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Archivos de medicina veterinaria

versión impresa ISSN 0301-732X

Arch. med. vet. v.31 n.2 Valdivia  1999

http://dx.doi.org/10.4067/S0301-732X1999000200012 

Diarrea neonatal porcina. Aislamiento de cepas de
Escherichia coli toxigénicas productoras de STa, LT y VT1

Neonatal diarrhoea of piglets. Isolation of toxigenic
Escherichia coli strains producing STa, LT, and VT

J. ZAMORA, M.V.; G.REINHARDT, M.V.,Dr med.vet.;M. POLETTE, T. M.; P. MACIAS, T. M.

Instituto de Microbiología, Facultad de Ciencias, Universidad Austral de Chile, casilla 167, Valdivia, Chile.

E-MAIL: jzamora@uach.cl

SUMMARY

Toxigenic Escherichia coli strains play an important role in the genesis of the enteric colibacillosis of swine., For this reason these mircoorganisms was investigated in faeces of piglets with diarrhoea.

A total of 79 (27.3%) toxigenic Escherichia coli strains were isolated, of which 46 (58.2%) were STa, 20 (25.3%) LT and 13 (16.5%) VT. Five out of 13 VT strains synthesised VT1, 3 VT2 and 5 expressed VT1 and VT2 simultaneously. One strain that synthesised both VT1 and VT2 belonged to the serotype O149: K91; K88 and 2 strains STa+ corresponded to the serotypes O9: K35. The other one belonged to O149: K91.

Palabras claves: Diarrea neonatal, cerditos, E. coli.

Key words: Neonatal diarrhoea, piglets, E. coli.

INTRODUCCION

La diarrea de los cerdos jóvenes es uno de los principales problemas que afecta a las explotaciones porcinas, enfermedad que puede ser causada por muchos agentes a los que se asocian factores predisponentes que contribuyen a aumentar la severidad de los brotes (Webster, 1981). Entre esta variada etiología, las infecciones por Escherichia coli revisten gran importancia, jugando un destacado papel las cepas que producen toxina termoestable (ST) y termolábil (LT), como también las que sintetizan diferentes tipos de verotoxinas (VT). Las dos primeras son enterotoxigénicas (ECET) y la tercera se conoce por E. coli verotóxicas (ECVT), dada su capacidad tóxica para la línea celular Vero (Appel y col., 1989; Fairbrother, 1993).

Las enterotoxinas actúan en el intestino alterando su fisiología normal, causando un incremento del contenido acuoso en el lumen intestinal y reduciendo su absorción, lo que conduce a deshidratación, acidosis e hiponatremia (Webster 1981; Gyles, 1993). A su vez, las verotoxinas (VT1 y VT2, esta última incluye variantes) inhiben la síntesis proteica en las células eucarióticas por inactivación de la subunidad ribosomal 60 S, por lo que se inhibe el factor de elongación 1 (FE-1) (Takeda, 1995). Pueden causar, también, diarreas con o sin hemorragias y otras cepas producen alteraciones neurológicas (Francis y col., 1989; Christopher-Hennings y col., 1993).

En atención a la importancia que revisten estas toxinas en la patogénesis de la colibacilosis entérica de porcinos, el presente estudio tiene por objetivo investigar la capacidad de producir STa, LT y VT por las cepas de E. coli aisladas de lechones con enteritis.

MATERIAL Y METODOS

Se tomaron muestras de fecas a 289 cerditos diarreicos de hasta 40 días de edad, pertenecientes a diferentes criaderos de las zona central y sur de Chile, las que se sembraron en placas de Agar Eosina Azul de Metileno (Difco) y se incubaron a 37º C por 24 h. Se seleccionaron aquellas placas que exhibían un desarrollo de al menos 80% de colonias sospechosas de tratarse de E. coli (Schudel, 1985), las que se replicaron, purificaron e identificaron morfológica, bioquímica y fisiológicamente.

Para la obtención de las toxinas, las cepas de E. coli se sembraron en Caldo Tripticasa de Soya (Difco) e incubaron a 37º C por 18 h en Baño María con agitación mecánica (150 ciclos por minuto). A continuación, el cultivo se centrifugó en refrigeración por 15 minutos a 5.000 x G, utilizando el sobrenadante para la detección de ST y el sedimento para LT y VT.

El sobrenadante obtenido para pesquisar ST se filtró por filtros Sartorius de 0.20 mm y se probó en lotes de 3 ratones de la cepa Rockefeller de hasta 3 días de edad. Se inocularon por vía oral, 100 ml del filtrado a cada ratón y se continuó como se describió con anterioridad (Zamora y col., 1994). Posteriormente, la producción de ST se ratificó con la prueba de ELISA de competencia mediante el kit comercial E. coli ST EIA, OXOID.

Para la extracción de LT y VT se suspendió el sedimento en 10 ml de PBS adicionado de 100 mg/ml de polimixina B, reincubándo por 2 h a 37º C (Zamora y col., 1994). A continuación se centrifugó y se filtró como se describió para ST. La producción de LT y VT se determinó mediante la reacción aglutinación-látex reversa pasiva, utilizando para este efecto los kits RPLA y VTEC-RPLA ( Oxoid, USA), respectivamente.

A todas las cepas toxigénicas se les investigó, mediante aglutinación, la presencia de fimbria K88 (F4), K99 (F5), 987P (F6) y F41, como también se investigaron los serotipos que más frecuentemente se describen en el cerdo, empleando para ambos casos antisueros elaborados por el Central Veterinary Laboratory (Weybridge, Londres, Inglaterra).

RESULTADOS Y DISCUSION

De las 289 muestras se logró el aislamiento de 79 (27.3%) cepas E. coli toxigénicas correspondientes a igual número de cerditos, cuyo detalle se presenta en el cuadro 1, según el tipo de toxina producida y la edad de los lechones. De acuerdo con este resultado se podría pensar que el número de animales positivos a colibacilosis intestinal por cepas productoras de toxinas fue bajo, pero este porcentaje seguramente se habría incrementado si se hubiere investigado la presencia de cepas que sintetizan STb.

Las infecciones por cepas ECET STa fueron las más frecuentes, afectando a 46 (15.9%) cerditos de los 289 examinados (cuadro 1), seguidas en orden decrecientes por las productoras de LT en 20 animales (6.9%) y VT en 13 lechones (4.5%). Situación diferente se informa en el exterior. Así, en España, Jiménez y Suárez (1990) dan a conocer que diagnosticaron cerditos diarreicos que sólo portaban cepas STa. En cambio, en Inglaterra, Wray y col. (1993) aislaron mayoritariamente cepas productoras de LT (17.6%) sobre las STa (5.3%) y VT (4.7%). De acuerdo a los trabajos de Ojeniyi y col. (1994) ocurre algo semejante en Alemania, ya que informan que predominan las infecciones por cepas LT sobre STa, ya sea en animales de hasta 7 días de edad, como en aquellos mayores de 22 días de vida, considerando tanto las cepas que produjeron sólo LT o en combinación con STa y/o VT, fenómeno que no se observó en el presente estudio. De acuerdo a estos resultados, es dable concluir que en una determinada región prevalece un tipo de cepas toxigénica, lo que puede estar relacionado al ambiente y con las medidas preventivas específicas que se apliquen en cada lugar.

Pinochet y col. (1989) dan a conocer el aislamiento de 24 cepas ECET en Chile. Pero en atención a que la enteroxina fue investigada por inoculación experimental en el asa intestinal ligada de cerditos, no es comparable con los hallazgos del presente trabajo, que se refieren exclusivamente a STa.

En cuanto a ECVT, cabe mencionar que el 16.5% de las cepas aisladas correspondieron a cepas verotoxigénicas, afectando a 13 (4.5%) cerditos del total examinado (cuadro 1), resultados coincidentes con los obtenidos por Wray y col. (1993), quienes dan a conocer un 4.7% de cepas VT.

Con todo, la prevalencia encontrada en nuestro medio es baja si se compara con investigaciones realizadas en el extranjero. Al respecto, Appel y col (1989) informaron que el 27.5% de cerditos enfermos portaban cepas productoras de VT. No obstante, estos resultados diferentes son más aparentes que reales, puesto que ese autor aisló sólo una cepa (6.7%) en cerditos lactantes, logrando un mayor porcentaje de aislamientos de cepas VT + a medida que aumentaba la edad de los animales, situación que también se constató en el presente trabajo (cuadro 1). Resultados similares también se desprenden de los estudios de Ojeniyi y col. (1994), al informar la presencia de cepas VTEC en diarrea neonatal de cerditos y en cerdos destetados, incluyendo en estos últimos la variante de VT2v que está comúnmente asociada a la enfermedad del edema. Las cepas ECVT son potencialmente graves en los animales domésticos, pues se ha comprobado, tanto en la enfermedad natural como en la experimental, que las cepas de E. coli verotoxigénicas pueden tener efectos attaching-effacing en animales con o sin a diarreas hemorrágicas y, a veces, con trastornos neurológicos (Francis y col., 1989; Christopher-Hennings y col., 1993).

 

CUADRO 1. Edad de los cerditos y tipo de toxina sintetizada por la cepa de E. coli infectante.

Age of the piglets and toxin type synthesized by the infectant E. coli strain.


Cerditos
TIPOS DE TOXINAS  
Edad en días Cantidad STa (%) LT (%) VT (%) Total %

1 - 7   40   7 (14.0) 5 (10.0) 0 (00.0) 12 (24.0)
8 - 14 144 28 (19.4) 9 ( 6.3) 5 ( 3.5) 42 (29.2)
15 - 21   84 11 (13.1) 5 ( 6.0) 5 ( 6.0) 21 (25.0)
22 - 40   11   0 (00.0) 1 ( 9.0) 3 (14.1)   4 (36.4)

TOTAL 289 46 (15.9) 20 ( 6.9)   13 (4.5  ) 79 (27.3)

Entre las 13 cepas ECVT se comprobó la existencia de cepas productoras de VT1 y de VT2, tal como se resume en el cuadro 2.

CUADRO 2. Tipos de verotoxinas elaboradas por cepas de E. coli verotoxigénicas, distribuidas según edad de los cerditos.

Verotoxins types elaborated by verotoxigenic E. coli strains distributed according to the age of the piglets.


Edad en días Total positivos VT1 VT2 VT1 y VT2

8 - 14 5 1 1 3
15 - 21 5 4 0 1
22 - 40 3 0 2 1

TOTAL 13   5 3 5

Del total de cepas toxigénicas se pudieron seroclasificar solamente 3: una cepa positiva a VT1 y VT2 simultáneamente, que correspondieron al serotipo O149: K91, K88, siendo la única cepa fimbriada que se pudo pesquisar, las otras 2 que eran STa+ correspondieron a los serotipos O9:K35 y O149: K91.

Cinco cepas de las 13 ECVT aisladas produjeron simultáneamente VT1 y VT2 (cuadro 2), lo que parece ser frecuente en nuestro país, incluso en portadores sanos. Es así como Borie y col. (1997), en un trabajo destinado a establecer la eventual participación de los porcinos en la epidemiología del síndrome urémico - hemorrágico del hombre, informan que 82 cerdos faenados en el matadero portaban cepas verotóxicas, predominando las que producían conjuntamente ambas verotoxinas.

Consecuentemente, estos resultados ratifican que los cerdos son importantes reservorios de cepas de E. coli enterohemorrágicas (ECEH) todas ellas verotoxigénicas, aunque no todas las cepas ECVT son ECEH.

Se constató que 2 cepas productoras de toxina termoestable pertenecían a los serotipos O9: K35 y O149: K91, pudiéndose seroclasificar sólo una cepa que sintetizaba simultáneamente VT1 y VT2, la que correspondió a O149: K91, K88.

El serotipo O149:K91 lo informan diferentes autores como uno de los más frecuentes, incluso asociados a la producción de ST y LT ( Wilson y Francis, 1986; Ojeniyi y col., 1992; Fauberty Drolet, 1992; Wray col., 1993). Por su parte, Fairbrother (1994) da a conocer que las cepas más frecuentes son las pertenecientes a los grupos O149 -comúnmente asociadas a la fimbria K88 y O9, relacionada frecuentemente con la producción de STa- lo que aconteció con las pocas cepas que se pudieron serotipificar en esta investigación.

El hecho de que únicamente se constatara la presencia de la fimbria K88, no es de extrañar. En cambio, es raro que sólo una cepa tuviera esta característica, pues, de acuerdo con la literatura, es la fimbria más común entre la cepas E. coli que afectan a los cerditos, en especial a lechones iguales o menores de 2 semanas de edad, aunque también es posible detectarla en animales mayores (Evans y col., 1986; Wilson y Francis, 1986; Sarmiento y col., 1986; Gajecki y Suárez, 1990; Casey y col., 1992; Faubert y Drolet, 1992; Fairbrother, 1994; Nystrom, 1994; Ojeniyi y col., 1994).

La diarrea neonatal colibacilar está generalmente relacionada con cepas que portan las fimbrias K88, K99, F41 y 987P (Wilson y Francis, 1986; Faubert y Drolet, 1992; Casey y col., 1992; Fairbrother, 1993, 1994). Esta situación no ocurre normalmente en nuestro medio, ya que solamente una cepa fue K88, lo que también ocurriría en otros lugares del país en atención a los resultados obtenidos por Pinochet y col. (1989), quienes detectaron 2 cepas con esas características y, además, sólo una cepa 987P; sin embargo, se debe recordar que esta última no se expresa fácilmente in vitro aunque no es infrecuente in vivo (Carroll y col., 1991). Al respecto, es interesante mencionar que Castillo y col. (1986) investigaron en el Area Metropilitana de Chile la presencia de anticuerpos anti 987P, informando un alto nivel de esta inmunoglobulina en suero hemático, calostro, leche y heces en madres y en lechones clínicamente sanos, por lo que los autores opinan que existe una adecuada protección contra la diarrea causada E. coli 987P.

De acuerdo a los resultados obtenidos, llama poderosamente la atención que no se hubiese pesquisado un mayor número de cepas con fimbrias, pues uno de los primeros eventos en la patogénesis de la colibacteriosis intestinal es la unión a la mucosa intestinal, con la consiguiente colonización del intestino delgado, sintetizando a continuación las toxinas que conducen a los problemas entéricos por ECET y ECVT, aunque no se puede desconocer que la negatividad podría estar asociada a otras

Por tanto, es del todo conveniente y necesario continuar investigando las adhesinas -comunes, infrecuentes y nuevas-, dada la indudable importancia que tienen en las infecciones que conducen a cuantiosas pérdidas en las explotaciones porcinas, ya sea por desmejoramiento físico, muertes, morbilidad, terapia, prevención y control.

RESUMEN

Las cepas toxigénicas de Escherichia coli juegan un importante papel como causa de las enteritis colibacilar porcina, motivo por el cual se investigó la presencia de estos micoorganismos en fecas de cerditos con diarrea.

Se aislaron 79 (27.33%) cepas de Escherichia coli toxigénicas, 46 (58.2%) produjeron STa, 20 (25.3%) LT y 13 (16.5%) VT, de las cuales 5 sintetizaban VT1, 3 VT2 y 5 expresaron simultáneamente VT1 y VT2. Una cepa que sintetizó simultáneamente VT1 y VT2 perteneció al serotipo O149: K91, K88 y 2 cepas STa+ correspondieron a los serotipos O9: K35 y la otra O149: K91.

Aceptado: 19.10.99.

1 Proyecto FONDECYT 1951150.

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