Uso de herramientas de análisis epidemiológico y técnicas de caracterización molecular para guiar los programas de erradicación de la tuberculosis bovina

Tesis Doctoral defendida por Pilar Pozo Piñol en el Centro VISAVET de la Universidad Complutense de Madrid

17 de diciembre de 2020

La tuberculosis bovina (TBb) es una enfermedad zoonósica de gran relevancia en la interfaz ser humano-animal-medio ambiente causada por las especies bacterianas Mycobacterium bovis y -en menor medida- M. caprae. La TBb tiene un gran impacto en la salud y bienestar animal, además de las graves consecuencias económicas que su presencia provoca en la producción y el comercio de ganado. A pesar de la aplicación de exhaustivas medidas de control, la prevalencia de la TBb es elevada en ganado y especies salvajes en varias regiones de España. Los programas de erradicación se basan en la aplicación rutinaria de estrategias de diagnóstico y sacrificio, empleando principalmente la prueba de la intradermotuberculinización (IDTB), el test de detección de interferón gamma (IFN-γ) complementario en rebaños infectados y la inspección post-mortem en matadero. La erradicación de la TBb a nivel de rebaño resulta compleja debido a diversos factores entre los que se incluyen la limitada sensibilidad de las pruebas diagnósticas disponibles, el riesgo de introducción de animales infectados no detectados, la proximidad a granjas positivas y el contacto con reservorios salvajes infectados. La presente tesis doctoral se basa en la aplicación de diversas herramientas analíticas como el análisis de redes sociales, modelos epidemiológicos y técnicas de secuenciación masiva para cuantificar la relativa importancia de los factores de riesgo que afectan el control de la TBb en España.

El capítulo 1 comprende la caracterización de la red de movimientos de ganado bovino en Castilla y León, área de elevada prevalencia de TBb en España, y el estudio del posible rol de los movimientos entre granjas en el patrón observado de los casos de TBb entre 2010 y 2015 en la región. Se observó un elevado grado de heterogeneidad en los patrones de contacto entre las granjas, ya que la mayoría de las unidades mantuvieron pocas conexiones con otras granjas, pero una pequeña proporción estuvo altamente conectada, lo que podría convertirlas en focos de alto riesgo en la transmisión de la TBb. A pesar de que las granjas positivas no estuvieron directamente conectadas a través de movimientos de ganado con otras granjas positivas más allá de lo esperado por azar, sí estuvieron más conectadas con otras unidades y movieron un mayor número de animales que las granjas negativas, lo que sugiere una asociación entre los movimientos de ganado y la TBb. Además, se detectó un claro patrón de agregación espacial de granjas positivas, de tal manera que hubo 27 veces más granjas positivas situadas en la proximidad de otras granjas positivas en un radio de 10 kilómetros de lo esperado por azar.

El capítulo 2 incluye el estudio de los factores que contribuyen a la persistencia de la TBb en los rebaños positivos en Castilla y León. En él se evalúa el impacto de características propias del rebaño y de variables específicas de episodios de TBb en el riesgo de desarrollar brotes particularmente largos y convertirse en rebaños crónicamente infectados (brotes de duración ≥784 días) empleando análisis de supervivencia y modelos de regresión múltiple. La provincia de origen y la prevalencia a nivel de municipio, el tipo productivo, el tamaño de rebaño, la entrada de animales en los tres años anteriores al inicio del brote y el número de reactores y animales confirmados por cultivo en el inicio del brote estuvieron asociados con una mayor duración de los brotes de TBb. En cambio, el tipo productivo de la granja no estuvo asociado con la cronicidad en el rebaño una vez infectado.

En el capítulo 3 se evalúa la relativa eficiencia de la vigilancia en matadero para detectar la TBb y confirmar la enfermedad en los animales positivos y negativos a las pruebas ante-mortem (y aquéllos sin resultados a las pruebas) sacrificados en los mataderos de Castilla y León entre 2010 y 2017 empleando modelos mixtos multivariable. La probabilidad de detección de lesiones compatibles con TBb en los animales reactores estuvo asociada con el tipo de la unidad de origen, la raza y edad del animal y la época de sacrificio, mientras que esta última no afectó en los animales negativos (o sin datos). Se detectó una considerable heterogeneidad en las tasas de detección y confirmación de TBb entre los mataderos de la región, siendo más evidente la primera en los animales reactores. Sin embargo, las características evaluadas no contribuyeron a dicha variabilidad, lo que sugiere que la inspección post-mortem no es uniforme entre los mataderos.

El capítulo 4 incluye la caracterización de la diversidad genómica de las cepas de M. bovis recuperadas de diferentes especies animales y regiones de España pertenecientes al espoligotipo prevalente SB0339. La reconstrucción de las relaciones filogenéticas entre las cepas reveló una relativamente elevada diversidad genética. Sin embargo, esta heterogeneidad estuvo asociada en mayor medida a la región que al hospedador, ya que las cepas recuperadas de ganado bovino y especies salvajes estuvieron relacionadas de manera más estrecha dentro de cada provincia comparado con las cepas de la misma especie pero geográficamente distantes. Se detectó una limitada divergencia genética entre las cepas procedentes de la mayoría de los rebaños analizados y recuperadas en un periodo de hasta 10 años. Asimismo, se identificaron distancias genéticas reducidas entre cepas de diferentes hospedadores, lo que sugiere que la interacción entre el ganado bovino y los reservorios silvestres representa un importante rol en el mantenimiento de la TBb.

El enfoque multidisciplinar presentado en esta tesis demuestra que la aplicación combinada de herramientas de carácter epidemiológico y molecular resulta muy valiosa en el complejo escenario que representa la TBb en España, especialmente en áreas endémicas. La caracterización del potencial riesgo que presentan los movimientos para actuar como fuentes de TBb, la identificación de los factores que influyen en su persistencia en áreas de alta prevalencia, la variabilidad en la detección en matadero y confirmación laboratorial, así como la diversidad genética, a menudo limitada, de las cepas de M. bovis en diversas especies animales ponen de manifiesto la necesidad de incorporar estrategias integradas de control de la TBb tanto en ganado bovino como en reservorios silvestres en España.