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Nuevo hallazgo facilita la detección de la enfermedad de Johne / abril de 2013 / La revista de Investigación Agrícola

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Microbiólogos John Bannantine y Judy Stabel examinan los resultados de un experimento de western blot. Enlace a la información en inglés sobre la foto
En el Centro Nacional de Enfermedades Animales en Ames, Iowa, microbiólogos John Bannantine y Judy Stabel examinan los resultados de un experimento de "western blot" usando un anticuerpo monoclonal específico de MAP.

Nuevo hallazgo facilita la detección de la enfermedad de Johne

Se debe identificar una enfermedad antes de tratarla. Pero algunas veces esta identificación no es fácil, especialmente en el caso de la enfermedad de Johne, la cual afecta el ganado bovino, el ganado ovino y caprino, los ciervos y otros rumiantes.

La enfermedad de Johne, también conocida como la paratuberculosis, es muy costosa y contagiosa y puede causar la diarrea, una reducción en el consumo de pienso, la pérdida de peso, y algunas veces la muerte del animal. Esta enfermedad le cuesta al sector de ganado de 40 dólares a 227 dólares por cada animal infectado. Para el sector lechero, las pérdidas sobrepasan 220 millones de dólares cada año.

Por muchos años, los científicos han sido obstaculizados porque cualquier anticuerpo—una proteína producida por el sistema inmunitario para combatir infecciones y sustancias entrañas—usado para detectar la bacteria que causa la enfermedad de Johne también tuvo una reacción a otras bacterias ambientales o quizás al patógeno responsable de la tuberculosis bovina. Ésta causó reacciones falsas positivas a las pruebas usadas para detectar la tuberculosis bovina.

"Se puede pensar que los animales son infectados, basado en un resultado positivo de la prueba basada en los anticuerpos, pero en verdad los animales han sido expuestos a las micobacterias no patogénicas que están presentes en el medio ambiente", dice microbiólogo John Bannantine con el Centro Nacional de Enfermedades Animales (NADC por sus siglas en inglés) mantenido por ARS en Ames, Iowa.

Sin embargo, este problema ahora ha sido resuelto. Bannantine y sus colegas en NADC han descubierto un anticuerpo con una especifidad del 100 por ciento para la detección de la bacteria Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis (MAP), la cual causa la enfermedad de Johne.

"Hasta ahora, nadie había podido encontrar un anticuerpo específico que se sujeta solamente a las cepas de MAP", dice Bannantine, quien trabaja en la Unidad de Investigación de Enfermedades Bacterianas Infecciosas del NADC.

Una búsqueda difícil

Después de identificar el nuevo anticuerpo, llamado 17A12, en los ratones inmunizados con la cepa MAP K-10, los científicos del ARS continuaron sus estudios para identificar la proteína que se sujeta al nuevo anticuerpo.

Al principio, los investigadores creyeron que habían encontrado un nuevo gen que codifica la proteína que se sujeta al anticuerpo. Este gen, el cual no fue identificado en el genoma de MAP K-10, se llama UP1 (Proteína Única 1).

Dos vacas lecheras en un campo . Enlace a la información en inglés sobre la foto
Científicos del ARS en Ames, Iowa, han descubierto un anticuerpo específico que ayudará a desarrollar una prueba para detectar la bacteria que causa la enfermedad de Johne en el ganado bovino.

"En el 2005, secuenciamos el genoma de una cepa de MAP del ganado bovino, y entonces la anotamos", Bannantine dice. "Encontramos todos los genes e identificamos dónde los comienzan y dónde los paran. Pero el anticuerpo 17A12 se sujetó a una proteína codificada por un gen que no fue anotado en el genoma de MAP. Esto fue raro, pero fuimos entusiasmados sobre el descubrimiento de un gen posiblemente nuevo".

Para confirmar este hallazgo extraño, Bannantine desarrolló más anticuerpos monoclonales a la proteína UP1. Solamente uno de estos nuevos anticuerpos reaccionó a la proteína producida por MAP. Este anticuerpo también se sujetó a la misma área de la proteína como el anticuerpo 17A12.

"Cuando expresamos la proteína UP1 en E. coli, la proteína reaccionó con el anticuerpo monoclonal", Bannantine dice. "Consideramos esta reacción como una confirmación que UP1 fue real, aunque esta proteína no fue anotada en el genoma".

Encontrando la proteína correcta

Pero había preguntas sobre algunos de los datos. Después de más experimentos, los investigadores descubrieron que UP1 no fue un gen real.

"Yo estaba muy sorprendido", Bannatine dice. "Nunca tenía un día en el laboratorio cuando tenía un revelación como ésta. Cuando recibimos los resultados que contradijeron UP1 como un gen real, teníamos miedo porque pesábamos que habíamos cometido algunos errores grandes. Luego, poco a poco, todos los pedazos comenzaron a encajar, y sabíamos lo que teníamos. Era increíble."

Aunque UP1 no fue un gen, tuvo un epítopo, el cual es una porción de una molécula donde se sujeta un anticuerpo. Este epítopo imitó un epítopo similar en el gen real.

De hecho, Bannantine dice, entre los siete amino ácidos en el epítopo de UP1, uno aminoácido fue diferente que el epítopo real codificado por MAP1025, el cual es un gen anotado en el genoma de MAP.

Resolviendo el misterio de especificad

Un análisis de la secuencia genética mostró que el gen MAP1025 fue presente en las cepas no MAP, pero este descubrimiento no explicó porque el anticuerpo fue específico a M. paratuberculosis, pero no a los contaminantes ambientales. Para encontrar la respuesta, Bannantine secuenció MAP1025 de varias cepas asociadas o no asociadas con la paratuberculosis.

Él descubrió un solo cambio en el nucleótido en la secuencia que codificó el epítopo. Este cambio afectó el primer aminoácido de los siete en el epítopo, y esta acción creó la especificad de M. paratuberculosis, según Bannantine.

Los investigadores ahora pueden detectar con precisión el patógeno que causa la enfermedad de Johne y saben con certeza que no es un contaminante.

"Por fin tenemos un anticuerpo específico para detectar las micobacterias vivas en el tejido o el estiércol del ganado bovino. Esto no fue posible previamente", Bannantine dice.

Los científicos han recibido un patente sobre el nuevo anticuerpo y están desarrollando pruebas diagnósticas para confirmar la presencia de la bacteria que causa la enfermedad de Johne.

"Podemos usar este anticuerpo para enriquecer la bacteria cuando está presente en concentraciones bajas, tales como en las muestras de leche no pasteurizada", Bannantine dice. "Las pruebas diagnósticas son los beneficios importantes de este anticuerpo". — Por Sandra Avant, ARS.

La versión en inglés de "Nuevo hallazgo facilita la detección de la enfermedad de Johne" ("New Discovery Makes Detecting Johne’s Disease Easier") fue publicada en la revista 'Agricultural Research' de abril 2013.

Última Modificación: 3/29/2013