Efectos y mecanismos inmunomoduladores de las micotoxinas en el cerdo

EFECTOS Y MECANISMOS inmunomoduladores de las MICOTOXINAS EN EL CERDO

Prof. Adjunto Panagiotis Tassis Profesor Adjunto de Medicina y Reproducción Porcina, Clínica de Animales de Granja, Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad Aristóteles de Tesalónica, Grecia

1

La amenaza de las micotoxinas en los granos en todo el mundo Las micotoxinas son metabolitos secundarios producidos por hongos (géneros Aspergillus, Penicillium, Fusarium,

Alternaria y Claviceps) que pueden encontrarse en los granos (por ejemplo, maíz, trigo, cebada) en todo el mundo.

Los estudios han demostrado la variabilidad

Estudios recientes han sugerido

de su distribución entre regiones y zonas

que hasta el 80% de los cultivos

climáticas a nivel mundial1. Entre las numerosas

de alimentos y piensos están

micotoxinas que existen, se ha sugerido que el

contaminados con micotoxinas a nivel

deoxinivalenol (DON), las fumonisinas (FBs,

mundial (ocurrencia por encima de los

FB1-FB3), la zearalenona (ZEN), las aflatoxinas

niveles detectables hasta el 60-80%),

(AFs, principalmente AFB1), la ocratoxina A

mientras que la co-contaminación de

(OTA) y las toxinas T-2 son las más relevantes

los granos con múltiples micotoxinas

para la salud y la producción de los cerdos2.

es un hallazgo común3.

Un estudio de 10 años con muestras de 100 países reveló que el DON, la FB y la ZEN eran las micotoxinas

DON 64% muestras 723 μg/kg

FBs 60% muestras 388 μg/kg

más prevalentes y se detectaron en el 64%, 60% y 45% de todas las muestras, respectivamente. Las concentraciones medias fueron de 723 μg/kg, 388 μg/kg y 55 μg/kg para FBs, DON y ZEN, respectivamente1.

Los cerdos y las aves de corral son

ZEN 45% muestras 55 μg/kg

Contaminación de los cultivos con micotoxinas

muy susceptibles y sensibles a los efectos de las micotoxinas4.

Los efectos de las micotoxinas en los cerdos son múltiples y dependen de5: El tipo de micotoxina El nivel y la duración de la exposición La edad del animal

2

ZEN

La ingestión de grandes cantidades

Trastornos reproductivos Síndrome de hiperestrogenismo

puede inducir casos agudos de micotoxicosis con síntomas clínicos bien descritos, como2,4,6:

FBs Edema pulmonar

Trastornos reproductivos y síndrome de hiperestrogenismo en el caso de ZEN

MYCOTOXICOSIS AGUDA

Vómitos y retraso del crecimiento en el caso de DON

DON

Edema pulmonar tras la ingestión de FBs

AF ↓Ingesta de alimentos ↓Ganancia de peso

Vómitos Retraso del crecimiento

Reducción de la ingesta de alimentos y aumento de peso en los casos de AF aguda

OTA

Polidipsia, poliuria y reducción del crecimiento en los casos de OTA Sin embargo, el consumo crónico de bajos niveles de micotoxinas y la inducción de síntomas clínicos inespecíficos parece más probable en condiciones de campo.

HEPATOTOXICIDAD

Los efectos tóxicos crónicos de las micotoxinas en los cerdos incluyen

Polydipsia & Polyuria ↓Growth

hepatotoxicidad, genotoxicidad, nefrotoxicidad, neurotoxicidad, reprotoxicidad, inmunotoxicidad y otros efectos como los trastornos neuroendocrinos6,7.

GENOTOXICIDAD

NEUROTOXICIDAD NEFROTOXICIDAD

MYCOTOXICOSIS CRÓNICA

INMUNOTOXICIDAD REPROTOXICIDAD

TRASTORNOS NEUROENDOCRINOS

3

RESPUESTA INMUNITARIA INNATA

El sistema inmunitario del cerdo

Células fagocíticas

Receptores Toll-like (TLR)

Citoquinas, quimiocinas y proteínas

Monitorizar los patrones moleculares asociados a los patógenos e inducir vías de señalización

El sistema inmunitario del cerdo es el principal mecanismo de defensa frente a los agentes infecciosos y otros agentes. Su respuesta es complicada, pero los aspectos básicos de la respuesta del sistema inmunitario son8: Inflamación Respuesta celular Respuesta humoral De forma resumida, tras la estimulación del sistema inmunitario (por ejemplo, tras el contacto con un agente infeccioso), un primer mecanismo múltiple de defensa entra en acción.

Este mecanismo incluye la respuesta inmunitaria innata con células fagocíticas y la producción de diversas citoquinas, quimiocinas y proteínas que proporcionan protección

Protección antimicrobiana

Reclutamiento linfocitos T

Activar la respuesta inmunitaria adquirida

Atacar a las células infectadas por agentes infecciosos

Citoquinas

antimicrobiana, reclutan linfocitos T a través del proceso inflamatorio y activan aún más la respuesta

INMUNIDAD INNATA

inmunitaria adaptativa o adquirida.

Células fagocíticas

El sistema innato también incluye células Natural Killer (NK) que presentan una doble función, una respuesta innata para atacar a las células infectadas por agentes infecciosos y la producción de citoquinas para ayudar a la activación de la inmunidad adquirida9-11.

Además, los receptores de reconocimiento de patrones, incluidos los receptores Toll-like (TLR), participan en la monitorización de los patrones moleculares asociados a los patógenos e inducen vías de señalización que permitirán la activación del sistema inmunitario frente a la infección11.

4

INMUNIDAD ADQUIRIDA

RESPUESTA INMUNITARIA ADQUIRIDA Más adelante, el sistema inmunitario

Linfocitos B & Anticuerpos

adaptativo utiliza linfocitos B,

Linfocitos T

Citoquinas

linfocitos T, citoquinas y anticuerpos con el fin de proporcionar una memoria específica del patógeno para protegerse de infecciones posteriores con el mismo patógeno.

Memoria específica del patógeno

En conjunto, los mecanismos de defensa innatos que no requieren una exposición previa al antígeno ni tienen una “memoria” inmunológica, proporcionan la primera respuesta, casi inmediata, frente al agente infeccioso y controlan la infección, al tiempo que ayudan a la activación del sistema inmunitario adaptativo, que tiene “memoria” inmunológica y producirá respuestas inmunitarias de anticuerpos y mediadas por células11.

El sistema inmunitario innato Primera línea de defensa Hay partes importantes del sistema

inmunitario innato, como las

respuesta frente a los patógenos son el

inmunitario innato que actúan

defensinas (péptidos de defensa

epitelio de las mucosas (por ejemplo,

como la primera línea de defensa

del huésped), el sistema del

el tracto intestinal y respiratorio), el

o "barreras" frente a diferentes

complemento, los receptores

microbioma (ecosistema microbiano

tipos de infecciones (físicas,

Toll-like (TLR), los interferones de

intestinal) y el sistema linfoide

químicas, microbianas), como las

tipo I (IFN), el factor de necrosis

porcino compuesto por los ganglios

células epiteliales, los ácidos

tumoral-α (TNF-α), IL-6, y IL-8

linfáticos, los folículos linfáticos, las

grasos bactericidas, la flora normal

(citoquinas proinflamatorias) :

amígdalas, el timo y el bazo12,13.

y la capa de moco, así como las células con capacidades fagocitarias como los leucocitos granulares (neutrófilos, basófilos, mastocitos y eosinófilos) y los fagocitos mononucleares (monocitos de sangre

11

Defienden frente a los patógenos Controlan las infecciones Activan la cascada de eventos

(NK) y otras partes del sistema

microbiota óptima14:

de inflamación y la respuesta

Evita la colonización del epitelio

inmunitaria adaptativa

intestinal por patógenos y la penetración de la barrera intestinal

circulante y macrófagos de tejido).

Las células Natural Killer

Adicionalmente, una

Las partes que desempeñan un

Modula el tejido linfoide

papel importante en este sistema

asociado al intestino (GALT)

de defensa inmunitaria y en la

y la inmunidad sistémica Influye en el desarrollo gastrointestinal

5

ELEMEMENTOS DEL SISTEMA INMUNITARIO

Epitelio de las mucosas (tracto intestinal & respiratorio) Microbiota (ecosistema microbiano intestinal) Células fagocíticas y NK, sistema del complemento, TLR, IFNs, citoquinas proinflamatorias

Sistema linfoide (ganglios linfáticos, folículos linfáticos, amígdalas, timo y bazo)

Defensa frente a los patógenos Control de las infecciones Activación de la cascada de eventos de inflamación y la respuesta inmunitaria adaptativa

Los efectos de las micotoxinas en el sistema inmunitario de los cerdos Los efectos de las micotoxinas

Las micotoxinas de Fusarium pueden

mencionadas anteriormente en los cerdos son múltiples y

producir efectos inmunoestimulantes o inmunosupresores, según la

varían considerablemente.

edad del huésped, la dosis de exposición y la duración7,16,

Teniendo en cuenta que los

mientras que las AFs y la OTA

cerdos ingieren alimentos

inducen inmunosupresión17,18.

contaminados con micotoxinas, la capa de células epiteliales gastrointestinales es el primer lugar de contacto e interacción14,15.

A partir de ese momento, se produce una inmunomodulación y una secuencia de reacciones inflamatorias que pueden

Micotoxinas de Fusarium Efectos inmunoestimulantes o inmunosupresores AFs & OTA Inmunosupresión

ser alteradas por los efectos de la micotoxina a nivel molecular y celular.

6

Las consecuencias sanitarias y

Se hace especial referencia

económicas de los efectos de

a los ensayos con cerdos

las micotoxinas en el sistema

o líneas celulares porcinas,

inmunitario de los cerdos son

aunque también se presentan

significativas. Se han descrito

selectivamente pruebas de otros

tres resultados principales19-21:

animales de granja, animales de laboratorio y líneas celulares.

Mayor susceptibilidad a enfermedades infecciosas

La mayor parte de los hechos

Reactivación de

relacionados con los efectos de las

infecciones crónicas

micotoxinas sobre la eficacia de

Disminución de la eficacia vacunal

las vacunas y la susceptibilidad a las enfermedades se presentarán

Se ha sugerido una sensibilidad

en un artículo específico.

del sistema inmunitario a la inmunosupresión inducida por micotoxinas. Esto se debe a la vulnerabilidad de las células

TRICOTECENOS

en continua proliferación y diferenciación que participan en actividades mediadas por el sistema inmunitario y que regulan la compleja red de comunicación entre los componentes celulares y humorales8.

Los efectos del DON en

En cuanto a las formas acetiladas H

el sistema inmunitario del cerdo

O

O OH

HO

O HO

de DON, hay pruebas de que al menos el 15-Ac-DON produce una toxicidad crónica general

El DON y otras micotoxinas

similar a la del DON, mientras

Además, cabe señalar que

producidas por Fusarium afectan

que la inmunotoxicidad del

los efectos de la mezcla

directamente a la síntesis de

3-Ac-DON y del 15-Ac-DON

de micotoxinas presentes

globulinas en el hígado y

podría estar menos expresada25.

en los piensos para cerdos

comprometen la respuesta

sobre el sistema inmunitario

inmunitaria de los cerdos22.

también pueden aumentar la

Como se ha observado in vivo, los tricotecenos pueden ser

variabilidad del resultado y no

Los tricotecenos de tipo B,

estimulantes en algunos modelos

pueden predecirse fácilmente,

incluido el DON, tienen la

de leucocitos, pero inhibidores

ya que podrían tener una

capacidad aumentar y disminuir

en otros; paradójicamente,

interacción antagónica, aditiva

las funciones inmunitarias,

estas actividades a veces se

o sinérgica y aumentar el

interrumpiendo la señalización

producen conjuntamente26.

impacto de cada micotoxina .

20

El presente artículo se centrará en las evidencias relativas a los mecanismos subyacentes de la inmunomodulación inducida por las micotoxinas.

intracelular entre los leucocitos23.

Los efectos inmunoestimulantes o inmunosupresores de DON dependen de la dosis, frecuencia y duración de la exposición24, mientras que pocos estudios han demostrado los efectos de 3-Ac-DON, 15-Ac-DON y DON-3-glucósido en la respuesta inmunitaria.

Las células inmunitarias (macrófagos, linfocitos B y T y células Natural Killer (NK)) son sensibles a DON, 3-Ac-DON y 15-Ac-DON, y se pueden observar efectos inmunoestimulantes/ inflamatorios o inmunosupresores dosis dependientes7,23,24,27,28.

7

La expresión genética inflamatoria

Los efectos tóxicos del DON en los

diferencial y la apoptosis inducida

animales de granja se han estudiado

por DON son mecanismos que

ampliamente25, siendo los efectos

juegan un papel importante en

anorexígenos e inmunomoduladores

esos efectos inmunológicos.

los más pronunciados en los cerdos.

La diana molecular más relevante

El rechazo y la reducción de la

de los tricotecenos es la subunidad

ingesta de alimentos después de la

ribosómica 60S, lo que sugiere que

ingestión de pienso contaminado

un mecanismo subyacente es la

con DON se han asociado con los

inhibición de la translocación29.

efectos hormonales e inmunotóxicos de DON, ya que se ha observado

Sin embargo, se sabe que los

que los cambios en las hormonas

tricotecenos y otros inhibidores

de la saciedad (por ejemplo,

de la translocación que se unen

colecistoquinina y péptido tirosina

a los ribosomas también pueden

tirosina) y los cambios de las

activar rápidamente las proteínas

citoquinas proinflamatorias (por

quinasas activadas por mitógenos

ejemplo, IL-1β, IL-6, TNF-alfa)

(MAPK), provocando la expresión

están relacionados con la

de genes relacionados con la

anorexia inducida por DON25.

inflamación como citoquinas

EFECTOS INMUNOTÓXICOS Cambios en citoquinas proinflamatorias

DON O

H

O OH

HO

O HO

Pienso contaminado con DON

Cambios en hormonas de la saciedad

Además, se ha sugerido que el

proinflamatorias23,24, e inducir

DON afecta predominantemente

la apoptosis en un proceso

a las células de proliferación

conocido como “respuesta

intensa como las células

al estrés ribotóxico“30,31.

RECHAZO Y REDUCCIÓN DE LA INGESTA DE PIENSO (ANOREXIA)

epiteliales intestinales (IEC), el hígado y las células inmunitarias, y el orden de sensibilidad al DON es inmunitario >neuro-

Los MAPKs modulan

endocrino>intestinal7,14.

procesos fisiológicos como el crecimiento, diferenciación y apoptosis celular32 y son críticos para la transducción de señales en la respuesta inmunitaria33.

EXPRESIÓN DE GENES INFLAMATORIOS Y APOPTOSIS INDUCIDA POR DON

DON O

subunidad ribosómica 60S H

O OH

HO

O HO

Inhibición de la translocación Expresión de citoquinas proinflamatorias

Respuesta de estrés ribotóxico (apoptosis)

8

En el estudio in vitro

La toxina tuvo un efecto

anteriormente34, las bajas

(hepatocitos expuestos a 500

bifásico sobre la proliferación

concentraciones de DON

o 2000 nm de DON con o sin

de linfocitos específicos de

(hasta 840 μg/kg de alimento

1μg lipopolisacáridos (LPS)/

OVA, sugiriendo un aumento

durante 4 semanas) no afectan

ml; incubación durante 48

en los días posteriores a

a la respuesta inmunitaria

horas) de Doll et al.41, se

la inmunización con OVA,

de los lechones en lo que

sugirió que el DON tiene

pero una disminución en

el potencial de provocar

las semanas siguientes.

de inmunoglobulinas, la EFFECTOS INMUNOLÓGICOS DEL DON EN LECHONES

proliferación de linfocitos y la producción de citoquinas.

Sin embargo, en otros estudios se ha demostrado que el DON aumenta la concentración de IgA en la sangre, mientras que la proliferación de linfocitos inespecíficos puede

con investigaciones anteriores sobre cerdos, otros animales de granja y humanos, normalmente sólo hay efectos menores (hasta 1,5 veces), insignificantes o ningún efecto del DON sobre la IgA.

42 días de exposición a una

sinérgicos, aumentando

dieta contaminada con DON.

la expresión de ARNm de TNF-α en los hepatocitos.

DON estimuló una inducción

redujeron significativamente.

La expresión del ARNm de IL-10 antiinflamatoria aumentó.

En un estudio sobre los efectos RESPUESTA INMUNITARIA A LA VACUNACIÓN

Según Döll y Dänicke , de acuerdo 40

de IgG anti-OVA después de

DON y LPS fueron

inducidas por LPS se

DON (4 mg/kg de alimento

linfocitos en un 28%.

un aumento de los títulos

sobrenadantes de IL-6

Según Frankic et al.37, el

de daño en el ADN en los

inmunizados con OVA mostró

estudio aportó pruebas de que:

Las concentraciones

et al.39 no demostraron efectos inmunitarios significativos tras 6 semanas de exposición oral a DON en cerdos, confirmando la variabilidad de los efectos inmunitarios de DON.

significativamente la cantidad

Otro estudio en cerdos

hepáticas de los cerdos. El

de ARNm de IL-6.

Por otro lado, Ferrari

destetados) aumentó

inmunitarias en las células

dependiente de la dosis

aumentar o disminuir19,35-38.

durante 14 días en cerdos

y modular las reacciones

RESPUESTA INMUNITARIA A LA VACUNACIÓN

respecta a la concentración

EFECTOS HEPATOTÓXICOS DEL DON

Como se ha descrito

Simultáneamente, se incrementó la expresión de las quimiocinas implicadas en las reacciones inflamatorias [(IL-8, quimiocina (motivo C-X-C) ligando 20 (CXCL20), interferón-g (IFN-g)].

El desoxinivalenol aumentó la expresión del gen del antioxidante glutatión peroxidasa 2 (GPX-2) y redujo la expresión de los

del DON sobre la respuesta

genes que codifican los

inmunitaria a la vacunación

antioxidantes enzimáticos,

(2,2-2,5 mg DON/kg de pienso,

incluyendo GPX-3, GPX-4

cerdos destetados durante

y la superóxido dismutasa

9 semanas)19, se observó un

3 (SOD-3), involucrados

aumento de las IgA e IgG

en el estrés oxidativo42.

específicas de la ovoalbúmina (OVA), mientras que los ganglios linfáticos de los cerdos tratados tenían una expresión reducida del ARNm de TGF-β y de IFN-γ, lo que respaldaba la posibilidad de una reducción de la respuesta a la vacunación inducida por el DON.

También se observó una respuesta reducida o retardada de los anticuerpos a los antígenos dependientes del timo en cerdos en crecimiento alimentados con granos contaminados con DON22,43.

9

La exposición a altas

inmunitario innato parecen ser

dosis de DON induce efectos

intestino de los cerdos han sido

sensibles a los tricotecenos26,

supresores de procesos

bien descritos por Pinton y Oswald56,

44

relacionados con los

sugiriendo múltiples efectos

macrófagos son células con

macrófagos, como la secreción

negativos sobre la integridad del

una mayor (10 a 100 veces)

de citoquinas y la fagocitosis, e

epitelio y la barrera intestinal, así

sensibilidad al DON en

induce su apoptosis (mediante

como la modulación de la actividad

comparación con los fibroblastos,

la activación de la quinasa

del epitelio intestinal en su papel

p38), con lo que aumenta la

en la respuesta inmunitaria,

susceptibilidad del huésped

afectando la producción de

linfocitos, IEC o astrocitos.

EFECTOS EN MACRÓFAGOS

. Se considera que los

Los efectos del DON en el

a los patógenos y reduce la

citoquinas por las células intestinales

activación de los linfocitos B

o inmunitarias, y se supone que

y T (los macrófagos no actúan

interfieren con el cruce entre las

como células presentadoras

células epiteliales y otras células

de antígenos)52-54.

inmunitarias intestinales.

de los macrófagos tras la

Sin embargo, los estudios

activación inducida por DON

en macrófagos porcinos

de la vía JAK/STAT4,45.

primarios evidencian la falta

Cano et al.57, investigaron los efectos in vitro del DON purificado [IPEC-1 porcino y explantes yeyunales porcinos (modelo ex vivo )], y sugirieron que el DON puede:

Basándose en algunas hipótesis, el aumento de la sensibilidad puede atribuirse al aumento de la capacidad de DON para entrar en los macrófagos o al aumento de la apoptosis

de activación de la COX-2 La exposición a bajas dosis

y la IL-6 por el DON en los

de DON resulta en:

macrófagos porcinos, lo que

↓DON

sugiere un modo de acción

Estimulación y activación

distinto en esta especie36.

de macrófagos (macrófagos humanos, de ratones, murinos y porcinos).

Potenciar la expresión de genes relacionados con la inmunidad

La modulación de la función

Aumentar la concentración

de las células dendríticas

tiempo-dependiente de

Secreción de citoquinas

(CD) probablemente

proteínas en las células

inflamatorias (IL-1β, IL-2,

contribuye a los efectos

diferenciadas IPEC-1

IL-4, IL-5, IL-6 y TNFα).

inmunosupresores inducidos

Causar una respuesta

Expresión de las proteínas

por el DON. La investigación

inflamatoria intestinal

in vitro e in vivo reveló la interacción entre DON y CD.

temprana

intracelulares COX-2 e iNOS (activación selectiva de la ERK, NFκB y de la proteína activadora-1)24,36,46-48, de la sintasa de óxido nítrico49 y de numerosas quimiocinas

.

50,51

EFECTOS SOBRE LAS CÉLULAS DENDRÍTICAS

EFECTOS EN MACRÓFAGOS

DON

El macrófago y el sistema

Los hallazgos tras alimentar a los

Interrumpir la homeostasis intestinal

cerdos con 5,3 ppm de DON en

Inclinar el sistema inmunitario

el pienso durante 5-11 semanas

intestinal hacia una

(in vivo) y/o tras el tratamiento de 100-800ng/mL de DON de DC derivado de monocitos (in vitro), incluyeron55:

respuesta del Th17

Disminución de la actividad endocítica Inhibición de la secreción de IL-10 Deterioro de la capacidad de las CD para la captación de antígenos

10

Los efectos de la T-2 en el sistema inmunológico del cerdo Según la EFSA , 58

el cerdo doméstico se encuentra entre las

La diana molecular más

La exposición a la toxina

destacada de los tricotecenos

T-2 provoca leucopenia y

es la unidad ribosómica 60S,

depleción celular en los

donde impide la iniciación de

órganos linfoides, lo que

la cadena polipeptídica66.

perjudica considerablemente

Los estudios in vitro

efectos inmunotóxicos y

sugieren que la toxina T-2

hematotóxicos de las toxinas

interactúa con la peptidil

T-2 y HT-2.

transferasa, que es una

Se ha descrito que la toxina T-2 es inmunotóxica, ya sea por sus atributos citotóxicos, apoptóticos o inmunosupresores.

Al igual que otros tricotecenos, la toxina T-2 puede ser tanto inmunosupresora como inmunoestimuladora,

INHIBICIÓN DE LA SÍNTESIS PROTEICA

especies más sensibles a los

integrante de la subunidad ribosómica 60S, inhibiendo así la transpeptidación en el proceso de formación de enlaces peptídicos, lo que da lugar a una inhibición de la prolongación y terminación de la síntesis de proteica62,63.

la producción de anticuerpos, reduce la respuesta proliferativa de los linfocitos y obstaculiza el desarrollo de las células dendríticas70.

Además, puede afectar a las ADN polimerasas, a la desoxinucleotidil transferasa terminal, a la monoaminooxidasa y a varias otras proteínas que intervienen en la coagulación71.

Los efectos tóxicos producidos

Se ha demostrado un efecto

por la toxina T-2 y la toxina

perjudicial de la toxina T-2

HT-2 incluyen la inhibición de

sobre el ADN, tiempo- y

En diversos estudios se han

la síntesis proteica (mediante

dosis-dependiente, utilizando

demostrado los efectos de la

la unión e inactivación de

células mononucleares de

toxina T-2 sobre la respuesta

la actividad de la peptidil-

sangre periférica de cerdos

inmunitaria, tanto humoral como

transferasa en el punto de

(incubación con 0,1-1 μM

celular . Además, la toxina T-2

transcripción), lo que afecta

durante 24 o 42 horas)72.

dependiendo de la dosis y el momento de la exposición.

59

Induce la peroxidación de los lípidos, afectando la integridad de la membrana celular

:

60,61

también a la síntesis de las inmunoglobulinas y, a su vez, a la inmunidad humoral67-69.

Provoca depleción celular en el tejido linfoide Inhibe la función de las células inflamatorias Disminuye las respuestas inmunitarias humorales y

Oxidación lipídica

TOXINA T2

celulares, lo que conduce

Depleción celular en el tejido linfoide

a una mayor susceptibilidad a las infecciones

Inhibición de la prolongación & terminación de la síntesis proteica

↓respuesta humoral y celular

11

Las células dendríticas, las más potentes células presentadoras de antígenos (APC) del sistema inmunitario, han demostrado ser

En un estudio de alimentación con cerdos, se observó una inmunosupresión (0,5-3,0 mg T-2/kg de pienso).

sensibles a los tricotecenos,

Se inmunizó a los cerdos con globulina de caballo,

observándose que la toxina T-2

observándose una reducción de la síntesis de anticuerpos

altera su proceso de maduración64.

esta globulina, así como una disminución dosis-dependiente de los elementos linfoides en el timo y el bazo.

Además, en un estudio in

vitro anterior con macrófagos alveolares primarios de origen porcino, la preexposición de los macrófagos a 3 nM de toxina T-2 disminuyó la producción de mediadores inflamatorios (IL-1β, TNF-α, óxido nítrico) en respuesta al LPS y la disminución de la respuesta proinflamatoria se asoció con una disminución de la expresión del ARNm de TLR. Así pues, la ingestión de bajas concentraciones de toxina T-2 puede afectar a la activación del TLR al disminuir el reconocimiento de patrones de patógenos, interfiriendo con el inicio de la respuesta inmunitaria inflamatoria frente a los patógenos .

65

La toxicidad aguda T-2 (1,2 mg/kg de peso corporal por vía intravenosa) se caracteriza por emesis, paresia posterior, apatía y letargo, así como por graves daños en las células que se dividen activamente en la médula ósea, los ganglios linfáticos, el bazo, el timo y la mucosa intestinal. Sin embargo, en 24

El recuento de leucocitos y la porción de linfocitos T se redujo en todos los grupos de exposición74.

En los cerdos inmunizados con OVA, las dosis subclínicas de toxina T-2 indujeron un aumento temprano y transitorio de la concentración plasmática total de IgA, pero una disminución del título de IgG anti-OVA. Los cerdos alimentados con 1,324 o 2,102 mg de toxina T-2 por kilogramo exhibieron una producción reducida de anticuerpos anti-ovalbúmina el día 21 sin alteración significativa de la proliferación de linfocitos específicos75.

Frankic et al.37 señalaron que la toxina T-2 (3 mg/kg de pienso durante 14 días en cerdos destetados) aumentaba la cantidad de daño del ADN en los linfocitos en un 27% y disminuía la IgG sérica total.

De manera análoga al efecto sobre la proliferación de los linfocitos, se comprobó que cantidades bajas de toxina T-2 aumentaban los niveles de anticuerpos, mientras que las cantidades altas eran inmunosupresoras60, por lo que se puede observar una mayor susceptibilidad a las enfermedades infecciosas (por ejemplo, Mycobacterium, Staphylococcus,

Listeria, Toxoplasma y el virus del herpes simple (HSV-1) - efectos observados en ratas, ratones y pollos)58.

Li et al.76 explicaron que la supresión del IFN-γ por la toxina T-2 es probablemente uno de los factores responsables de la disminución de la inmunidad antiviral en presencia de la toxina T-2. La supresión del IFN-γ puede deberse a un aumento de la expresión de la IL-6 (interleucina 6).

horas, los cerdos supervivientes se recuperan y parecen normales60,73.

12

Aspectos interesantes sobre la interacción entre tricotecenos y el sistema inmunitario En conclusión, los macrófagos, la

1. Activación de las proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPK)

O

IgA y las citoquinas proinflamatorias tienen un papel significativo en los efectos inmunomoduladores de los tricotecenos77.

Los mecanismos subyacentes de los efectos del tricoteceno en el sistema inmunitario, como se sugiere en los estudios de Wu et al. 77-79 y Liao et al. 62, son:

DON

3. Inducción de vías de señalización mitocondrial y apoptosis

H

O OH

HO

O

2. Desencadenamiento del estrés del retículo endoplasmático y la señalización mediada por el calcio

HO

MECANISMOS MOLECULARES SUBYACENTES DEL DON

4. Influencia en la vía de la síntesis de proteínas en las células, como la síntesis de ARN, el funcionamiento del ribosoma y la traducción

1. Activación de las proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPK) La teoría más aceptada es que el DON y otros inhibidores de la traslación de la unión al ribosoma pueden activar a las proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPK) mediante un mecanismo conocido como proceso de “respuesta al estrés ribotóxico”30.

Los MAPKs, que son cruciales para la transducción de señales en la respuesta inmunitaria, median la regulación transcripcional y

y luego desencadena rápidamente la vía de señalización MAPK (así

post-transcripcional de los

como las vías NF-kB y JAK/STAT), lo que inalmente conduce a la

genes causada por DON.

apoptosis celular y a la expresión de citoquinas proinflamatorias80.

El DON se une al locus de la peptidil transferasa del

Además, los tricotecenos regulan las moléculas de señalización

ribosoma 28s, lo que activa

relacionadas con la apoptosis, como IL-6, IL-1β y TNF-α.

la respuesta al estrés ribotóxico e induce la

La fosforilación MAPK puede activarse después de que

fosforilación de la proteína

estas toxinas se unan al peptidil de los ribosomas para

quinasa (PKR) y la quinasa

regular las respuestas inmunitarias y la apoptosis23,88.

hematopoyética (Hck),

13

El estrés oxidativo es un importante

2. Desencadenamiento del estrés del retículo endoplasmático y la señalización mediada por el calcio

mecanismo de toxicidad asociado a los tricotecenos, ya que altera

El DON también puede inducir estrés del retículo endoplásmico (RE) ,

el funcionamiento normal de las

así como aumentar la expresión de las proteínas ATF3 y DDIT3 (dos de

mitocondrias y genera radicales

los principales marcadores de estrés del RE) en un plazo de 3 horas .

libres, incluidos los ROS.

81

81

Estos compuestos inducen la

Tal como se ha señalado, la sobreexpresión de ATF3 y DDIT3 podría

peroxidación de los lípidos,

dar lugar a la detención del ciclo celular y/o la apoptosis82,83.

cambian el estado antioxidante de las células y reducen la actividad

El DON puede inducir la fosforilación de las proteínas quinasas JNK en linfocitos T y la separación de la caspasa-3, un evento conocido por mediar la apoptosis, dentro de las 3 horas después de su exposición81.

La caspasa-12 activada puede inducir la activación de la caspasa-9 a través de la escisión directa de la caspasa-9, que a su vez induce la activación de la caspasa-3 y finalmente se produce la apoptosis84.

de las enzimas antioxidantes ESTRÉS OXIDATIVO

las células Jurkat, desencadenando una respuesta de activación de los

como la glutatión-S-transferasa (GST), la superóxido dismutasa (SOD) y la catalasa (CAT)77,88.

El daño al ADN también se asocia con la generación de ROS y la peroxidación de lípidos. Algunas vías de señalización, entre

3. Inducción de vías de señalización mitocondrial y apoptosis

ellas MAPK, JAK/STAT y NF-κB, son inducidas posteriormente

El DON también induce la apoptosis al involucrar la vía intrínseca

por el estrés oxidativo, y las

mitocondrial a través de los siguientes mecanismos85,86:

vías de apoptosis mediada por

Apertura del poro de transición de permeabilidad mitocondrial (mPTP)

caspasas también se activan89.

Pérdida del potencial transmembrana mitocondrial Aumento del O2- (anión superóxido) Liberación del citocromo C

El estrés oxidativo (generación de ROS tan pronto como

Así pues, la disfunción mitocondrial, a raíz de la liberación

30 minutos después de la

del citocromo C en el citoplasma y la activación en serie

exposición) es el mecanismo

de las caspasas contribuyen a la apoptosis inducida por

por el cual la toxina T-2 causa

DON, posiblemente modulada por la familia Bcl-262.

daños en el ADN y apoptosis90-92.

4. Influencia en la vía de la síntesis de proteínas en las células, como la síntesis de ARN, el funcionamiento del ribosoma y la traducción El DON también puede aumentar la expresión de microARNs (miRNA) responsables de la inhibición de genes selectivos y la síntesis de los ribosomas87.

Además, los tricotecenos reducen considerablemente la expresión del IFN-γ en cerdos y ratones, reduciendo así la resistencia del hospedador a los virus y su capacidad de reparación19,93, mientras que el DON reduce la expresión del IFN-b y promueve la apoptosis celular48.

14

El efecto inmunomodulador de

El efecto inmunoestimulador

Los tricotecenos tienen un

los tricotecenos está determinado

de los tricotecenos puede

mecanismo de “evasión

por el equilibrio entre las vías

estar mediado, en parte,

inmunitaria” que suprime

de señalización de supervivencia

por la autofagia95,96.

las defensas inmunitarias

y muerte celular26,88,94.

INMUNOESTIMULACIÓN

por la toxina T-2 se inhibe simultáneamente por la vía JNK1-STAT3 (que mantiene la función normal de las mitocondrias) y se promueve por la vía STAT1 en la misma célula94.

EVASIÓN INMUNITARIA

autofagia inducida por DON

La apoptosis celular inducida INMUNOMODULACIÓN

del hospedador y las

Según Tang et al.96, la inhibe la apoptosis inducida por DON de las células epiteliales intestinales al mitigar el daño causado por el estrés oxidativo, lo que hace que la respuesta de las células al estrés falle.

inducidas por las vacunas.

Este mecanismo interfiere con los genes antiapoptóticos, promoviendo la apoptosis inducida por el estrés oxidativo93,97,98, permitiendo que las toxinas escapen a la

El DON inicia tanto una

Según Bin-Umer et al.95, la

vía de supervivencia

autofagia de las mitocondrias

(ERK/AKT/p90Rsk/Bad)

dañadas (mitofagia) desempeña

como una vía apoptótica

un papel fundamental en la

competidora (p38/p53/Bax/

resistencia de las células

Mitocondrias/Caspasa-3) en

a los tricotecenos.

reacción del hospedador y a la reparación inmunitaria78.

macrófagos RAW 264.7 .

26

GENOTOXICIDAD ZEARALENONA

HEPATOTOXICIDAD

HEMATOTOXICIDAD

Debido a sus propiedades estrogénicas, el ZEN se une a los receptores de estrógeno (REs) y se asocia típicamente con los

ZEA

trastornos reproductivos en el cerdo .

99

Sin embargo, se sabe que el ZEN también produce hepatotoxicidad, hematotoxicidad, inmunotoxicidad y genotoxicidad45,100.

ER

UNIÓN A RECEPTORES DE ESTRÓGENO

Dado que las células inmunitarias también expresan REs como REα en las células NK,

Células NK, macrófagos y linfocitos T → REα

macrófagos y células T, así como REβ en los monocitos y los linfocitos B101, la ZEN también

Monocitos y linfocitos B → REβ

puede unirse a tales RE y regular una variedad de vías metabólicas de la respuesta inmunitaria100.

TRASTORNOS REPRODUCTIVOS INMUNOTOXICIDAD

15

La ZEN no sólo activa los genes relacionados con la respuesta inmunitaria, sino que también interfiere con el sistema inmunitario esplénico, cambian los fenotipos de los linfocitos del bazo e incluso provoca la atrofia de los linfocitos en ratones o ratas102,103.

Además, la ZEN puede inducir la inmunosupresión al reducir las inmunoglobulinas en el suero y las citoquinas en los órganos linfoides104.

Por otro lado, la secuenciación del ARN en muestras de hígado de lechones alimentados con pienso contaminado con ZEN y DON, indicó un efecto sobre la expresión y conjunto de transcritos relacionadas con la inmunidad105.

En cuanto a los efectos de la ZEN en la respuesta inmunitaria humoral, un estudio realizado con ratas (5,0 mg/kg de ZEN durante 36 días) reveló que la ZEN sola (sin desafío inmunitario) puede

Además, un estudio in vitro con células mononucleares de sangre periférica (PBMC) de lechones también mostró una disminución de los niveles de inmunoglobulina107.

En cambio, en un estudio in vivo realizado por Swamy et al.108, se observaron mayores

Los experimentos in vitro con células Vero y Caco-2

concentraciones de inmunoglobulinas

sugieren que la ZEN induce citotoxicidad y daño

séricas (se aumentaron las IgM e IgA, pero

oxidativo además de su potencial estrogénico111.

no las IgG) en cerdos alimentados con granos contaminados con DON, ácido fusárico (FA),

Además, un estudio in vitro de Taranu et al.112,

ZEN y 15-acetildeoxinivalenol (15-acetilDON).

Según otro estudio in vivo realizado por el mismo grupo109 con diferentes concentraciones de las mismas micotoxinas en cerdos, se observó la ausencia de efecto de la dieta en los niveles de anticuerpos IgM e IgG.

Los efectos inconsistentes de la ZEN sobre la respuesta inmunitaria humoral podrían estar relacionados con los efectos específicos de

CITOTOXICIDAD Y DAÑO OXIDATIVO

RESPUESTA INMUNITARIA HUMORAL

disminuir la producción de inmunoglobulinas106.

en el que se investigaban los efectos de la ZEN (10 mM) en la expresión génica de las células intestinales porcinas (IPEC-1), apoyó que, aunque esas concentraciones de ZEN no afectan a la viabilidad celular, el 70% de los 190 genes de expresión diferencial estaban sobreexpresados.

Los genes que codifican las enzimas glutatión peroxidasa (GPx6, GPx2, GPx1) se encontraban entre los más expresados, lo que aportaba pruebas de que las micotoxinas inducen daño oxidativo, mientras que también se revelaba una mayor

los receptores, ya que la ZEN es un agonista

expresión de las citoquinas implicadas en la

de REα y un agonista-antagonista mixto de

inflamación (por ejemplo, TNF-α, IL-6, IL-8)

REβ , con un posible antagonismo completo

y el reclutamiento de células inmunitarias

de la REβ expresado por los linfocitos B103.

(por ejemplo, IL-10), demostrando que la ZEN

110

modula las vías de reparación inmunitaria y/o celular de las células intestinales.

16

Marin et al.113 investigaron los efectos de la ZEN y sus metabolitos, α- zearalenol (α-ZEL), β-zearalenol (β-ZEL), y la zearalanona (ZAN), sobre varias funciones de los neutrófilos como la proliferación, la síntesis de citoquinas y el estrés oxidativo en un modelo de células polimorfonucleares porcinas (PMN).

Se observó que la toxina parental era menos

β-ZEL también indujo la muerte celular, principalmente por apoptosis en lugar de necrosis, mientras que los otros metabolitos ZEN indujeron: Pérdida de potencial de la membrana mitocondrial (MMP) Cambios mitocondriales en las proteínas Bcl-2 y Bax

tóxica, mientras que los derivados de ZEN

Liberación citoplasmática del citocromo c

indujeron una disminución significativa de la

y el factor inductor de apoptosis (AIF)

METABOLITOS DE ZEN

síntesis de IL-8 en los PMN de los cerdos.

Se llegó a la conclusión de que la ZEN y sus derivados pueden tener efectos divergentes sobre importantes parámetros de la inmunidad

Al explicar las alteraciones observadas en

innata de los cerdos, como la viabilidad de

los macrófagos, se llegó a la conclusión

las células, la IL-8 y la síntesis de aniones

de que la activación de p53, JNK o p38

superóxidos. En otro estudio realizado por el

quinasa por los metabolitos ZEN es la

mismo grupo107 con PBMC, 5 y 10 μM de ZEN y

principal señal corriente arriba necesaria

ZAN disminuyeron significativamente la síntesis

para la alteración mitocondrial de las vías

de TNF-α en el sobrenadante del cultivo celular

de señalización Bcl-2 (antiapoptótica)/Bax

de PBMC, y 10 μM de ZAN disminuyó también

(pro-apoptótica) y la generación de especies

la síntesis de IL-8, mientras que el ZEN y sus

de oxígeno reactivo intracelular (ROS),

metabolitos en concentraciones superiores al 5 μM

mientras que la pérdida de potencial de la

también indujeron una disminución significativa

membrana mitocondrial y la translocación

de la concentración de IgG, IgA o IgM.

nuclear del factor inductor de la apoptosis son los eventos críticos de la apoptosis mediada

Una evaluación in vitro posterior de la

por el metabolito ZEN en los macrófagos.

toxicidad de α-ZEL y β-ZEL en macrófagos RAW264.7114 demostró que la β-ZEL tenía un efecto inhibitorio más fuerte sobre la viabilidad de los macrófagos que la α-ZEL.

17

FUMONISINA B La toxicosis por FB, según el nivel de contaminación y el tiempo de

FUMONISINA B

Efectos cardiovasculares y edema pulmonar Toxicidad Hepática & Renal

exposición, puede provocar el síndrome de edema pulmonar porcino debido a los efectos tóxicos cardiovasculares, así como un aumento de la relación esfinganina/

Disrupción de las vías de síntesis de lípidos

esfingosina (Sa/So) en el suero y los tejidos, toxicidad hepática y renal, retraso en la madurez sexual y alteraciones de la funcionalidad reproductiva, deterioro de la respuesta inmunitaria innata y adquirida, lesiones histológicas en los órganos internos, así como

Trastornos reproductivos

alteraciones de la fisiología cerebral.

Debido a su parecido estructural con la ceramida, las fumonisinas inhiben competitivamente las ceramida sintasas (CerS), un grupo de enzimas clave en la biosíntesis de la ceramida y los esfingolípidos más complejos, lo que da lugar a la interrupción de la síntesis de novo de la ceramida, así como al metabolismo de los esfingolípidos y, en consecuencia, a alteraciones en las vías lipídicas115.

Las FBs, especialmente la B1 (FB1), influyen en la respuesta inflamatoria21,116.

Se ha descrito una reducción de la expresión de citoquinas (IL-6, IL-1β, IL-12p40 y IL-8) en el bazo y un aumento significativo de

INFLAMACIÓN

la expresión de IL-1β, IL-6, IFN-γ y TNF-α en el intestino delgado de los lechones alimentados con dietas contaminadas [ya sea DON (3 mg/kg) o FB (6 mg/kg), o ambos durante 35 días]117.

Tras la ingestión de 2,8 μM FB1/kg de peso corporal (37-44 mg FB1/kg de alimento), se encontró una disminución de la expresión de la mayoría de las citoquinas en las diferentes porciones intestinales tras 14 días de exposición118.

Además, 8 mg de FB1/kg de pienso disminuyó la expresión génica de las citoquinas IL-4, IL-6 e IL-10 de Th2 en la sangre de los cerdos116,119. Algunos de los cambios en la expresión de ARNm de IL1α, IL1β, IL6, IL8, TNFα y MCP-1 inducidos por FB u otras toxinas de Fusarium también podrían estar relacionados con la citotoxicidad120.

18

En cuanto a la morfología

En cerdos expuestos a FB1 y

y la función intestinal, las

vacunados frente al virus de

e in vivo, la FB1 modifica el

FBs se han asociado con21:

la enfermedad de Aujeszky

equilibrio de citoquinas Th1/

(Herpesvirus Suid 1 [SuHV1]),

Th2 (T-helper 1/T-helper

la respuesta inmunitaria

2) en los cerdos de manera

humoral se vio muy alterada,

similar a una respuesta humoral

Disminución de la resistencia

con una fuerte disminución de

alterada116,119, además de influir

eléctrica transepitelial

los anticuerpos observados .

en la respuesta inflamatoria.

Fusión y atrofia de las vellosidades intestinales

122

(TEER), densidad de células caliciformes, y expresión

De forma similar, la exposición

de oclusina y cadherina E

in vivo (28 días) de lechones destetados a pienso contaminado con 8 mg de FB1/kg disminuyó

Mayor translocación bacteriana a otros órganos oportunistas intestinales Se han demostrado efectos negativos significativos en el sistema inmunitario intestinal (exposición oral a 1 ppm FB durante 10 días, seguida de un desafío con Escherichia coli), que muestran una reducción de la expresión intestinal de IL-12p40, un deterioro

significativamente la expresión RESPUESTA INMUNITARIA HUMORAL

FUNCIÓN INTESTINAL

y proliferación de bacterias

del ARNm de la IL-4 por parte

celular por apoptosis124.

cerdos [ya sea DON (3 mg/ kg) o FB (6 mg/kg), o ambos

tras la vacunación frente a

durante 35 días] demostró

Mycoplasma agalactiae .

que la IL-8, la IL-1β, la IL-6

116

En un estudio similar con FB1 y vacunación frente a Mycoplasma agalactiae , se demostró que los niveles de anticuerpos

intestinales (APC), una

de la vacunación, así como

disminución de la expresión de

el nivel de expresión de

la molécula del Complejo de

ARNm de la IL-10119.

T tras la estimulación121.

células viables y a la muerte

de anticuerpos específicos

significativamente después

estimulación de los linfocitos

significativa del número de

Un experimento in vivo con

presentadoras de antígenos

reducción de la capacidad de

alveolares porcinos con FB1 condujo a una reducción

los cerdos y disminuyó el título

específicos disminuyeron

clase II (MHC-II) y una

La incubación de macrófagos

de los glóbulos sanguíneos de

de la función de las células

Mayor de Histocompatibilidad

Según experimentos in vitro

En otro estudio se constató

y la proteína inflamatoria de los macrófagos-1β disminuían significativamente en el bazo de los lechones expuestos a dietas multicontaminadas (DON y FB), mientras que los animales que sólo recibieron alimentos contaminados con FB demostraron una disminución significativa en la codificación del ARNm para la IL-1b y la IL-6125.

una disminución de la expresión de IL-8 en el intestino de los cerdos tras la administración oral de 0,5 mg/kg de FB1 aunque otras citoquinas no se vieron afectadas123.

19

AFLATOXINAS

HEPATOTOXICIDAD Las aflatoxinas tienen propiedades hepatotóxicas, carcinogénicas

AFLATOXINA B1

INMUNOTOXICIDAD

e inmunotóxicas, perjudicando tanto la respuesta inmunitaria innata como la adquirida126.

La ingestión de aflatoxinas (140 y 280 ppb durante 4 semanas) tiene un efecto bifásico en el número total de leucocitos, de modo que una dosis baja de AF

CARCINOGENICIDAD

(140 ppb) disminuye el número total de leucocitos, mientras que una dosis alta (280 ppb) tiene el efecto opuesto, además de disminuir la expresión de los mRNA

de monocitos para producir

pero se detectó un fallo en la

de citoquinas proinflamatorias

eficientemente aniones superóxidos

activación de los linfocitos130.

(IL-1β, TNF-alfa) y aumentar

tras la estimulación de estallido

la de los mRNA de citoquinas

oxidativo in vitro, mientras que su

Los hallazgos de otro estudio131

antiinflamatorias (IL-10)127.

capacidad de fagocitar glóbulos

sobre la implicación de la AFB1 en

rojos no se vio comprometida.

la replicación del virus de la gripe

En ese estudio también se observó una reducción de la

Las células granulocíticas

respuesta inmunitaria inducida

mostraron una reducción de

por Mycoplasma agalactiae en

la respuesta quimiotáctica

el grupo tratado con 280 ppm.

al factor quimioatrayente

Además, en lo que respecta a los

bacteriano y a la caseína128.

porcina (SIV) in vitro e in vivo, apoyaron que la exposición a la AFB1 acentúa la replicación del SIV, la inflamación y el daño pulmonar al activar la señalización de TLR4-NFkB.

efectos de la AFB1 en el proceso Un estudio con esplenocitos

inflamatorio, se ha demostrado

La AFB1 interfiere en el desarrollo de

que la exposición in vitro de los

la inmunidad adquirida en los cerdos

macrófagos alveolares de los

tras la vacunación frente a la erisipela

cerdos a esta toxina da lugar a

con una preparación bacteriana

una disminución de la viabilidad

(una suspensión de bacterias

y la actividad fagocítica de las

muertas) de E. rhusiopathiae

células de cultivos primarios en

En el estudio, la AFB1 inhibió

y aumenta la gravedad de la

la producción de IL-2 en

función del tiempo y la dosis124.

infección con E. rhusiopathiae129.

los esplenocitos porcinos,

La evaluación de muestras de sangre de lechones de 25 días de edad, nacidos de cerdas que recibieron AF a través del pienso durante la gestación y lactación, demostró la reducción de la respuesta linfoproliferativa a los mitógenos y la incapacidad de los macrófagos derivados

Por otra parte, en un modelo de cerdo vacunado con

porcinos132 proporcionó pruebas de los mecanismos subyacentes implicados en la inmunosupresión inducida por AFB1.

provocando una inmunotoxicidad dosis-dependiente.

ovoalbúmina (OVA), la exposición a la AFB1 no tuvo un efecto

Además, la AFB1 disminuyó el

importante sobre la inmunidad

nivel de glutatión reducido (GSH)

humoral (concentraciones de

y aumentó la peroxidación lipídica

IgA, IgG e IgM totales y de

en los esplenocitos porcinos, lo

IgG específicas anti-OVA),

que va acompañado de un aumento de la fosforilación de ERK1/2.

20

Por lo tanto, se concluyó que la AFB1 inhibe la proliferación de linfocitos inducida por anti-CD3

Además, la AFB1 altera la inmunidad celular, probablemente por la desregulación de la capacidad de presentación de antígenos de las células dendríticas133.

y la producción de IL-2 por la vía

Por otro lado, la exposición a AF aumenta la capacidad de

de señalización ERK1/2 MAPK

inducción de proliferación de los linfocitos T de las por parte

mediada por el estrés oxidativo.

de las células dendríticas derivadas de monocitos porcinos, lo que mejora la capacidad de presentación de las células134.

OCRATOXINA A

NEFROTOXICIDAD La OTA es un importante agente nefrotóxico, además de tener

OCRATOXINA A

INMUNOTOXICIDAD

propiedades hepatotóxicas, así como inmunotóxicas, neurotóxicas y teratogénicas21.

Se describió una perturbación de la respuesta inmunitaria humoral en un estudio in

vivo con cerdos (500 μg OTA/kg de pienso durante 3 meses)122, ya que se observó una fuerte disminución del título de

HEPATOTOXICIDAD TERATOXICIDAD

NEUROTOXICIDAD

RESPUESTA INMUNITARIA HUMORAL

anticuerpos tras la inmunización frente a la Enfermedad de Aujeszky (Pseudorabia).

Una disminución de la producción de IL-2 cuando los linfocitos fueron estimulados con concanavalina A

Las cerdas jóvenes alimentadas con piensos contaminados con OTA mostraban135: Una reducción de la respuesta de hipersensibilidad de los basófilos cutáneos a la fitohemaglutinina

Una disminución del número y la actividad fagocítica de los macrófagos La aparición espontánea de una infección clínica por Salmonella

choleraesuis relacionada con la dosis se produjo en lechones alimentados con 1 y 3 mg de OTA/kg de pienso136.

En otro experimento realizado por el mismo grupo, se vacunó a los lechones frente a S. choleraesuis, la ingestión de OTA (1mg

a la tuberculina

de OTA /kg de pienso) provocó infecciones espontáneas de Brachyspira hyodysenteriae y Campylobacter coli que se asociaron a la inmunosupresión inducida por OTA, mostrando una respuesta retardada al antígeno y una respuesta humoral reducida136.

Una disminución del índice

Por el contrario, en un estudio anterior135, la OTA (2,5 mg de

de estimulación para

OTA/kg de pienso durante 35 días) no tuvo ningún efecto en

la linfoblastogénesis

las concentraciones de inmunoglobulina total y específica.

Una reducción de la hipersensibilidad retardada

21

La OTA también afecta a la EXPRESIÓN DE CITOQUINAS

expresión de citoquinas.

Un experimento realizado con lechones destetados que ingirieron una dieta contaminada con OTA (181 ng/g de pienso) mostró un aumento del nivel de TNF-α y de IL-10 en plasma, con una menor capacidad de responder con la expresión de citoquinas en un desafío ex vivo con lipopolisacáridos (LPS)137.

Hay evidencias, principalmente

La OTA puede inducir una expresión alterada de los genes que intervienen

de estudios in vitro, de los

en el crecimiento/proliferación celular, la muerte/supervivencia

efectos de la OTA sobre los

celular y la función inmunitaria en el riñón, así como una expresión

neutrófilos y los macrófagos,

alterada de las moléculas que intervienen en la respuesta inmunitaria

incluido el estrés oxidativo, la

y la autodefensa antioxidante en el intestino de los cerdos141,142.

apoptosis, la fosforilación del ERK1/2 y la liberación de TNFα por las vías del NF-kB138.

También se ha descubierto que la OTA modula la expresión de los microARN, en particular en las células renales in

En un estudio sobre la toxicidad de las micotoxinas de Penicillium

vivo e in vitro. Muchos de los miARNs alterados están involucrados en las vías de señalización del MAPK138.

en la proliferación de linfocitos inducida por mitógenos, se observó

La OTA también induce la fosforilación de P38 y ERK1/2

que la OTA era el inhibidor de la

en los esplenocitos de los cerdos, lo que produce

proliferación celular más potente

nefrotoxicidad e inmunotoxicidad, respectivamente143.

(50% de inhibición a 1,3 mM) .

139

Además, se ha señalado que la

Según los enfoques proteómicos, el aumento de la

OTA induce la fosforilación de

expresión de las proteínas mitocondriales que participan

P38 y ERK1/2 en los macrófagos

en el transporte de electrones, la síntesis de proteínas,

alveolares porcinos, causando

la respuesta al estrés y la muerte celular y la modulación

inmunotoxicidad mediante

de las proteínas que participan en la inflamación son

un aumento de las proteínas

factores relacionados con la toxicidad de la OTA144,145.

de la vía de señalización inflamatoria mediada por el

Además, se ha descrito una disminución de la viabilidad

receptor Toll-like 4 (TLR4)

de los linfocitos T inducida por TCR en los linfocitos de la

y una elevada producción

sangre periférica y esplenocitos (400, 800 μg/kg dieta) en

de ROS intracelular .

cerdos146. Así pues, se sugiere que la nefrotoxicidad y la

140

inmunotoxicidad de la OTA podrían involucrar estrés del RE, activación de la señalización MAPK y autofagia143,146.

22

Observaciones finales y notas prácticas Se considera que los hongos son

Tal alteración de la inmunidad

la mayor amenaza para la salud

vacunal puede provocar la

animal y vegetal entre todas las

aparición de la enfermedad,

clases taxonómicas de patógenos147.

incluso en grupos vacunados adecuadamente. Estos casos

Las investigaciones actuales han

son de gran importancia

proporcionado evidencias claras de

cuando se investiga la

que las micotoxinas afectan al

efectividad de los programas

sistema inmunitario de los cerdos.

de vacunación en las granjas.

El intestino es, sin duda,

Además, los casos de contaminación

el eslabón clave entre las

de los piensos con mezclas de

micotoxinas ingeridas y los efectos

micotoxinas deben ser considerados

perjudiciales para el animal.

más probables que la contaminación

Los efectos negativos de las micotoxinas en el intestino (por

con una sola micotoxina en

Para comprender mejor la

condiciones de campo.

complejidad de las interacciones, la

Los efectos de las mezclas

ejemplo, la reducción de la integridad de la barrera) y en

de micotoxinas en el sistema

el sistema inmunitario implican

inmunitario de los cerdos aún no se

que pueden desempeñar

han aclarado por completo.

un papel fundamental en

En cuanto a la reducción de la

exposición conjunta in vivo a FB y DON dio lugar a una interacción sinérgica en la proliferación de linfocitos tras la estimulación mitogénica, una interacción aditiva en la expresión de citoquinas

el inicio, la progresión y la

proliferación de linfocitos en

duración de las infecciones

(IL-8; IL-1b, IL-6 y la proteína

estudios in vivo, se ha sugerido un

intestinales (y sistémicas).

inflamatoria de los macrófagos

fenómeno de aditividad tras la

1b) y una interacción antagónica

Por lo tanto, al comprometerse

exposición conjunta a las toxinas AF

en los niveles de expresión de

la integridad intestinal también

y FB u OTA y T-2, y de sinergismo

IgA y citoquinas específicas125.

aumentará la probabilidad

tras la exposición conjunta a FB y

de que los microbios o

DON151.

productos microbianos, o micotoxinas, entren a la circulación e induzcan enfermedades sistémicas148-150.

Los amplios efectos inmunosupresores de las micotoxinas pueden disminuir la resistencia del huésped a las enfermedades infecciosas20, mientras que la respuesta inmunitaria de las vacunas también se altera con dosis de micotoxinas que no alteran la respuesta inmunitaria global

.

75,116,130

Cuando esas observaciones se combinan con las diversas propiedades inmunomoduladoras de las micotoxinas, resulta evidente que las respuestas a las vacunas, la susceptibilidad a las infecciones y el uso de antimicrobianos, así como la productividad y el rendimiento económico puedan verse alterados debido a la ingestión de micotoxinas, en condiciones de campo.

Esas cuestiones deben tenerse en cuenta al evaluar la necesidad de un programa preventivo regular para las micotoxinas en las explotaciones agrícolas.

23

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