunidad sistémica que no protege correctamente las mucosas (Fariñas, 2015).

A continuación, se presenta un caso clínico de diarrea postdestete causada por el patotipo de E. coli enterotoxigénico (ETEC). Se trata de un proceso clínico de diarrea tras el destete que ha sido controlado mediante uno de los métodos de prevención utilizados en la actualidad, la inmunización activa.

 

En este estudio se contó con la participación del equipo técnico de NUDESA, empresa productora de porcino del Noroeste de España.

*Prueba ELA1700420 en Shuttle Plus Elanco

Datos de la granja

Se trata de una multiplicadora de 450 cerdas, que produce hembras para reposición y machos para tostón, por lo que los machos se sacan al peso de 10 Kg de peso vivo aproximadamente.

Descripción del caso

Durante el año 2016 ocurre una patología intestinal en destete, especialmente grave provocada por Rotavirus, Salmonella y E. coli (patotipo ETEC).

En diciembre del 2016 se inician una serie de mejoras a varios niveles para controlar la patología entérica y a la vez quitar la colistina de los piensos de primeras edades:

  • Mejora de la salud intestinal de las cerdas gracias al programa iniciado en diciembre, y que empieza a verse en lechón en febrero-marzo, que incluye el uso de ácidos grasos de cadena corta y la acidificación del agua de la granja.
  • Cambios nutricionales en piensos de primeras edades, incluyendo un lactoiniciador sin medicar, un pre-starter de alta digestibilidad y baja proteína con 2.000 ppm de óxido de Zinc y un starter de características similares al pre-starter.
  • Cambios de manejo, entre los que destaca la modificación de la edad al destete de los 21 a los 28 días de vida.

Todos estos cambios logran controlar la diarrea de maternidad, pero los resultados en el destete siguen siendo muy aleatorios con procesos de diarrea constantes, incluso a punto de salir a las recrías.

En este momento se decide aplicar Coliprotec® vía oral a los lechones en la edad de 21 días:

  • Coliprotec® F4-F18 es una vacuna viva apatógena que contiene cepas de E. coli ETEC F4 y F18.
  • Se aplica directamente al lechón para estimular la inmunidad local a nivel de la mucosa intestinal y así conseguir inmunidad activa en el lugar de adhesión de los ETEC.
  • Debe aplicarse en lechones de más de 18 días de vida para asegurar la madurez del sistema inmunitario local.
  • Debe aplicarse un mínimo de 7 días antes de la aparición de diarreas en el destete para dar tiempo a que se cree una inmunidad adecuada (**).

** SPC Coliprotec® F4-F18

Para la prueba se comparan 10 lotes de destete pre-vacunación con 9 lotes de destete post-vacunación, lo que representa unos 1.750 lechones por grupo.

A continuación, se muestran los resultados obtenidos tras el estudio.

Respecto a la edad de destete, el número de lechones por lote, peso de entrada, días en el destete e incluso peso de salida, no hay diferencias significativas, aunque tanto el número de lechones como el peso de salida muestra una clara tendencia que puede ser significativa en cuanto aumenten el número de lotes analizados.

Sí que se observa una clara mejora de la mortalidad que se reduce en un 1,88% y la Ganancia Media Diaria que se incrementa en 67,57 gramos por lechón y día.

 

 

 

Según comenta el servicio técnico de la empresa “la granja a día de hoy permanece tranquila, con muy pocas bajas y sin necesidad de medicar en agua. Los crecimientos son muy buenos y no hay animales retrasados”.

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

La DPD es una enfermedad causada por E. coli ETEC, pero existen otros factores virales, nutricionales o de manejo (ver figura 2) que también provocan diarrea y pérdidas productivas en la transición.

También tenemos que pensar que a día de hoy, se nos pide un uso responsable de los antibióticos que implica una reducción en su utilización, o al menos que cuando se utilicen, sea en base a un diagnósticos clínico y/o laboratorial que justifique su uso, respetando siempre las indicaciones de etiqueta de cada producto.

Coliprotec® F4-F18 es una buena herramienta para que el veterinario de porcino la considere como uno de los cambios a realizar en una granja para control de la DPD con reducción de antibióticos.

En esta prueba en concreto, Coliprotec® F4-F18 ha sido clave para conseguir mejorar parámetros productivos y controlar la diarrea del destete.

** SPC Coliprotec® F4-F18

Coliprotec es una marca registrada de Prevtec Microbia Inc, comercializada bajo la licencia por Elanco, una división de Eli Lilly.

Las referencias estarán a disposición de quien las solicite

Leer más sobre colibacilosis porcina

En la actualidad, la producción porcina está centrada en producir de forma eficiente, por lo que los márgenes económicos son exigentes. Por esta razón, es importante estar actualizado para abordar de la forma más adecuada un caso de Colibacilosis, ya que su repercusión tanto sanitaria como económica puede llegar a ser elevada.

Existen muchos estudios económicos sobre el impacto de esta enfermedad. Las pérdidas económicas ascienden hasta 40 euros por cerda y año (Sjolund M et. al., 2014). A continuación, se lleva a cabo una revisión de la enfermedad con el fin de actualizar los procedimientos para el abordaje de esta patología.

ETIOLOGÍA

La Colibacilosis está causada por una bacteria Gram negativa llamada Escherichia coli:

  • Reside en el intestino sin causar ningún tipo de lesión.
  • Se divide en serotipos en función de los antígenos somáticos (O), capsulares (K), flagelares (H) y fimbriales (F).
  • Solamente una pequeña proporción se consideran patógenos.

Los serotipos se clasifican como patotipos en función de los mecanismos de virulencia que son los que caracterizan la forma en la que se va a desarrollar la enfermedad.

Las cepas de cada patotipo se clasifican como virotipos en función de la combinación de sus factores de virulencia.

A continuación, se resumen los diferentes patotipos y sus factores de virulencia a los que se asocia cada uno (fimbrias y enterotoxinas). Se hará especial hincapié en el patotipo E. coli enterotoxigénico.

Factores de virulencia

Figura 1. Patotipos y factores de virulencia a los que se asocian (Gyles C. et al., 2010).

¿CÓMO AFECTA AL DESTETE?

La colibacilosis es una enfermedad de carácter multifactorial, por lo que intervienen un gran número de factores desencadenantes. Entre ellos, el destete se considera crucial para el posterior desarrollo del aparato digestivo de un lechón.

Hay que destacar que el periodo de lactación en la naturaleza tiene una duración de unas 20 semanas (Jensen and Stangel, 1992; Weary et al., 2007). Por el contrario, en las explotaciones porcinas, esta duración se acorta a los 21 o 28 días de vida.

La microbiota intestinal del lechón lactante, que está principalmente compuesta por lactobacilus y estreptococos perfectamente adaptados al sustrato lácteo, va a sufrir un cambio en el momento del destete. Esto da lugar a una proliferación de coliformes y una reducción de lactobacilus.

La edad de los animales al destete y la ingesta de pienso seco durante el periodo de lactación van a ser factores a considerar.

El animal pasa de una dieta líquida (18-19% M.S.), caliente y distribuida en 15-20 tomas diarias, a una dieta seca (88% M.S.), fría y generalmente ad libitum, lo que suele derivar en ayuno durante las primeras horas.

La falta de ingesta y el cambio en la dieta provocan una disminución de la longitud de las vellosidades intestinales (Pluske et al., 2003) contribuyendo a una peor absorción de nutrientes.

La disminución del número de enterocitos maduros conlleva una menor actividad enzimática (Vente-Spreeuwenberg y Beynen, 2003). Además, tras el destete se produce una disminución en la capacidad de absorción del intestino grueso, contribuyendo al desarrollo de problemas posteriores.

Si a todo esto le sumamos una mezcla de animales de diferentes camadas y el factor estresante del propio proceso de destete, se facilita el desequilibrio en la fisiología del lechón.

Efectos del destete

Figura 2. Efecto del destete a diferentes niveles. Resumen adaptado de Bomba et al., 2014, Al Masri et al., 2015.

ENTENDER LA PATOGENIA, primer paso para abordar la enfermedad

Es importante conocer el mecanismo de acción de cada patotipo, ya que tanto los síntomas y lesiones como el tratamiento varían en gran medida.

La vía de entrada de E. coli es fecal-oral, siendo la bacteria capaz de llegar al intestino delgado donde se adhiere mediante diferentes mecanismos.

  • ETEC: se adhiere mediante adhesinas fimbriales. Una vez colonizada esta parte de intestino, es capaz de producir y liberar enterotoxinas que estimulan la secreción de electrolitos y agua hacia el lumen intestinal provocando una diarrea por hipersecreción.
ETEC

Figura 3. Mecanismo de acción de ETEC. Rhouma et al., 2017

  • STEC: produce toxina shiga (o vero toxina), abreviada como Stx2e o VT2e. Esta toxina es secretada al torrente sanguíneo donde se adhiere a los eritrocitos y daña las paredes de los vasos sanguíneos, por lo que provoca lesiones vasculares.
    • EPEC: sigue la misma dinámica ETEC, pero en vez de utilizar un mecanismo de adhesión basado en fimbrias posee proteína de membrana conocida como intimina (Eae), que se une a los enterocitos y provoca un efecto de barrido, dando lugar a una diarrea por malabsorción.

 

DESCRIBIENDO LOS SÍNTOMAS Y LESIONES

A modo de resumen, se adjunta a continuación una tabla donde se diferencian los posibles patotipos intestinales existentes para E. coli y sus principales síntomas y lesiones.

sintomas

Tabla 1. Principales síntomas y lesiones de los patotipos intestinales de E. coli.

Diagnóstico diferencial

Una vez obtenido el historial clínico de los animales, hay que establecer un diagnóstico diferencial de procesos compatibles. Para ello, conviene tener en cuenta los principales patógenos que inducen diarrea, ya sean agentes víricos, bacterianos o parásitos, así como factores nutricionales, tóxicos, etc.

¿CÓMO DIAGNOSTICAR UN PROCESO DE COLIBACILOSIS?

Es importante hacer un diagnóstico correcto de un proceso diarreico, tanto en maternidad como en fase postdestete. Hay que considerar que en animales sanos pueden encontrarse 25 cepas distintas de E. coli.

Cada gramo de heces puede contener 107 UFC de coliformes (Fairbrother et al.,2012).

Del mismo modo, existen ciertos virus que están presentes en el animal sano. Por lo que la correcta toma de muestras se hace indispensable para el diagnóstico:

  1. toma de muestras y diagnosticoRecogida de la muestra de heces. Lo ideal es obtener una muestra de heces de animales enfermos en fase aguda y que no hayan sido tratados con ningún antibiótico
  2. Cultivo selectivo. Gracias a las características morfológicas, bioquímicas y afinidad al medio de crecimiento es posible la identificación correcta de las colonias de E. coli. Complementar con antibiograma para el posterior tratamiento
  3. PCR múltiplex para determinar los factores de virulencia y enterotoxinas
  4. Si es necesario, realizar un diagnóstico paralelo de procesos víricos mediante PCR en heces y estudio histopatológico de intestino delgado de animales con síntomas claros de diarrea

ELEGIR EL TRATAMIENTO CORRECTO

Una vez realizado el correcto diagnóstico, los tratamientos orales vía agua y pienso son muy utilizados. Los tratamientos inyectables también se utilizan para combatir procesos de diarrea.

El uso racional de los antibióticos es indispensable, por lo que el antibiograma debe de realizarse conjuntamente con el diagnóstico. También es importante respetar el uso de acuerdo a la ficha técnica del medicamento elegido.

La sensibilidad antibiótica de E. coli varía dependiendo de cada antibiótico.

A continuación, se muestra la distribución de sensibilidades de acuerdo a una recopilación de resultados de sensibilidad antibiótica llevados a cabo por el servicio de Elanco en un total de 94 granjas españolas analizadas en un periodo aproximado de dos años (2015-2016).

Gráfico 1. Distribución de sensibilidad antibiótica para E. coli

Es conveniente el uso de rehidratantes orales ya que las células intestinales no se destruyen y siguen manteniendo capacidad de absorción. Así, se obtiene una mejora del estado del animal.

PROFILAXIS Y PREVENCIÓN, tendencias de futuro

Hay disponibles medidas de control destinados a reducir la colonización del intestino por parte de la bacteria. A continuación, se enumeran algunas de ellas.

Antibióticos

Hoy en día, la administración de antibióticos como estrategia de prevención está poco indicada a largo plazo debido a la aparición de resistencias bacterianas y a una normativa más restrictiva, por lo que es conveniente dejar su uso para el tratamiento una vez ya haya comenzado la sintomatología.

Óxido de zinc

El uso del óxido de zinc está muy extendido, pero, su utilización está en proceso de ser finalizada en un plazo de 5 años según indica la normativa vigente. Además, recientes estudios correlacionan un aumento de bacterias resistentes en la microbiota intestinal con la suplementación de zinc en el pienso (Yazdankhah et al., 2014).

Nutrición

Es importante favorecer el crecimiento de microflora beneficiosa para competir con la patógena a través de diferentes mecanismos, como el uso de prebióticos y probióticos, ácidos orgánicos, fuentes de proteína más digestibles, materias primas muy digestibles, etc.

Manejo

Se debe fomentar el consumo temprano de pienso en maternidad, evitando ayunos y sobrecargas posteriores, además de controlar la temperatura de la granja.

Bioseguridad

Las medidas de Bioseguridad incluyen un vacío sanitario adecuado, una limpieza, desinfección y secado correctas, y la aplicación del sistema Todo dentro – Todo fuera.

Calidad físico-química del agua

Tener una adecuada calidad del agua ayuda a prevenir casos de colibacilosis. Se pueden emplear métodos como la cloración del agua y su acidificación.

Inmunoprofilaxis pasiva

El plasma porcino secado por aspersión, el concentrado de suero de leche, el calostro desecado y los huevos secos hiperinmunizados son fuentes de proteína funcionales. Aunque los mecanismos de acción no están completamente definidos, se cree que estimulan el consumo de alimento y protegen contra enfermedades.

Inmunoprofilaxis activa

Existen distintas vacunas para los diferentes patotipos existentes.

En el caso de la Diarrea postdestete (DPD) causada por el ETEC, actualmente se encuentra en el mercado una vacuna de administración oral eficaz para E. coli F4 y F18Coliprotec® F4 F18.

Se trata de una vacuna viva que protege frente a la diarrea postdestete confiriendo una buena inmunidad intestinal,  reduciendo la incidencia de diarrea, la colonización bacteriana en intestino y la excreción fecal.

La administración es oral, lo cual permite obtener una buena protección a nivel de mucosa intestinal y además, al existir diversas formas de administración (individual, grupal) se facilita el manejo.

inmunoprofilaxis activa

El manejo de la Colibacilosis requiere un correcto entendimiento tanto de la epidemiología de la enfermedad como de su mecanismo de acción.

Por ello, hay que realizar un correcto diagnóstico para saber qué patógeno es el responsable de los síntomas y lesiones que se están observando.  Es necesario el aislamiento, virotipificación y estudio de susceptibilidad antibiótica de E. coli para posteriormente realizar el tratamiento que mejor se adecue a cada caso clínico...

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Introducción

La diarrea post-destete (DPD), es una de las mayores causas de pérdidas económicas en la industria porcina debido tanto a la mortalidad como a la reducción del crecimiento de los animales (Fairbrother et al., 2005). La principal causa de la enfermedad se debe a cepas de Escherichia coli conocidas como Escherichia coli enterotoxigénico (ETEC), las cuales tienen la capacidad de expresar diferentes tipos de fimbrias o adhesinas, además de toxinas (enterotoxinas).

Escherichia coli es una bacteria que reside en el intestino sin causar ningún tipo de lesión. Se divide en serotipos en función de los antígenos somáticos (O), capsulares (K), flagelares (H) y fimbriales (F). Solamente una pequeña proporción de serotipos se consideran patógenos. Estos serotipos se clasifican como patotipos en función de los mecanismos de virulencia que son los que caracterizan la forma en la que se va a desarrollar la enfermedad. Las cepas de cada patotipo se clasifican como virotipos en función de la combinación de sus factores de virulencia.

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Los diferentes patotipos de Escherichia coli enterotoxigénico asociados a la diarrea postdestete se asocian principalmente con las fimbrias F4 y/o F18 (Fairbrother et al., 2005). Generalmente, se producen una o más enterotoxinas; las más frecuentes son las toxinas termoestables (STa y STb) y la toxina termolábil (LT). Existe otra toxina que recibe el nombre de veroelanco2toxina o Shigatoxina (Stx2e) la cual se produce por cepas de ETEC F18. Principalmente es producida por el subtipo ETEC F18ab ya que ETEC F18ac produce toxinas STa, Stb y LT. Stx2e causa otro cuadro patológico conocido como enfermedad de los edemas. Es absorbida desde el intestino a la circulación causando un daño vascular en diversos órganos. El principal síntoma que se destaca en esta enfermedad es el edema de submucosa de mesocolon y estómago.

Existe la posibilidad de que puedan coexistir diversas cepas en un solo animal. Se ha llegado a identificar hasta 25 cepas de Escherichia coli en el tracto intestinal de un solo lechón (Hinton et al., 1985). Se suele encontrar, en ocasiones, en un brote particular de la granja o en un mismo cerdo, la asociación de la diarrea postdestete junto con la enfermedad de los edemas.

El gráfico 1 muestra los diferentes patotipos de Escherichia coli que existen junto con los factores de virulencia a los que se asocian.

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El porcentaje de lechones destetados que pueden sufrir diarrea postdestete es variable (25% a 50%). Aunque la mortalidad no suele superar el 10%, si no hay un buen tratamiento y/o prevención podría aumentar hasta un 25% ocasionando pérdidas económicas que pueden llegar a 40 euros por cerda y año (Sjolund M et. al., 2014).

Este hecho podría explicarse por diversos  factores, como la pérdida de anticuerpos que se produce en el momento del destete la cual contribuye significativamente a la susceptibilidad de infecciones entéricas por Escherichia coli (Deprez et al., 1986). Por lo tanto, la edad de destete se puede considerar como un factor de riesgo para el desarrollo de la enfermedad.

La diarrea postdestete (DPD) se ha observado a nivel mundial y, según la zona geográfica, van a predominar unos patotipos por encima de otros. (Fairbrother et al., 2000).

Materiales y métodos

 Desde mediados de junio del año 2015, Elanco Iberia comenzó un estudio de prevalencia de Escherichia coli enterotoxigénico y sus factores de virulencia en granjas de España.

Durante la elaboración del presente estudio se siguió en todo momento una guía de buenas prácticas de muestreo. Las normas incluidas en esta guía fueron las siguientes:

En primer lugar, se seleccionaron entre 1 y 3 corrales en los cuales los lechones destetados en fase pre-starter eran alimentados con pienso sin mediación alguna. De no ser así, ciertos Escherichia coli patógenos podrían haber sido enmascarados si el pienso que consumen los lechones llevara incorporado ZnO u otras medicaciones. Por otro lado, sobre cada muestra positiva a Escherichia coli por cultivo, se realizó el pertinente antibiograma que hubiera sido alterado en el caso de que los lechones hubieran recibido algún tipo de tratamiento.

El envío de las muestras fue acompañado por un cuestionario epidemiológico en el que se reflejaron datos como el tipo de síntomas de la granja, el proceso de toma de muestras, tratamientos llevados a cabo previamente y datos referentes a la alimentación de los cerdos. A parte del ZnO, se tuvieron en cuenta otros factores como la presencia de altos niveles de proteína en el pienso, agentes acidificantes y el uso de plasma; lo que se podía producir era un retraso en la aparición de las diarreas, de hasta 6-8 semanas postdestete.

Se tomaron una media de 2,8 hisopos rectales con medio enriquecido por granja. La toma de muestras se realizó en las primeras 24 horas de la aparición de las diarreas, tras la obtención de las muestras, éstas se remitieron al laboratorio de referencia bajo refrigeración y en el menor tiempo posible.

El proceso diagnóstico realizado en cada muestra es el siguiente:

En primer lugar, se realizó un cultivo bacteriológico general y selectivo a partir de las torundas rectales remitidas por el veterinario responsable de la explotación. En aquellos cultivos donde se detectó crecimiento de colonias compatibles con Escherichia coli, se procedió a la detección de sus factores de virulencia. Para ello, se enviaron los cultivos al IZSLER, donde se realizó un diagnóstico de los factores de virulencia de Escherichia coli asociados a Escherichia coli enterotoxigénico (ETEC). El método de diagnóstico consistió en la realización de una PCR múltiplex para la detección de las enterotoxinas STa, STb y LT, así como las fimbrias F4, F18, F5, F6 y F41.

Siguiendo las pautas anteriormente explicadas, se pudo realizar un correcto diagnóstico de las diferentes cepas de Escherichia coli en las diferentes granjas analizadas.

Desde el punto de vista legislativo, existe una gran concienciación por el uso responsable de antibióticos, principalmente destacando la reducción de los niveles de colistina.

Se puede establecer el estado sanitario de la granja y a partir aquí, decidir las medidas que se van a llevar a cabo para lograr una adaptación a la nueva legislación, lo que supone un nuevo reto en la producción porcina.

Tras la obtención de los resultados se estableció un mapa de prevalencias de ETEC en España. La figura 3 muestra el porcentaje de granjas muestreadas según la comunidad autónoma.

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Figura 3. Porcentaje de granjas analizadas por comunidad autónoma. 

La distribución territorial de las mismas es variable, concentrándose principalmente en la zona sur (21,6%), así como la noreste (36,2%) y centro de España (20,4%). El censo mayoritario donde se realizó el muestreo se concentró en Cataluña, Murcia y Aragón con un 24,9%, 18,4% y 16,2% respectivamente.

Resultados

Hasta el momento se han muestreado un total de 166 granjas. Se han obtenido un total de 470 muestras (2,8 muestras por granja).  En la tabla 1 se muestra a modo de resumen las diferentes prevalencias que se ha diagnosticado. En la primera columna aparecen los porcentajes de los diferentes patotipos de ETEC teniendo en cuenta aquellas granjas en las que no se ha encontrado Escherichia coli, mientras que en la segunda columna se descartan aquellas granjas negativas a la bacteria.

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Los resultados obtenidos hasta ahora muestran una prevalencia de granjas positivas a Escherichia coli F4 del 21,08%. Si tenemos en cuenta sólo aquellas granjas en las que se ha aislado algún tipo de Escherichia coli, el porcentaje se eleva a un 32,11%.

Esta prevalencia se debe a que hay un porcentaje relativamente alto de granjas negativas, es decir, granjas donde aun habiendo síntomas de diarrea en lechones destetados, no se ha encontrado ningún tipo de Escherichia coli.

Según los resultados que figuran en la anterior tabla, las cepas más prevalentes para el patotipo ETEC serían, en primer lugar, ETEC positivo a F18 y en segundo lugar estaría ETEC positivo a F4 con un 30,72% y 21,08% de prevalencia. La proporción de infección mixta causada por ETEC F18 y ETEC F4 sería de un 9,64%. El porcentaje de variantes ETEC F5, ETEC F6 y ETEC F41 se ha hallado en muy baja proporción (4,22%) en comparación con las anteriormente mencionadas ya que el momento de muestreo se realiza en edad de postdestete y estos patotipos se asocian principalmente a la diarrea neonatal.

Se puede observar el gráfico 2 en el que se muestra el porcentaje de las diferentes cepas de ETEC diagnosticadas hasta el momento.

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En comparación, si se analizan únicamente aquellas granjas en las que se ha aislado Escherichia coli la prevalencia fue la mostrada en el gráfico 3.

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Con este gráfico se observó de forma clara la distribución de los patotipos de ETEC. Se observa que la mitad de las granjas son positivas a ETEC F18, mientras que un 32% lo son para ETEC F4.

Las variantes de Escherichia coli enterotoxigénica más frecuentemente encontrados fueron, ETEC positivo a F18 STa/STb/LT, y ETEC positivo a F4  STb/LT.

  • Prevalencia ETEC y número de muestras

Según el total de muestras analizadas (470 muestras), los resultados de prevalencia fueron de un 20,27% para ETEC F4 y 26,58% para ETEC F18. En las muestras positivas a Escherichia coli los resultados fueron 35,10% y 46,03% respectivamente.

Del mismo modo, el resultado porcentual en función del número de muestras, se estableció una mayor prevalencia en el caso de ETEC F18 seguido de ETEC F4 con un 28% y 22% respectivamente. Siguió siendo frecuente encontrar muestras que tras ser analizadas no muestran ningún tipo de ETEC (42,26%).

El gráfico 4 muestra los resultados obtenidos con respecto al número de muestras. Hubo un elevado porcentaje de muestras donde no se halló ningún tipo de Eschericha coli. Probablemente se deba a una inadecuada toma de muestras ya que en algunos casos se muestrearon animales medicados con ZnO y antibióticos.

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En aquellos casos donde la diarrea presente en transición era de difícil control se practicó el correspondiente antibiograma, revelando que los antibióticos que muestran un mayor porcentaje de sensibilidad frente a Escherichia coli son Ceftiofur, Amoxicilina+Clavulánico y Marbofloxacina (81,2%, 75,4% y 40,6% respectivamente).

Por otro lado, los antibióticos que más resistencias han mostrado frente a la bacteria han sido varios, principalmente Espectinomicina, Ampicilina y Amoxicilina con un 100%, 97,1% y 95,7% respectivamente. En la tabla 2 se muestran los porcentajes de sensibilidad de Escherichia coli para diferentes antibióticos. La sensibilidad a cada antibiótico se divide en tres grupos: resistente, intermedio y sensible.

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Respecto a la presencia de virus en las muestras, se realizó diagnóstico en aquellas granjas donde se sospechaba que pudiera ser la causa de las diarreas, hallándose hasta el momento resultados positivos a GETv y Rotavirus.

Discusiones

Los resultados hallados hasta ahora muestran una mayor prevalencia de ETEC F18 con respecto a ETEC F4 (21,08% vs 30,72%). Si revisamos en la bibliografía, existen resultados dispares entre las prevalencias para ETEC F18 y ETEC F4.

El estudio de Luppi A. et al., (2012) el cual comenzó en el año 2002 y duró hasta 2012. Aislaron un total de 614 muestras de Escherichia coli hemolítico. Los resultados mostraron que la prevalencia de Escherichia coli positivo a F4 comenzó siendo de un 89,8% en 2002 disminuyendo hasta un 64,4% en 2012. La prevalencia de Escherichia coli positivo a F18 aumentó de un 10,2% en 2002 hasta un 35,6% en 2012. Este estudio indica que la prevalencia de Escherichia coli F4 ha ido disminuyendo a lo largo de los años, mientras que la de Escherichia coli F18 ha aumentado significativamente (p< 0.01).

Estudios puntuales, como el llevado a cabo por Moreno M. et al. (2011) en Brasil, mostraron una prevalencia mayor en el caso de Escherichia coli positivo a F4 respecto a Escherichia coli positivo a F18 (43,48% vs. 39,13%).  Nagy B. et al. (1990) detectaron una mayor prevalencia de ETEC F4 (61%) en un total de 59 granjas con diarrea postdestete. Del mismo modo, en Dinamarca, Frydendahl et al. (2002) obtuvieron ETEC F4 y ETEC F18, con un 44,7% y 39,3% respectivamente. Esto concuerda con lo obtenido en USA por Zhang W. (2007), ya que obtuvieron prevalencias de 64,6% para ETEC F4 y 34,3% para ETEC F18.

Por el momento, la situación en España difiere de los estudios anteriormente mencionados, ya que no siguen la misma distribución de prevalencias. Aunque la diferencia entre ETEC positivo a F4 y ETEC positivo a F18 sigue un patrón parecido como muestran los otros estudios (9,64% de diferencia).

Otros estudios, se ajustan más al caso de España ya que se hallaron mayores prevalencias de ETEC positivo a F18 como está ocurriendo hasta ahora en nuestro país.

El estudio llevado a cabo por Karen W. et al. (2000) en Carolina del Norte obtuvo una prevalencia de ETEC 18 mayor, con un 53,14% mientras que ETEC F4 resultó en un 50,3%. Del mismo modo, en Vietnam, otro estudio llevado a cabo por Do NT et al. (2006) mostró un mayor porcentaje de ETEC positivo a F18 respecto a ETEC positivo a F4 (48,15% vs. 18,52%).

Si analizamos los resultados obtenidos para ETEC positivo a F5, F6 y/o F41 la prevalencia es mucho menor (4,22%) que para ETEC positivo a F18 y ETEC positivo a F4. Como se ha mencionado en apartados anteriores, probablemente se deba al momento de la toma de muestras, ya que ETEC F5, F6 Y F41 se asocian principalmente a la diarrea neonatal. En este caso las muestran se recogen de lechones destetados.

En China, Xuefeng Q. et al., tomaron muestras de diarrea desde el año 2008 al 2010 en lechones con diarrea neonatal y lechones con diarrea postdestete (1 a 50 días de edad). Obtuvieron un 60,2% de ETEC positivo a F5, pero de este porcentaje el 52% correspondía a muestras de diarrea neonatal.

La mayoría de diarrea postdestete se vio causada por ETEC F18 (14,4%) y ETEC F4 (9,6%).

Por otro lado, se ha hallado un elevado porcentaje de granjas negativas a Escherichia coli aun teniendo síntomas compatibles con esta bacteria. Aunque ha habido una disminución de granjas negativas a Escherichia coli desde noviembre de 2015 hasta abril de 2016 (34% vs 30%), hay que seguir incidiendo en las buenas prácticas de muestreo ya que se podría pensar que este porcentaje de granjas negativas son en realidad falsos negativos. Se necesita ser muy preciso en la toma de muestras para evitar estos casos ya que se podrían estar enmascarando ciertos Escherichia coli patógenos.

La tabla 3 recoge las prevalencias ETEC F4 y ETEC F18 de los estudios anteriores y los compara con los datos obtenidos hasta el momento en España.

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Conclusiones

Importancia de las buenas prácticas de muestreo: es crucial que la toma de muestras se realice según se ha descrito anteriormente. Uno de los objetivos del presente estudio es evitar un diagnóstico erróneo. Por ello, hay que saber cuándo, cómo y qué medidas tomar a la hora de recoger la muestra.

Como se ha mencionado con anterioridad, se observa un alto porcentaje de granjas negativas a Escherichia coli en las que existen casos de diarrea compatible con la misma. En la fase de producción en la cual se realiza el muestreo suele haber un alto consumo de antimicrobianos, lo cual dificulta un correcto diagnóstico de Escherichia coli. Por otra parte, hay que tener un historial de la granja para poder descartar procesos víricos ya que en aquellas granjas que presenten problemas de este tipo sería interesante hacer un diagnóstico encaminado a patología vírica.

Las cepas dominantes de Escherichia coli enterotoxigénica son capaces de cambiar de un patotipo a otro en una misma granja a lo largo del tiempo, por lo que conviene hacer diagnósticos periódicos de las granjas para tener los datos fiables de los patotipos implicados en cada explotación.

Prevalencia de ETEC positivo a F18 y ETEC positivo a F4: la prevalencia obtenida hasta ahora de los diferentes factores de virulencia de Escherichia coli enterotoxigénico en Iberia muestra que hay una mayor proporción de ETEC positivo a F18 en comparación con ETEC positivo a F4.

Toxinas: hasta el momento se ha encontrado una gran diferencia de prevalencias respecto a las toxinas que se asocian a cada ETEC.

En el caso del presente estudio, ETEC F18 es productor en la mayoría de los casos de las toxinas STa/STb/LT, mientras que ETEC F4 produce principalmente toxinas STb/LT.

Antibiograma: se ha podido observar el alto porcentaje de resistencias que muestran en general la mayoría de antibióticos. Según datos obtenidos, solamente dos antibióticos de un total de 13 pueden ser útiles para tratar la diarrea postdestete. Sin embargo, estos datos han de ser estudiados y ampliados según avanza el estudio.

Se hace necesario promover desde Elanco el uso responsable de antibióticos con el fin de evitar en la medida de lo posible estas resistencias. Por ello, llevar a cabo un buen diagnóstico y tratamiento de la DPD es crucial para evitar en la medida de lo posible la aparición de estas resistencias.

Otros patógenos: Se ha observado durante el proceso de muestreo que hay un cierto porcentaje de granjas en las que se ha detectado la presencia de ciertos virus intestinales que causan diarrea en postdestete. Valdría la pena llevar a cabo diagnósticos víricos en aquellas granjas en las que el cuestionario epidemiológico no sea demasiado preciso.

El estudio de prevalencia de Escherichia coli en España, llevado a  cabo por Elanco Iberia, ha permitido obtener un gran número de datos. Es un proceso largo que se ha de continuar para obtener el mayor número de prevalencias de Escherichia coli enterotoxigénica en España.

Referencias

  1. Chapman, T.A., Wu X.Y., Barchia I., Bettelheim K.A., Driesen S., Trott D., Wilson M.,  Chin, J.J. (2006). Comparison of virulence gene profiles of Escherichia coli strains isolated from healthy and diarrheic swine.
  2. Deprez P., Van den hende C., Muylle E., and Oyaert W. (1986). The influence of the administration of sow’s milk on the postweaning excretion of hemolytic e.coli in the pig.
  3. Do N.T., Cu H.P., Van T.H., Tran T.P.,  Trott D. (2006). Virulence factors of e. coli isolates obtained from pigs with post-weaning diarrhea or oedema disease in Vietnam.
  4. Fairbrother J.M., E. coli associated post-weaning diarrhea. Etiology, clinical signs and risk factors.
  5. Fairbrother J.M., Higgins R., Desautels C. (2000). Trends in pathotypesand antimicrobial resistance of E. coli isolates from weaned pigs.
  6. Fairbrother J.M., Nadeau E, Gyles C.L. (2005). Escherichia coli in postweaning diarrhea in pigs: an update on bacterial types, pathogenesis, and prevention strategies.
  7. Frydendahl K. (2002). Prevalence of serogroups and virulence genes in Escherichia coli associated with post-weaning diarrhoea and edema disease in pigs and a comparison of diagnostic approaches.
  8. Gyles C.L., Fairbrother J.M. 2010.  Pathogenesis of Bacterial Infections in Animals, Fourth Edition.
  9. Hinton M., Hampson D.J., Hampson E., Linton A.H. (1985). A comparison of the ecology of Escherichia coli in the intestine of healthy unweaned pigs and pigs after weaning.
  10. Karen W., Bosworth B., Knoth J., BS. (2000). Frequency of virulence factors in Escherichia coli isolated frompigs with postweaning diarrhea and edema disease in North Carolina.
  11. Limm T.M., Fitt L.R., O’Meara R.L., Vanderfeen A.M. (2013). Analysis of twelve E.coli virulence genes observed in Australia in 2012 and 2013.
  12. Luppi  A., Bonilauri P., Gherpelli Y., Rosamilia A., Biasi G., Maioli G., Dottori M. (2012). Prevalence of F4 hemolytic Escherichia coli isolated from pigs with post-weaning diarrhoea.
  13. Moreno F.,  Piñeyro P.,  Aníbal G. (2011). Frequency of E. coli ETEC positive for K88 fimbriae (F4) in farms with postweaning diarrhea in Brazil.
  14. Nagy, B., Casey, T.A., Moon, H.W. (1990). Phenotype and genotype of Escherichia coli isolated from pigs with post-weaning diarrhoea in Hungary.
  15. Sjolund M. (2014). Financial impact on pig production III: Gastrointestinal disorders.
  16. Xuefeng Qi., Huang N., Zhao B., Wang C., Zhao X. (2012). Prevalence of serogroups and genotypes for fimbriae and enterotoxins in Escherichia coli isolated from diarrheic piglets in western China.
  17. Zhang W., Zhao M., Ruesch L., Omot A., Francis D. (2007). Prevalence of virulence genes in Escherichia coli strains recently isolated from young pigs with diarrhoea in the US.
  18. Zimmerman J.J., Karriker L.A., Ramirez A., Schwartz K.J., Stevenson G.W. (2012). Diseases of Swine.

 

¿Cómo afrontar el reto de las resistencias antimicrobianas?

Miguel Claver y Rosa Gil, veterinarios de Elanco Spain, S.L.U., responden a las diez preguntas que se plantean con más frecuencia los profesionales del sector porcino.