Día Mundial de la Tuberculosis: Veterinarios españoles destacan el papel de la secuenciación masiva

El día 24 de marzo se celebra el Día Mundial de la Tuberculosis, ese mismo día en 1882, Robert Koch anunciaba el descubrimiento del “bacilo tuberculoso” o Mycobacterium tuberculosis, la bacteria causante de la tuberculosis (TB).

Desde la Red de Investigación en Sanidad Animal (RISA) han publicado un artículo titulado ‘La secuenciación masiva al servicio de la Tuberculosis’ en el que han participado veterinarios miembros del Centro de Vigilancia Sanitaria Veterinaria (Visavet) de la Universidad Complutense de Madrid (UCM); del Grupo SaBio del Instituto de Investigación en Recursos Cinegéticos (Irec); del Departamento de Sanidad Animal de la Facultad de Veterinaria de la UCM; y del Centre de Recerca en Sanitat Animal (IRTA-CReSA).

“Para muchas personas esta enfermedad infecciosa suena a algo lejano y propio de las películas o novelas victorianas. Sin embargo, la realidad es bien distinta: la TB es posiblemente una de las enfermedades infecciosas más relevantes para el ser humano”, señalan los investigadores en el artículo.

Con excepción de la irrupción temporal de la Covid-19 durante la pandemia, “la TB es, con diferencia, la principal causa de mortalidad por un agente infeccioso a nivel mundial de nuestro tiempo”, aseguran. Solo en 2021, alrededor de 10,5 millones de personas contrajeron la infección y aproximadamente 1,6 millones de personas murieron como consecuencia de esta.

“A diferencia de la Covid-19, que lleva con nosotros unos pocos años, la TB es una enfermedad muy antigua que ha atormentado al ser humano desde los albores de la historia. Se han encontrado indicios de TB en restos humanos del neolítico con hasta 9.000 años de antigüedad, y hay descripciones de la enfermedad en escrituras de varias civilizaciones antiguas, como la mesopotámica, la egipcia o la griega”, indican.

Pero no fue hasta hace 141 años que se puso el foco en el verdadero culpable, lo que supuso el punto de inflexión necesario para que comenzásemos a plantearnos eliminar esta enfermedad de nuestras vidas.

Tras este trasfondo histórico, en 2014, 194 países de la Asamblea Mundial de la Salud adquirieron el compromiso de acabar definitivamente con la pandemia mundial de TB en 2030. Este programa, denominado ‘End TB’ o ‘Poner Fin a la TB’, puso sobre la mesa varios objetivos para reducir el impacto de la TB a nivel mundial, como por ejemplo reducir el número de muertes en un 90% con respecto al número de muertes acontecidas en el año 2015 (es decir, en 1,6 millones de personas).

Pero eliminar esta enfermedad “será una tarea más ardua y costosa de lo inicialmente anticipado”, apuntan. Y es que, entre 2015 y 2019, la reducción en el número de muertes por TB estuvo por debajo de las expectativas, al situarse en torno al 17% (de 1,8 millones a 1,5 millones de personas). Y en 2021 la disrupción producida por la pandemia por la Covid-19 fue tal que los servicios relacionados con la prevención, el diagnóstico y tratamiento de la TB se vieron drásticamente mermados.

“Lejos de desmoralizarnos, la tendencia observada hasta la llegada de la Covid-19 debería recordarnos que las medidas implantadas durante estos años sí que han tenido un efecto directo sobre la vida de las personas, y debería animarnos a seguir “remando todos a una” para superar este bache y conseguir alcanzar la meta establecida hace ocho años”, aseguran.

TUBERCULOSIS ZOONÓSICA – MÁS ALLÁ DE LA FRONTERA HUMANA

Una de las muchas razones que hacen que poner fin a la TB sea “una tarea titánica” es que, aunque no lo parezca, esta enfermedad no es un problema exclusivo de la especie humana, según indican los investigadores.

En este sentido, explican que, de las once “especies” de bacilos tuberculosos que comprenden el complejo Mycobacterium tuberculosis (CMTB) tan sólo dos están perfectamente adaptadas al ser humano (M. tuberculosis y M. africanum).

El resto están adaptadas en mayor o menor medida a distintas especies o grupos de animales; por ejemplo, M. bovis es el agente principal de la TB en el ganado bovino, pero también puede infectar a muchas otras especies animales, mientras que M. pinnipedii se ha aislado principalmente de mamíferos marinos, especialmente pinnípedos, como focas o leones marinos, pero también de delfines.

Las miembros del CMTB que afectan a los animales, especialmente M. bovis, también pueden afectar al ser humano, y viceversa, por lo que la TB es una enfermedad zoonósica de gran importancia para la salud humana.

Los últimos datos publicados por la Organización Mundial de la Salud, datados de 2017, estimaron que en 2016 hubo 147.000 nuevos casos de TB zoonósica y aproximadamente 12.500 muertes debido a esta enfermedad.

Al igual que su vertiente humana, la TB zoonósica tiene mayor peso en aquellas regiones del mundo más desfavorecidas, especialmente en el continente africano y en el sudeste asiático.

Además, debido a la ausencia de programas y métodos diagnósticos capaces de identificar de manera rutinaria la especie del CMTB que causa la TB en personas, es bastante probable que la proporción de infectados por M. bovis esté subestimada. Por esta razón, controlar la infección en las poblaciones animales es crucial para eliminar la TB de las poblaciones humanas.

TUBERCULOSIS ANIMAL – UNA REALIDAD MUY COMPLEJA

“Hablar de TB en animales no es una tarea sencilla, ya que las propias definiciones que se han empleado para describir la enfermedad han variado con el paso de los años. Aunque en tiempos de su descubrimiento la TB era una enfermedad relevante en mamíferos, el uso del término ‘TB animal’ no se ha generalizado hasta hace pocos años”, apuntan.

Tradicionalmente, la TB en animales era considerada una enfermedad asociada al ganado bovino y producida por M. bovis, por lo que el concepto de TB bovina se usaba de manera generalizada para referirse a esta infección en mamíferos no humanos.

Debido a la gran importancia que tiene la producción y aprovechamiento de los bóvidos en las economías de todo el mundo, y debido a que el consumo de leche de vaca sin pasteurizar era una de las principales vías de transmisión de la TB zoonósica, la mayoría de las estrategias de control y erradicación de la infección en distintas regiones del mundo se enfocaron hacia al ganado bovino y la higiene alimentaria.

De esta manera, el éxito en la eliminación de la infección a través de los programas de erradicación de la TB bovina, basados en el diagnóstico y sacrificio de los animales infectados, así como la reducción de los casos de TB zoonósica en aquellos países donde se implantaban medidas de higiene en los productos lácteos, ayudó a generalizar la concepción de que la TB bovina y la TB animal eran conceptos intercambiables, aunque su repercusión y control no lo fueran.

“Pero el paso del tiempo y la mejora en las técnicas empleadas para detectar y caracterizar los bacilos tuberculosos presentes en distintas especies animales nos demostró que la realidad no era tan sencilla como pensábamos”, señalan.

Por un lado, se identificaron múltiples variantes del CMTB que podían infectar al ganado bovino, como M. caprae o M. orygis, y, por otro, se reveló la capacidad de M. bovis de mantenerse en gran variedad de nichos ecológicos, dando lugar a ciclos de infección que involucran a múltiples especies domésticas y silvestres.

Así, por ejemplo, la TB animal en la Península Ibérica puede encontrarse principalmente en el ganado bovino, pero en determinadas regiones la infección puede darse también en la fauna silvestre, especialmente en jabalíes y ciervos. Por esta razón, parece más conveniente pensar en “comunidades de mantenimiento” en lugar de hospedadores concretos como reservorios de infección.

Por esta razón, remarcan que “abordar el problema únicamente desde la perspectiva del ganado bovino sería inútil”, razón por la cual actualmente se aboga por una definición más global de la enfermedad y por la implementación de medidas de control en las poblaciones domésticas, silvestres y en la interfaz entre estas. Si se añade a esta ecuación la relevancia de la TB zoonósica anteriormente mencionada, puede verse por qué la lucha contra la TB es un desafío que ejemplifica el concepto ‘One Health’ o ‘Una sola salud’.

EPIDEMIOLOGÍA MOLECULAR DE LA TUBERCULOSIS ANIMAL

Los autores recuerdan que para poder controlar y eliminar una enfermedad de una población primero es necesario conocer su distribución, frecuencia y magnitud, así como los distintos factores que determinan su aparición y persistencia. Estos atributos forman el cimiento de la epidemiología, una disciplina que estudia la salud de las poblaciones y sus cambios.

“Ya hemos visto en anteriores párrafos que la realidad de la TB es algo compleja, por lo que el estudio de su epidemiología no nos va a resultar nada sencillo, especialmente si tenemos en cuenta un rasgo bastante peculiar de este grupo de patógenos: que, a pesar de infectar a distintos grupos de mamíferos, estos microorganismos son prácticamente idénticos”, explican.

El estudio de brotes se basa en la identificación de los cambios genéticos (o mutaciones) presentes en los aislados obtenidos en las personas o animales infectados, estableciéndose el grado de relación entre éstos en función del número de mutaciones presentes en sus genomas (el material genético completo de un organismo).

Es decir, cuantas menos mutaciones tengan dos aislados, más probable es que estén relacionados entre sí (por ejemplo, que procedan de la misma granja de origen). Pero, al contrario de lo que sucede con otros patógenos, los miembros del CMTB no sólo comparten el 99,9% de su genoma, sino que además tienen una capacidad muy limitada de experimentar mutaciones genéticas.

“Aunque esto resulta muy interesante, especialmente si tenemos en cuenta que estas bacterias llevan con nosotros miles de años, resulta un problema importante a la hora de estudiar el origen de los brotes que producen. Debido a su limitada capacidad de mutación, establecer el origen de una infección puede ser una tarea muy complicada, ya que es posible que los aislados de una misma especie de bacilo tuberculoso obtenidos en años distintos sean idénticos entre sí”, destacan.

Desde los años 90 las diferencias entre aislados de miembros del CMTB eran detectadas principalmente mediante dos técnicas moleculares que analizan una porción muy pequeña de su genoma: el espoligotipado y el análisis del número variable de repeticiones en tándem (VNTRs por sus siglas en inglés).

“El uso de estas técnicas supuso una revolución, ya que nos permitió diferenciar los distintos miembros del CMTB y conocer, en cierta manera, cómo de variadas eran las distintas poblaciones de bacilos tuberculosos”, explican.

En el caso de M. bovis, el uso del espoligotipado nos permitió descubrir que este patógeno se dividía en grupos genéticos, conocidos como complejos clonales, que estaban más o menos distribuidos por el mundo.

En España, el complejo clonal más frecuente es el Eu-2, que también lo es en Portugal y puede encontrarse en otros países como Brasil. Por otro lado, los VNTRs permitieron conocer la variabilidad existente dentro de los grupos genéticos descubiertos mediante el espoligotipado, lo cual tuvo una gran repercusión a la hora de hacer estudios epidemiológicos en TB animal.

Estas técnicas no sólo nos permitieron conocer si existía un parentesco entre aislados de la misma o distintas explotaciones ganaderas, en el caso de la TB bovina, sino que también permitieron establecer posibles relaciones entre aislados procedentes de distintas especies animales (por ejemplo, entre el ganado bovino y la fauna silvestre en los alrededores de la explotación).

A pesar de su éxito, llegó un punto en el que la utilidad de estas técnicas se vio limitada. En determinados contextos, estas técnicas no eran lo suficientemente discriminatorias como para diferenciar entre aislados de distintos brotes. “Por suerte para nosotros, los avances tecnológicos nos han permitido desarrollar técnicas mucho más resolutivas, como es el caso de la secuenciación masiva de genomas”, añaden.

LA SECUENCIACIÓN MASIVA Y LA TB – HASTA EL NUCLEÓTIDO Y MÁS ALLÁ

Los genomas de todos los seres vivos están compuestos por unas moléculas, conocidas como nucleótidos, que solemos codificar con cuatro letras (las famosas A, C, G y T de la película GATTACA). La secuenciación masiva de genomas es un proceso que engloba una serie de técnicas y herramientas informáticas mediante las cuales somos capaces de conocer la composición y el orden de secuencia de estas letras en el genoma de un organismo.

“Comparando la secuencia de nucleótidos de distintos aislados de bacilos tuberculosos somos capaces de identificar mutaciones puntuales entre estas por el cambio de un solo nucleótido (SNP por sus siglas en inglés), o si hay nucleótidos que han sido insertados (inserciones) o eliminados (deleciones) del genoma. Teniendo en cuenta que las mutaciones puntuales se acumulan con el paso del tiempo, su número y localización en el genoma nos puede ayudar a reconstruir la evolución de estos patógenos”, concluyen.