Resumen
En los últimos años, la producción agrícola-ganadera del campo argentino vivió un proceso de cambios geográficos. Ante la ventaja competitiva del cultivo de soja, la ganadería típica de la región pampeana fue desplazada a zonas marginales para la agricultura como la región del NEA -provincias de Chaco, Corrientes, Formosa y Misiones-. Esto derivó en el posicionamiento de la zona como la segunda en importancia para la producción ganadera del país.
Las condiciones climáticas del NEA, como sus niveles de humedad, regímenes de lluvia y temperaturas elevadas, favorecen la presencia de garrapatas. Una de ellas es la Garrapata Común del Bovino (Rhipicephalus (Boophilus) microplus) que es el principal transmisor de babesiosis -causada por los protozoarios Babesia bovis y Babesia bigemina- y anaplasmosis -causada por la bacteria Anaplasma marginale-. Estas enfermedades provocan en el animal un cuadro conocido como Complejo Tristeza Bovina (CTB).
El complejo se conoce como ‘tristeza bovina’ por el estado de decaimiento que provoca en los animales a causa de la anemia, pero también porque una de las Babesias se acantona en los capilares del cerebro y da un cuadro neurológico de depresión. En general aparecen las tres enfermedades juntas, son patógenos bastante diferentes pero todos se reproducen en los glóbulos rojos. El principal objetivo de nuestro grupo de trabajo es desarrollar herramientas de diagnóstico y vacuna para el control de estas enfermedades transmitidas por Rhipicephalus (Boophilus) microplus, garrapata endémica en Sudamérica. A su vez, este ectoparásito también afecta la producción porque la vaca pierde peso y produce menos leche, daña el cuero y provoca malestar en los animales.
El CTB no es una enfermedad de denuncia obligatoria de los productores al Servicio Nacional de Sanidad y Calidad Agroalimentaria (SENASA). Sin embargo, este organismo es el que genera las normas para el control sanitario de estas e parasitosis a nivel nacional y vigila el cumplimiento las mismas. Asimismo, tiene delimitadas zonas en la Argentina llamadas “de lucha” donde los productores deben controlar de manera obligatoria la garrapata en sus campos. En aquellas regiones donde es obligatorio el control de las garrapatas, los productores deben realizar el control integrado del vector con el uso racional de los productos garrapaticidas para mantener una baja carga y prevenir la aparición de resistencia. La idea del programa es contener el avance de las garrapatas hacia las zonas ecológicamente libres del vector.
El control de la enfermedad tiene varios aspectos: una manera es a través del vector, que es la garrapata en la que el productor tiene que aplicar garrapaticidas a sus animales mediante baños u otras aplicaciones que representan un costo extra y que hay que repetir asiduamente. Otro aspecto sería prevenir la infección por los parásitos mediante la vacuna contra los tres hemoparásitos transmitidos por la garrapata. Y finalmente otra manera de controlar es hacer un diagnóstico para verificar si los animales tienen o no anticuerpos y en función de eso aplicar la vacuna.
Los químicos que se usan en los productos garrapaticidas son muy potentes y afectan al medioambiente. El uso intensivo y muchas veces indiscriminado de esas sustancias tienen impacto porque son efectivos también contra otros artrópodos que no son garrapatas. La mejor opción es buscar una vacuna, ya sea contra los patógenos o contra el vector. En los países donde se aplica, por ejemplo la vacuna contra garrapatas, se ha demostrado que los baños se tienen que hacer más espaciados en el tiempo y eso reduce las chances de generar resistencia y disminuye el impacto ambiental. Es por eso que trabajamos en el diseño de métodos de diagnóstico y vacunas a partir de la información de los parásitos, es decir que buscan en los genomas todas las moléculas que puedan contribuir a formar una plataforma de control.
El diagnóstico en veterinaria es distinto que en salud humana, no es decirle al productor ‘este animal está enfermo o este no’ sino que en este tipo particular de enfermedad se evalúa a nivel poblacional y con eso se establecen niveles de estabilidad enzoótica, en la que se evalúa la tríada bovino-garrapata-patógeno. Se miden de manera indirecta los niveles del anticuerpo para saber si esos animales se pusieron en contacto con los patógenos. Desde los pocos días de nacimiento y hasta antes del año, si el bovino está en contacto con la garrapata y los patógenos que ella transmite, logra una inmunidad natural que le dura toda su vida útil, se inmunizan naturalmente. Por eso podemos hablar de estabilidad en zonas endémicas.
En la actualidad existen vacunas para cada una de las tres enfermedades que componen el CTB. Hay una para la bacteria Anaplasma marginale que se basa en otra llamada Anaplasma centrale que tiene patogenicidad menor e induce inmunidad cruzada con A. marginale. Las vacunas de las enfermedades causadas por Babesia bovis y Babesia bigemina se basan en cepas atenuadas experimentalmente de esos mismos parásitos. Si bien son efectivas, estas vacunas llamadas vivas tienen ciertos inconvenientes. Como se trata de microorganismos vivos se producen en animales o cultivos por lo que son más costosas, necesitan transportarse en frío, tienen vida media corta y entonces la logística de aplicación en el campo puede resultar complicada.
Una parte del grupo de investigación está trabajando en el desarrollo de vacunas con tecnologías de ADN recombinante utilizando proteínas y virus no replicativos. El reemplazo de las vacunas atenuadas por las llamadas de nueva generación, que son más seguras y efectivas, es una tendencia a nivel mundial. Entre estos desarrollos se propone hacer una vacuna doble recombinante que proteja tanto para Babesia bovis como para Babesia bigemina.
También trabajamos en el desarrollo de esquemas de tipificación molecular que aportan a la epidemiología de la enfermedad y que tienen como objetivo identificar el nivel de variación de los genotipos que estaban circulando en las distintas regiones del país. Este aspecto es fundamental para el seguimiento de brotes, el control de las vacunas vivas y el diseño de nuevas vacunas. Los sistemas de tipificación molecular permiten estudiar la dinámica poblacional de los microorganismos y a su vez, estas herramientas sirvieron para identificar casos de infección en animales silvestres (ciervo y oso hormiguero) y saber cuán parecidos son a los que ya estaban en los bovinos. A partir de esos estudios moleculares muy detallados se puede establecer si pasaron del animal silvestre al doméstico o si hay riesgo de infección de la fauna silvestre por el contacto con el ganado.
Desarrollamos herramientas que constituyan una plataforma transversal que pueden ser adaptadas para abordar otras problemáticas. Estas enfermedades en particular ponen en juego todas las variantes: el ambiente, el hospedador y el vector, remarcando el concepto de ‘Una Salud’ donde la salud animal se integra a la salud humana y la del medio ambiente para dar lugar a un abordaje sistémico que contempla todas las variables involucradas, excediendo la clásica relación hospedador-patógeno.
Líneas de investigación
- Estudios de genómica estructural y funcional y transcriptómica comparativa de parásitos de importancia en bovinos.
- Identificación de epitopes T de Babesia bovis mediante análisis inmunoproteómicos e inmunoinformáticos.
- Caracterización molecular e inmunologica de antígenos para el desarrollo de nuevas vacunas y métodos de diagnóstico.
- Plataformas biotecnológicas para la producción a escala de vacunas para hemoparásitos basadas en vectores virales.
- Diversidad y evolución de microorganismos intracelulares transmitidos por vectores artrópodos con enfoque de Una Salud.
- Estudio del microbioma de la garrapata del bovino para comprender los mecanismos que modulan la transmisión vectorial de microorganismos patógenos.
- Metagenómica aplicada al estudio de sistemas productivos agropecuarios.
Integrantes
DIRECTORAS
Marisa Diana Farber
Investigadora INTA
Investigadora CONICET (Independiente)
Silvina Elizabeth Wilkowsky
Investigadora CONICET (Independiente)
Eliana Carolina Guillemi
Investigadora INTA
Investigadora CONICET (Asistente)
Martina Soledad Paoletta
Investigadora INTA
POSDOCTORAL
Valeria Noely Montenegro
montenegro.valeria@inta.gob.ar
DOCTORAL
Natalia Daniela Pin Viso
Magali Valenzano
Agustina Perez
Carla Natalia Pertile
- Rosalía Moretta
- Romina Petrigh
- Pablo Nuñez
- Paula Ruybal
- Ludmila Lopez Arias
- José Manuel Jaramillo Ortiz
- Sofía de la Fourniére
- Christian Macoretta
Producción y financiamiento
- Guillemi E., Ruybal P., Lia V., González S., Farber M., Wilkowsky S. 2013. Multi-Locus Typing Scheme for Babesia bovis and Babesia bigemina Reveals High Levels of Genetic Variability in Strains from Northern Argentina.Inf. Gen. and Evol.. 14:214-22. doi
- Guillemi EC, Ruybal P, Lia V, Gonzalez S, Lew S, Zimmer P, Arias LL, Rodriguez JL, Rodriguez SY, Frutos R, Wilkowsky SE, Farber MD. 2015. Development of a Multilocus Sequence Typing scheme for the study of Anaplasma marginale population structure over space and time. Infect. Genet. Evol. 30: 186-194. doi
- Guillemi EC, de la Fourniere S, Orozco M, Peña Martinez J, Correa E, Fernandez J, Lopez Arias L, Paoletta M, Corona B, Pinarello V, Wilkowsky SE, Farber MD. Molecular identification of Anaplasma marginale in two autochthonous South American wild species revealed an identical new genotype and its phylogenetic relationship with those of bovines. Parasit Vectors. 2016: 9:305. doi
- Jaramillo Ortiz J.M, Molinari M.P., Gravisaco M.J. Paoletta M.S., Montenegro V.N., Wilkowsky S.E. Evaluation of different heterologous prime-boost immunization strategies against Babesia bovis using viral vectored and protein-adjuvant vaccines based on a chimeric multi-antigen. Vaccine. 2016 Jun 7. pii: S0264-410X(16)30379-6. doi
- Paoletta M.S. , Luciani C., López Arias L. , de la Fournière S. , Guillemi E.C, Sarmiento N.F, Mosqueda J., Farber M.D , Wilkowsky S.E. A new optimized reverse line blot hybridization assay for the analysis of vector-borne pathogens of bovines in Argentina. Ticks Tick Borne Dis. 2018 Feb;9(2):155-163. doi
- Jaramillo Ortiz JM, Montenegro VN, de la Fournière SAM, Sarmiento NF, Farber MD, Wilkowsky SE. Development of an Indirect ELISA Based on a Recombinant Chimeric Protein for the Detection of Antibodies against Bovine Babesiosis. Vet Sci. 2018 23;5(1). pii: E13. doi
- Jaramillo Ortiz JM, Paoletta MS, Gravisaco MJ, López Arias L., Montenegro VN, de la Fournière SAM, Valenzano MN, Guillemi EC, Valentini B, Echaide I, Farber MD, Wilkowsky SE. Immunisation of cattle against Babesia bovis combining a multi-epitope modified vaccinia Ankara virus and a recombinant protein induce strong Th1 cell responses but fails to trigger neutralising antibodies required for protection. Ticks Tick Borne Dis. 2019 Oct;10(6):101270. doi
- Orozco MM, Argibay HD, Minatel L, Guillemi EC, Berra Y, Schapira A, Di Nucci D, Marcos A, Lois F, Falzone M, Farber MD. A participatory surveillance of marsh deer (Blastocerus dichotomus) morbidity and mortality in Argentina: first results. BMC Vet Res. 2020 Sep 1;16(1):321. doi. PMID: 32873288; PMCID: PMC7465331.
- Montenegro V.N., Paoletta M.S., Jaramillo Ortiz J.M., Suarez C.E., Wilkowsky S.E. Identification and characterization of a Babesia bigemina thrombospondin-related superfamily member, TRAP-1: a novel antigen containing neutralizing epitopes involved in merozoite invasion. Parasit. Vectors 2020 Dec 1;13(1):602. doi
- Guillemi EC, Imbert M, de la Fournière S, Orozco MM, Peña Martinez J, Rosas AC, Montenegro VN, Farber MD. Closing the Gaps to Understand the Tick Transmission of Anaplasma marginale among Giant Anteaters (Myrmecophaga tridactyla) in Argentina. Pathogens. 2020 Dec 9;9(12):1033. doi. PMID: 33317119; PMCID: PMC7763026. Mar 20:S0020-7519(21)00110-7.
- Paoletta M.S., Laughery J.M., López Arias L.S., Jaramillo Ortiz J.M., Montenegro VN., Petrigh R., Ueti M.W., Suarez C.E., Farber M.D., Wilkowsky S.E. The key to egress? Babesia bovis perforin-like protein 1 (PLP1) with hemolytic capacity is required for blood stage replication and is involved in the exit of the parasite from the host cell. Int J Parasitol. 2021. doi
- Pavanelo DB, Schröder NCH, Pin Viso ND, Martins LA, Malossi CD, Galletti MFBM, Labruna MB, Daffre S, Farber M, Fogaça AC. Comparative analysis of the midgut microbiota of two natural tick vectors of Rickettsia rickettsii. Dev Comp Immunol. 2020 May;106:103606. doi. Epub 2020 Jan 2. PMID: 31904432.
- Pin Viso N, Redondo E, Díaz Carrasco JM, Redondo L, Sabio Y Garcia J, Fernández Miyakawa M, Farber MD. Geography as non-genetic modulation factor of chicken cecal microbiota. PLoS One. 2021 Jan 6;16(1):e0244724. doi. PMID: 33406150; PMCID: PMC7787451.
- de la Fournière S., Paoletta M. S., Guillemi E.C, Sarmiento N. F., Donati P.A., Wilkowsky S.E., Farber M. D Development of highly sensitive one step-PCR tests for improved detection of B. bigemina and B. bovis. Vet Parasitol. 2021 Aug;296:109493. doi
- Valenzano MN, Caffaro ME, Lia VV, Poli M, Wilkowsky SE. Diversity of the BoLA-DRB3 gene in cattle breeds from tropical and subtropical regions of Argentina. Trop Anim Health Prod. 2021 Dec 24;54(1):23. doi. Erratum in: Trop Anim Health Prod. 2022 Jan 19;54(1):69. PMID: 34950978.
- PICT 2018-2031. Predicción integral de epitopes T del parásito intracelular Babesia bovis mediante estrategias inmunoinformáticas e inmunoproteómicas. Silvina Wilkowsky Investigadora Responsable.
- PICT 2018-02871. Microbioma de la garrapata Rhipicephalus microplus:evaluación de su rol como modulador de la transmisión de patógenos. Marisa Farber (IR)
- Pump-Priming Grant. International Veterinary Vaccinology Network (IVVN) Discovery of T cell epitopes of the intracellular parasite Babesia bovis using immunoproteomic and immunoinformatic strategies.Silvina Wilkowsky Investigadora Responsable
- PICTO-UNAHUR-2019-00021. Estudio de la microbiota del sistema de producción aviar como herramienta de análisis para mejorar su eficacia en un marco sostenible. Marisa Farber (IR)
- PICT Aplicados 2021 Categoría III– Proyecto Nº 0034. “Desarrollo de nuevos tests para el diagnóstico rápido de hemoparásitos que causan la babesiosis y anaplasmosis bovina basados en la tecnología de amplificación isotérmica mediada por bucles (LAMP)” a desarrollarse con la empresa NEOKIT S.A. Silvina Wilkowsky Investigadora Responsable
Colaboraciones
- Juan Mosqueda, Facultad de Ciencias Naturales, Universidad Autónoma de Querétaro, México
- Nicola Ternette, Nuffield Department of Medicine, University of Oxford, Reino Unido
- Morten Nielsen, Center for Biological Sequence Analysis, The Technical University of Denmark , Dinamarca. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas, Universidad Nacional de San Martín, Buenos Aires, Argentina.
- Carlos Suarez
- Lesley Bell-Sakye
- Andrea Fogaca
- Itabajara da Silva Vaz
- Marcela Orozco
- Laura Tomassone
- Nathalie Vachiery
- Patricia Zimmer
- German Canton
- Nestor Sarmiento