Meta análisis: Efecto Inmunomodulador sobre la IgA, generado por los ß-glucanos 1,3/1,6 (Sacharomices cerevisiae) en Pollos de engorde, desafiados con Salmonella entérica

1. Introducción

El género Salmonella pertenece a la familia de las enterobacteriaceas, presenta características como anaerobias facultativas, gram negativas, pueden ser móviles con flagelos e inmóviles, fermentan glucosa, forman gas y reducen nitratos a nitritos y contempla cerca de 2.700 serovariedades [1].

Todos los serotipos huésped-especifico producen una infección sistémica con diferentes signos clínicos, La Salmonella puede causar enfermedad en otras especies y son denominadas cepas adaptadas al hospedador [2], Un ejemplo del argumento anterior es el caso de la S. Typhimurium y S. Enteritidis que son los dos serotipos de las aves que con más frecuencia se transmiten a los humanos [2].

El Centro de Diagnóstico y Control (CDC) en Estados Unidos, reporta aproximadamente 1.4 millones de casos de Salmonellas no tifoideas, de estos casos 40.000 son causados por la Salmonella enteritidis [3], además la tasa de mortalidad reportada es de 500 muertes por año, la mayoría de los aislamientos son por S. Enteritidis (24.7%), y S. Typhimurium (23.5%) [4].

La incidencia en Colombia para el año 2010 es de 1.8 casos por cada 100.000 habitantes (759 casos) [5].

El intestino posee una barrera mecánica formada por células epiteliales (enterocitos) con uniones complejas unidas fuertemente (Claudin y Ococlaudin), estos juegan un papel muy importante en la absorción de nutriente, electrolitos, agua y le dan a el intestino una fortaleza como barrera intestinal manteniéndolo libre de la invasión de patógenos [6,7], El daño de las uniones intercelulares, no únicamente causa trastornos en la permeabilidad, además permite el paso de antígenos, aumenta la posibilidad de traslocar bacterias a el interior de lumen intestinal, lo cual puede conducir a un infección y una endotoxemia, que disminuye la absorción de nutrientes exógenas y endógenas[8].

La Salmonella entérica puede colonizar e invadir el tracto gastrointestinal dañando la barrera intercelular, esto puede causar una gastroenteritis aguda, y bacteria en las aves y en los humanos [9].

La disminución de la colonización por Salmonella del tubo gastrointestinal y el mantenimiento de la integridad de la barrea intercelular, es primordial, para evitar la contaminación de las carcasas en matadero. Varias actividades profilácticas se han realizado en la industria avícola del pollo par el control de la infección que incluyen: aumento de los niveles de higiene, antibióticos, exclusión competitiva, uso de prebióticos, pro bióticos, selección genética, aves con mejor respuesta inmune y el desarrollo de vacunas [10], Aunque los antibióticos son una de las herramientas más efectivas para el control de la salmonelosis, el desarrollo de resistencia bacteriana ha aumentado en los últimos años y ha llevado la industria avícola a restringir su uso, por eso es necesario desarrollar alternativas para enfrentar esos desafíos bacterianos [10].

Los β-glucanos son polímeros de glucosa, unidos por enlaces glicosidicos que se encuentran en la pared celular de las bacterias, los hongos, y levaduras, dentro de estas están las de la avena y la cebada [11], Los β-glucanos provenientes de la pared de levadura posee dos ramificaciones comprimidas del pyranosil, denominadas ramificaciones 1,3/1,6 [12,13], Estas ramificaciones de polímeros difieren en su dirección y estructura interna [14], las sustancias que tiene β-glucanos, como las levaduras, los hongos, los granos y las algas marinas pueden mejorar la respuesta inmune del hospedador frente a infecciones bacterianas [15], Los β-glucanos de las levaduras (YG), extraídos como polisacáridos de la pared Sacharomices cerevisiae han sido ampliamente estudiados y demuestran que poseen una actividad inmunomoduladora, relacionada con los receptores de reconocimiento similares (TLRs), mejorando la respuesta inmune contra los agentes infecciosos [16], Gou et al.,2003 [17] demuestra que los β-glucanos 1,3/1,6 provenientes de la pared de levadura Sacharomices cerevisiae elevan la capacidad fagocitica de los macrófagos y aumenta la proliferación de linfocitos, de igual manera se incrementa la actividad de los linfocitos CD8 en las aves [18], además se ha demostrado que la inclusión en la dieta para pollos de engorde de los β-glucanos 1,3/1,6 aumento las respuesta inmune de la mucosa intestinal y redujo las lesiones en el tejido intestinal en aves con desafíos de coccidia [19], en los última década hay evidencia de que el uso de β 1,3/1,6, incremento la efectividad en la eliminación de importantes patógenos tales como la Salmonella y Escherichia coli en pollos de engorde [15, 20], (ver Imagen Nº 1).

Todos los estudios referenciados anteriormente principalmente se focalizan en la respuesta de los β-glucanos 1,3 /1,6 sobre el sistema inmune de las aves, uno de las virtudes de estas sustancias es la secreción de anticuerpos locales al estimular su efecto protectivo en la mucosa intestinal para eliminar bacterias gram negativas como salmonella enteritidis por lo anterior : el objetivo del presente Meta análisis fue evaluar el efecto de los β-glucanos 1,3/1,6 provenientes de la pared de levadura (Sacharomices cerevisiae) sobre la secreción de IgA (sIgA) en pollos desafiados con Salmonella enteritidis en uso continuo hasta los 21 días de edad

Meta análisis: Efecto Inmunomodulador sobre la IgA, generado por los ß-glucanos 1,3/1,6 (Sacharomices cerevisiae) en Pollos de engorde, desafiados con Salmonella entérica - Image 1

^{Imagen Nº 1. Morfología de los macrófagos abdominales luego de 24 horas de incubación(A), macrófagos abdominales fagocitando Salmonella enteritidis. Extendido por Lui Stein con una amplificación de 1x1000. Adaptado de Chen et al., 2008.}

2. Materiales y métodos

2.1 Revisión de Literatura

Se restringió la búsqueda de los estudios de investigación al efecto inmunomodulador sobre la secreción de IgA de los β-glucanos 1,3 /1,6 (Sacharomices cerevisiae) en pollos de engorde desafiados con Salmonella enteritidis a la literatura publicada entre el años 2000 a 2018, se incluyeron todos los estudios escritos en español e inglés, usando las bases de datos computarizadas (PUB MED, MED LINE, SCIENCE DIRECT), todos los estudios fueron revisados para obtener la información requerida por el QUALITY CONSORT, Tamaño de la muestra, numero de pollos desafiados con Salmonella enteritidis, numero de aves no desafiado (Control), Dosis usada (mg/k), esquema de dosificación en días.

Tabla Nº1. Variables que proveieron los estudios seleccionados efecto del uso de los β-glucanos 1,3 /1,6 sobre la secreción de IgA en pollos de engorde desafiados con Salmonella enteritidis.

2.2 Búsqueda de literatura

La combinación de las palabras claves de la pregunta primaria fueron las siguientes: [(Poultry OR Broiler OR Chiken) AND (Treatment Salmonella enteritidis OR Control salmonella enteritidis) AND (β-Glucan 1,3/1,6 OR Yeast Cell Wall)], se identificaron 30 referencias bibliográficas con las palabras de búsqueda, no hubo restricción para la inclusión de resúmenes de revistas o artículos o tesis de grado, se tuvieron en cuenta los artículos escritos en inglés y español, en la primera fase de selección fueron eliminados 24 artículos por los siguientes motivos: 17 por que se referían a la respuesta inmune de los β- glucanos como inmunomodulador de la inmunidad celular o humoral, 6 artículos evaluaron el efecto de losβ-glucanos contra la variable ganancia de peso, 1 hizo referencia a un estudio en humanos, posteriormente en el segundo filtro de análisis se eliminaron las 2 tesis porque no hacían referencia a la variable secreción de inmunoglobulina A (sIgA), arrojando un total de 4 trabajos para la revisión sistemática y meta análisis de los β-glucanos 1,3/1,6 como inmunomoduladores sobre la IgA en pollos desafiados con Salmonella enteritidis.

Diagrama de Flujo Nº 1. Diagrama de flujo que incluye el número de estudios incluidos en cada estado de la selección del proceso.

Tabla Nº 2. Criterio de exclusión (n=26) para el meta análisis de efecto de los β-glucanos 1,3/1,6 sobre la secreción de IgA en pollos desafiados con Salmonella enteritidis.

Se seleccionaron 4 artículos, Se tomó la secreción de inmunoglobulina A (sIgA) y su correspondiente error estándar (SE) del grupo desafiado con Salmonella enteritidis y tratado con β-glucanos a diferentes dosis y diferentes esquemas en días, y comparados con un grupo control positivo a Salmonella enteritidis pero no tratados con β- glucasnos, las aves evaluadas fueron 356 (pollos de engorde), los 4 artículos están publicados en inglés.

Tabla Nº 3. Estudios seleccionados (n=4) para el meta análisis efecto del uso de β-glucanos 1,3/1,6 sobre la producción de IgA en pollos desafiados con Salmonella enteritidis. Criterios de inclusión para hacer la evaluación estadística.

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_{mg/k = miligramos por kilogramo de peso vivo}
_{g/ml = nano gramos por mililitro}
_{sIgA = Secreción de inmunoglobulina A}
_{ES = error standart de las medias}
_{Num = Numero de aves}

2.3 Análisis Estadístico
Se medirá el análisis de varianza (ANOVA) para 4 estudios seleccionados con la pregunta para la hipótesis nula (H0): el uso de β-glucanos 1,3/1,6, aumenta la secreción de Inmunoglobulina A (sIgA), en respuesta a aves desafiadas con Salmonella enteritidis

Modelo estadístico

El análisis de los datos se realizara mediante la construcción de la tabla de análisis de varianza para el diseño de un solo factor completamente aleatorizado [21], El programa de software será El Stat Advaisor para sIgA (

g/ml) Tratadas-Suma de cuadrados tipo III.

y_ij = Respuesta de la unidad experimental j del tratamiento _iμ_ij = Promedio de todas las respuestas de las unidades experimentales que recibieron el tratamiento _i.
E_ij = Error residual de la unidad j que recibió el tratamiento_i

3. Resultado

Grafica N 4. Modelo ajustado de Regresión Lineal

Tabla Nº 4. Eliminación de Salmonella en hígado

_{Respuesta de la Eliminación de Salmonella enteritidis con el uso β-glucanos 1,3/1,6 en pollos de engorde con uso continuo del dia1-21 de edad, Desafiados a diferentes dosis y recuperación en macerados de Hígados.}
_{sIgA= Secreción de inmunoglobulina A}
_{mg/k= miligramos por kilogramo de peso vivo.}

Grafica N 5. Porcentaje de disminución en hígado de Salmonella enteritidis Entre grupos Control y grupos tratados con β-glucanos 1,3/1,6

4. Conclusiones

La Inmunoglobulina A (IgA), se desempeña como la primera línea de defensa contra microorganismos patógenos y enterotoxinas, liberada en el epitelio intestinal, una de sus funciones es mantener la homeostasis de la mucosa intestinal, se ha reconocido por años que interfiere con el antígeno O bacteriano, bloqueándolo especialmente en los micoorganismos Vibrio Cholera y Salmonella thypimurium [22], En el presente estudio sobre el estímulo de la secreción de IgA (sIgA), a causa de los β-glucanos 1,3/1,6 extraídos de la pared de levadura Sacharomices cerevisiae , adicionada vía oral en pollos desafiados con Salmonella enteritidis, se demuestra que se incrementa la producción de IgA, Se ha inferido que al desafiar las aves con Salmonella thypimurium se estimula fuertemente la sIgA [23], de igual forma se ha investigado que al administrar β-glucanos 1,3/1,6 vía oral, se incrementa de sIgA en el lumen intestinal en aves desafiadas con Salmonella [24],

El meta-análisis es concluyente, demostrando que la sIgA en aves desafiadas con Salmonella se aumenta a partir de 20mg/kg (Ver grafica N 1) , para demostrar cual es la dosis adecuada se corre la prueba de multiples rangos analizando la variable de la gran media, cuyo criterio ratifica que los dosis medias de 20mg/k -25mg/k son las de mayor capacidad secretoria de IgA , porque están por encima del Límite Superior de las Medias al 95% (LSD > 95%) (Ver grafica N 2), De igual manera varios autores han corroborado el incremento en la secreción sIgA a diferentes dosis de β-glucanos [23,25], la confirmación de los datos anteriores nos dio las herramientas para calcular la ecuación de Regresión Lineal, para suplementar aves con β-glucanos1, 3/1,6 en pollos desafiados con Salmonella enteritidis.

[ sIgA (g/ml) Tratadas = exp (6,29421 - 0,0000900572*Dosis (mg/k) ^2)],

Además al analizar por la prueba de Fisher a que días se detecta el incremento de la secreción de sIgA, arroja que se obtiene a los 15 días post consumo de los β-glucanos 1,3/1,6, dicha farmacocinética es demostrada por Cox et al.,2010[10].

Por los argumentos anteriores nuestro trabajo demuestra que el uso de β-glucanos 1,3/1,6 a una dosis de 25mg/k durante 15 días continuo, aumenta la secreción de sIgA en el intestino, que además es capaz de bloquear en un 79% la colonización de Salmonella enteritidis en el hígado.

5. Discusión

Algunos estudios publicados últimamente, demuestran la presencia de bacterias en el hígado que son provenientes de una translocación intestinales [26], con referencia a esta inferencia este estudio ha demostrado que se incrementa la secreción de sIgA para bloquear la expresión local de la Salmonella spp, pero es muy importante anotar que en la mayoría de los casos el reto para el intestino puede ser causado por varias bacterias, como lo demuestra, Remus et al.,2014 [27] donde la contaminación intestinal que deterira el crecimiento de las aves está distribuido de la siguiente manera Clostridium spp 40%, Escherichia coli 10% y salmonella Spp 29.9%, pero no existen reportes del efecto sobre la secresion de la IgA y el daño a el tejido intestinal. Por otro lado Cox et al.,2010 [19] demostró el fuerte impacto que tiene un desafío de Coccidias spp,

Gracias a los avances en la investigación sobre los Inmunomoduladores en la última década, es importante considerar a los β-glucanos 1,3/1,6 provenientes de la pared de levadura (Sacharomices cereviciae) como una herramienta para inmunomodular la respuesta de los pollos de engorde y su inmunidad celular, como lo demuestra Cox et al., 2010 donde la respuesta de la citoquina INF

es regulada cuando Las aves son desafiadas con coccidia en duodeno, yeyuno e íleon, permitiendo de esa manera un adecuado funcionamiento del sistema inmune.

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