Por primera vez se emplean cerdos como modelo para el estudio de la tuberculosis humana

La Unidad de Tuberculosis Experimental (UTE) de la Fundación Institut d’Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol (IGTP) ha desarrollado en colaboración con el CReSA un nuevo modelo experimental con Mycobacterium tuberculosis en minipigs. Esto permitirá conocer mejor la tuberculosis en personas y establecer métodos para combatirla.

La tuberculosis (TBC), producida por M. tuberculosis, está considerada como una de las enfermedades infecciosas más prevalentes del mundo. Se ha estimado que cada año aparecen hasta 100 millones de nuevos casos de infecciones latentes de tuberculosis (LTBI), lo que supone que un tercio de la humanidad (más de 2500 millones de personas) puede tener ya LTBI. La progresión del estado latente a una infección activa es relativamente baja (5-25% de las personas infectadas); sin embargo, este bajo porcentaje representa la aparición de 9 millones de casos nuevos al año de TBC.

Con el objeto de conocer mejor la tuberculosis en personas y poder establecer métodos profilácticos y de tratamiento más efectivos se han usado diferentes modelos experimentales, entre ellos el ratón, el conejo, la cobaya o el macaco. Sin embargo, el parénquima pulmonar humano se estructura de un modo diferente, siendo sólo comparable con ciertos animales como el cerdo. La UTE en colaboración con el CReSA ha desarrollado por primera vez un nuevo modelo experimental con M. tuberculosis en minipigs.

Imatge de minipigs allotjats a l’estabulari NBS3 del CReSA

Imagen de minipigs alojados en el estabulario NBS3 del CReSA  

Lesions en pulmó de porc provocada per M. tuberculosis

Lesiones en pulmón de cerdo provocada por M. tuberculosis

 

Las modernas y preparadas instalaciones del CReSA, así como su personal técnico e investigador, han permitido el desarrollo de este nuevo modelo experimental. En este modelo, los animales fueron infectados transtorácicamente con una dosis baja de M. tuberculosis. Tanto el alojamiento de los minipigs como el trabajo desarrollado en los laboratorios por el personal del centro se han llevado a cabo en un ambiente controlado de nivel de bioseguridad 3.

Aparte del exhaustivo estudio de la fisiopatología de la enfermedad, investigadores del CReSA evaluaron las respuestas inmunológicas de tipo celular y humoral, en: 1) animales infectados, 2) animales infectados y tratados con Isoniazida y 3) animales infectados y tratados con Isoniazida más dos dosis de una vacuna basada en fragmentos de M. tuberculosis. Los análisis inmunológicos se realizaron mediante ELISPOT de IFN-γ y ELISA para la detección IFN-γ, TNF-α, IL-4, IL-10 e IL-12, frente a 4 antígenos del patógeno (PPD, ESAT-6, 85B y 16KDa) y frente a una cepa atenuada (BCG). Para el estudio de la respuesta humoral, se desarrolló un ELISA homemade capaz de detectar los anticuerpos creados frente a PPD.
Los resultados del estudio han sido recientemente publicados en la prestigiosa revista PLoS ONE (Gil O, Díaz I, Vilaplana C, Tapia G, Díaz J, Fort M, Cáceres N, Pinto S, Caylà J, Corner L, Domingo M, Cardona PJ. Granuloma encapsulation is a key factor for containing tuberculosis infection in minipigs. PLoS One. 2010 Apr 6;5(4):e10030. PubMed PMID: 20386605; PubMed Central PMCID: PMC2850319).

Conclusiones

  1. El desarrollo de este nuevo modelo experimental de infección tuberculosa supone un impulso clave en el conocimiento de la enfermedad, aportando a la comunidad científica una nueva herramienta para entender su fisiopatología.
  2. Se establece un primer paso en la demostración de la Hipótesis Dinámica. Dicha hipótesis sostiene que el patógeno no está en un estado pasivo (latente) en el tejido pulmonar, si no que continúa reproduciéndose. Este fenómeno causa constantes lesiones que no son detectables en las radiografías de tórax (método de diagnóstico rutinario para determinar una tuberculosis activa), pero que sí se han podido observar en el presente estudio. Hasta la fecha, estas lesiones no se habían podido visualizar en otros modelos experimentales (ratón, cobaya o macaco).
  3. Las lesiones rodeadas de fibras de colágeno parecen reducir significativamente la capacidad de movimiento de las bacterias y por tanto su capacidad de producir reinfecciones. Este fenómeno podría explicar porque sólo el 10% de infectados enferman.
  4. La respuesta inmunológica predominante frente al patógeno fue del tipo Th1. El uso terapéutico de la vacuna basada en fragmentos de M. tuberculosis incrementó las respuestas Th1 y de anticuerpos (humoral), reduciéndose el número de lesiones en el pulmón.

Para contactar con los autores de este artículo:

Ivan Díaz Luque                   
Investigador
E-mail: ivan.diaz@cresa.uab.cat
Teléfono: +34 93 581 10 46                
Edifici CReSA. Campus UAB         
08193 Bellaterra (Barcelona) Spain      

Mariano Domingo Álvarez                    
Director CReSA                                  
E-mail: mariano.domingo@cresa.uab.cat
Teléfono: +34  93 581 44 92            
Edifici CReSA. Campus UAB          
08193 Bellaterra (Barcelona) Spain

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