Evaluación de proteínas de una isla de patogenicidad y de envolturas bacterianas de Escherichia coli 0157:H7 como vacunas para reducir su incidencia en bovinos

Abstract

Escherichia coli enterohemorrágico (EHEC) es un patógeno que puede causar diarrea, colitis hemorrágica, y síndrome urémico hemolítico (SUH), una enfermedad sistémica grave que afecta principalmente a los niños. En Argentina el SUH se considera endémico, y se observa la mayor incidencia anual en niños menores de 5 años entre los países con sistema de registro; se estiman aproximadamente 500 casos por año. El serotipo prototípico de EHEC es O157:H7 debido a que es el más frecuentemente encontrado en pacientes. El ganado bovino es el reservorio primario de EHEC O157:H7, y la principal fuente de infección para los humanos. La vacunación del ganado bovino puede ser una estrategia de intervención pre-faena para reducir la excreción fecal de EHEC O157:H7 y disminuir, en consecuencia, el riesgo de infección en humanos. La inoculación con una vacuna contra EHEC O157:H7 compuesta por estructuras de la superficie bacteriana podría inducir una respuesta inmune capaz de reducir la colonización intestinal del ganado. En este estudio se evaluaron dos tipos de vacunas. Por una parte, se diseñó una vacuna a partir de la selección de factores de colonización reconocidos, como las proteínas Intimina y EspB, que se produjeron en forma recombinante. Por otra parte, se evaluó una vacuna consistente en envolturas bacterianas de Escherichia coli O157:H7 libres de ADN. Para poder evaluar la eficacia de las vacunas propuestas fue necesario desarrollar un modelo de inoculación experimental en bovinos. A continuación se llevó a cabo un ensayo de vacunación con desafío posterior para cada vacuna. Nuestros resultados indican que la inmunización sistémica con dos dosis de una vacuna que contiene Intimina y EspB recombinantes podría reducir la colonización y la excreción de EHEC O157:H7 en terneros. También se pudo reducir la colonización y excreción en terneros por la inmunización subcutánea d envolturas bacterianas de O157:H7. Se necesitarían ensayos adicionales a campo para evaluar la eficacia de las vacunas para reducir la portación de Escherichia coli O157:H7 en terneros en condiciones naturales.

Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) is a pathogen that can cause diarrhea, hemorrhagic colitis, and hemolytic uremic syndrome (HUS), severe systemic disease that primarily affects children. In Argentina, HUS is considered endemic, and shows the highest annual incidence in children less than five years among the countries with registration system; and approximately 500 cases per year are estimated. Prototypical EHEC serotype is O157:H7 because it is most often found in patients. Cattle are the primary reservoir of EHEC O157:H7, and the main source of infection for humans. Vaccination of cattle can be an intervention strategy for reducing pre-slaughter fecal excretion of EHEC O157:H7 and decrease the risk of human infection. Inoculation with a vaccine against EHEC O157:H7 composed of bacterial surface structures may induce an immune response capable of reducing the intestinal colonization of cattle. In this study two types of vaccines were evaluated. On one hand, a vaccine was designed based on the selection of recognized colonization factors as Intimin and EspB proteins, which were produced in recombinant form. Furthermore, we evaluated a vaccine consisting of DNA free bacterial envelopes of Escherichia coli O157:H7. In order to evaluate the efficacy of the vaccines, a model of experimental inoculation in cattle was necessary to develop. Subsequently, a vaccination trial with a challenge to each vaccine was conducted. Our results indicate that systemic immunization with two doses of a vaccine containing recombinant EspB and Intimin could reduce the excretion and colonization of EHEC O157:H7 in calves. Subcutaneous immunization with Escherichia coli O157:H7 envelopes also could reduce colonization and excretion in calves. It would be required additional field trials to assess the effectiveness of vaccines to reduce the carriage of Escherichia coli O157:H7 in calves under natural conditions.