Imagen del grupo de investigación. / JOSÉ MARTÍNEZ

La presencia de la salmonella ha causado numerosos problemas de sanidad pública. En repetidas ocasiones esta bacteria protagoniza causa problemas y, por ello, su estudio es de vital importancia para intentar frenar su contagio. Es precisamente el trabajo de uno de los grupos de investigación de la Universidad de Córdoba (UCO), que pone el foco en la detección de salmonelosis en carne de cerdo. Un trabajo que puede ayudar a prevenir la presencia de esta bacteria y evitar intoxicaciones.

Los investigadores han analizado perfiles del intestino del cerdo durante la infección con salmonella y han descrito los cambios ocurridos en este órgano del ganado porcino. El profesor de Genética de la UCO Juan José Garrido, es uno de los responsables de un proyecto cuyos inicios se remontan a 2001. Hace ahora quince años, su grupo fue el único de España que participó en los proyectos europeos Eadgene y Sabre, programas pioneros en la aplicación de la genómica al estudio de la resistencia a las enfermedades infecciosas en animales domésticos en Europa. La línea de investigación cuenta también con la financiación del Ministerio de Economía y Competitividad a través de varios proyectos del Plan Nacional de I+D+I.

Garrido destaca que el interés de la investigación es “consecuencia de que la salmonelosis porcina continúa siendo hoy día uno de los principales problemas a los que se enfrenta la industria agroalimentaria”. El investigador subraya que la salmonelosis “constituye además un importante problema de salud pública ya que las infecciones generadas por bacterias del género Salmonella pueden resultar muy graves en niños, ancianos y personas inmunodeprimidas”. También reconoce que el uso inadecuado de los antibióticos “está resultando en la aparición de cepas de Salmonella multirresistentes que están poniendo en peligro nuestra capacidad para tratar de manera eficaz la infección”.

Para entender en qué consiste esta investigación, única hasta la fecha en Andalucía, hay que saber bien qué es la salmonelosis. El investigador la define como “una zoonosis, es decir, una enfermedad animal transmisible al ser humano” a través de los alimentos. Garrido cuenta que la Agencia Europea de Seguridad Alimentaria señala también a la salmonella como “un elevado riesgo para la salud pública relacionado con el consumo de carne de porcino”. Por esta razón, continúa, “una reducción de la incidencia de la salmonelosis porcina tendría como consecuencia una mejora en la seguridad y calidad de los alimentos de origen este animal y una disminución en la transmisión de la infección a humanos”. Como medidas para evitar esta situación, el investigador de la UCO señala que la necesidad de mejorar la resistencia a la enfermedad en las granjas, la puesta en práctica de métodos de prevención alternativos al amplio uso de antibióticos y el desarrollo de medidas terapéuticas nuevas y más eficientes.

En este punto retoma su proyecto de investigación y recuerda que su objetivo general es “adquirir un conocimiento más completo de los mecanismos inmunológicos que controlan la defensa frente a la infección generada por la bacteria Salmonella Typhimurium. Para alcanzar este objetivo, nuestro trabajo está dirigido al estudio de la interacción de Salmonella con la mucosa intestinal porcina empleando la transcriptómica y la proteómica como herramientas de investigación”.

Hasta la fecha, el trabajo ha permitido analizar perfiles del intestino del cerdo durante la infección con salmonela y sus investigadores han descrito los cambios ocurridos en este órgano del ganado porcino. Para ello, el grupo estableció un modelo experimental de infección in vivo para estudiar la variación en la respuesta a la infección por Salmonella “en tres secciones diferentes del intestino porcino: yeyuno, íleon y colon”. “Nuestros resultados demostraron que el íleon es el tramo intestinal diana de la bacteria ya que es preferentemente colonizado por Salmonella en comparación con yeyuno y colon donde el nivel de infección observado fue reducido”, explica.

Garrido añade que de manera paradójica sus datos de expresión génica “demuestran que la mayor respuesta a la infección tiene lugar en la mucosa del íleon”. Por tanto, “observamos que la respuesta inmune frente a esta bacteria en íleon es más intensa, con expresión de una gran cantidad de mediadores pro-inflamatorios, pero por el contrario resultó ser el tramo intestinal preferentemente infectado por Salmonella”, describe.

Una de las investigadoras de la UCO. Foto de José Martínez.

La segunda conclusión importante de este trabajo es que la infección por Salmonella genera importantes desórdenes metabólicos a nivel intestinal, siendo muy significativos los cambios observados en el metabolismo de los ácidos biliares. El profesor incide en que es la primera vez que se demuestra que una infección intestinal “resulta en una alteración de la vía de señalización mediada por el receptor nuclear FXR”. “Ello tiene como consecuencia una sub-regulación en la expresión de genes de relevancia en la regulación del metabolismo de los lípidos, como NR1H4, FABP6,APOA1 y SLC10A2, y una alteración en el ciclo de absorción de los ácidos biliares a nivel de íleon”, describe, al tiempo que señala que esta alteración promueve “la síntesis de novo de ácidos biliares en el hígado, incrementa la concentración de bilis en el intestino y determina la desaparición de la microbiota intestinal a nivel local favoreciendo la creación de nichos de infección para Salmonella. Esto es debido a que las sales biliares en altas concentraciones destruyen la flora intestinal (microbiota) mientras que Salmonella es una de las enterobacterias que manifiestan mayor resistencia a la bilis”. Este trabajo se llevó a cabo en colaboración con el Departamento de Sanidad Animal de la Universidad de León, en cuyas instalaciones se realizó la infección experimental de los animales, y con el Centro de Supercomputación y Bioinformática de la Universidad de Málaga, que llevó a cabo el análisis bioinformático de los datos de los de expresión génica obtenidos mediante el empleo de microarrays.

Una de las bondades de este proyecto es que sus resultados se pueden extrapolar al ser humano y prevenir la presencia de esta bacteria. El profesor recuerda que el sistema gastrointestinal del cerdo está considerado como un modelo para el estudio de la funcionalidad e inmunidad del sistema gastrointestinal humano. “Si somos capaces de identificar los mecanismos de resistencia a la salmonelosis en el cerdo, habremos avanzado grandemente en nuestra capacidad para la identificación de los procesos moleculares que confieren una mayor eficacia inmunológica para combatir las infección por enterobacterias también en humanos”, subraya.

Gracias a esta investigación, afirma, “hemos aprendido que la Salmonella es un patógeno con éxito”. “Hemos demostrado que los mecanismos inmunológicos desarrollados por el hospedador pueden controlar la diseminación de la infección, pero no consiguen eliminar por completo la presencia de la bacteria en el sistema gastrointestinal porcino”, añade y asegura que su hipótesis es que la Salmonella “emplea múltiples estrategias para manipular y evadir la respuesta del hospedador”.

Para confirmar esta hipótesis, en la actualidad este grupo de la UCO desarrolla un proyecto que tiene por objetivo caracterizar el patrón de virulencia del patógeno en el momento de la infección, y caracterizar los cambios inducidos por este en el en el transcriptoma del hospedador para facilitar la invasión y su persistencia en el tejido infectado. Para ello, “estamos empleando dual RNA-seq en colaboración con el Instituto de Biomedicina de Barcelona”, avanza. Se trata de una nueva técnica de secuenciación simultánea del transcriptoma del patógeno y del hospedador en el momento de la infección. El proyecto, según Garrido, abordará también el estudio de la función de la vesícula biliar como reservorio de salmonella y su contribución al establecimiento de un estado de infección crónica asintomática en los animales.