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La secuenciación del genoma revela cómo la salmonella se hace un hueco en la producción porcina

salmonela
Crédito: CC0 Public Domain

Variantes de preocupación (VOC) y variantes de interés (VOI) se han convertido en términos familiares debido a la pandemia actual, pero las variantes de patógenos familiares como la salmonela también presentan una amenaza para la salud humana y animal.


por Quadram Institute


Para comprender mejor las diferentes amenazas que plantean estas variantes, una colaboración dirigida por el profesor Rob Kingsley del Instituto Quadram y el profesor Mark Stevens del Instituto Roslin que trabaja con científicos del Instituto Earlham se ha centrado en variantes comunes de salmonela presentes en cerdos en el Reino Unido. Sus hallazgos, publicados recientemente en la revista Communications Biology , han demostrado que, a pesar de estar extremadamente relacionadas, las variantes pueden tener efectos muy diferentes en la salud del cerdo y también en los riesgos que representan para la seguridad alimentaria .

Salmonella typhimurium es uno de los tipos más comunes de salmonella. Es una de las principales causas de gastroenteritis humana, sobre todo por consumir productos de cerdo poco cocidos o como resultado de la contaminación cruzada de alimentos consumidos crudos. Este patógeno bacteriano también es una preocupación para la industria porcina, ya que puede afectar la salud, la productividad y el bienestar de los cerdos. La Salmonella Typhimurium es relativamente común en las piaras de cerdos a nivel mundial, y los procesos implementados en los mataderos están diseñados para prevenir la contaminación de la carne destinada a la cadena alimentaria.

Los patógenos bacterianos evolucionan continuamente para explotar nuevos nichos ecológicos. La actividad humana, incluidas las prácticas agrícolas y la forma en que usamos medicamentos y antibióticos, puede impulsar la aparición de nuevas variantes. Comprender exactamente cómo sucede esto es crucial para contrarrestar las consecuencias de las nuevas variantes en la salud humana y animal, y las respuestas se encuentran en los genes de las bacterias. La secuenciación del genoma puede leer todos los genes de un organismo y puede ayudar a resolver las relaciones entre las variantes, identificar las variantes que están evolucionando a medida que ingresan a un nuevo nicho y señalar los posibles cambios funcionales que afectan su capacidad para causar enfermedades o sobrevivir en la cadena alimentaria.

El equipo trabajó con Public Health England y la Agencia de Sanidad Animal y Vegetal y para examinar los aislados de salmonela de infecciones clínicas humanas durante el diagnóstico de rutina o de animales durante la vigilancia de rutina, con fondos del Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas, parte de UKRI.

Utilizando la secuenciación del genoma completo, el equipo de investigación encontró que dos tipos de S. Typhimurium, denominados U288 y ST34, han estado circulando en los cerdos del Reino Unido desde 2003. Sorprendentemente, el U288 rara vez se asocia con la infección humana, mientras que el ST34 representa más de la mitad de todos los S. Infecciones por Typhimurium de todas las fuentes, no solo porcinas. Además, los dos tipos de cerdos infectados por salmonella de manera diferente, lo que resulta en distintos niveles de colonización del intestino y el tejido circundante, y la gravedad de la enfermedad en los primeros días después de la infección. La variante U288 creció más lentamente en el laboratorio y fue más sensible al estrés asociado con la desecación. Estas características pueden afectar su capacidad para sobrevivir en la cadena alimentaria.

La inspección de los cambios en la secuencia del genoma de U288 indicó que esta variante surgió por un conjunto único de cambios que ocurrieron en un corto período de tiempo, probablemente entre los años 1980 y 2000. Los investigadores creen que estos cambios son la clave para comprender cómo esto La variante interactúa de manera diferente con los cerdos durante las infecciones, en el laboratorio y potencialmente en la cadena alimentaria .

«Hemos visto este tipo de cambios antes en variantes de salmonela que se han adaptado a especies hospedadoras específicas y causan una enfermedad más invasiva, incluido el tipo de salmonela que causa fiebre tifoidea en las personas pero no afecta a otras especies», dijo el Prof. Rob Kingsley, líder de grupo en el Instituto Quadram y profesor de Microbiología en la Universidad de East Anglia.

«Uno de los hallazgos interesantes es la rapidez con la que los patógenos pueden adaptarse y cómo incluso unos pocos cambios genómicos pueden conducir a resultados de enfermedades muy diferentes», dijo el Dr. Matt Bawn, investigador involucrado en el estudio con sede en el Instituto Earlham y el Instituto Quadram. .

El profesor Stevens, presidente de patogénesis microbiana y subdirector del Instituto Roslin de la Universidad de Edimburgo, agregó: «Comprender cómo surgen las variantes de la salmonela y determinar las firmas genéticas responsables de la adaptación a diferentes hospedadores y la capacidad de producir enfermedades brindará oportunidades para mejorar el diagnóstico y la vigilancia. A su vez, esto ayudará a predecir el riesgo que representan las variantes de salmonela para la salud animal y la seguridad alimentaria «.



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