Infección por flavivirus en aves cinegéticas en Españadistribución del virus y alteraciones estructurales en los tejidos del hospedador.

Resumen

Debido a que nuestro país presenta una situación estratégica en relación al paso de aves migratorias entre Europa y África, una elevada riqueza en humedales que sirven como áreas de invernada y nidificación de numerosas aves, unas temperaturas relativamente suaves durante gran parte del año que permiten una amplia actividad de mosquitos y una gran proximidad a África que es considerada el origen de numerosos flavivirus, existe un riesgo elevado de introducción de un flavivirus y establecimiento de una circulación local y persistencia del mismo. La circulación de flavivirus en España ha sido demostrada por medio de estudios serológicos desde los años 60, sobre todo en la zona mediterránea. Esta circulación había sido silenciosa hasta que en el año 2004 se diagnosticó el primer caso clínico en humanos asociado a la infección por el virus West Nile (WNV) [1]. Desde entonces se han seguido registrando casos de encefalitis asociados a la infección por este flavivirus no sólo en humanos, sino también en aves (año 2007) [2] y caballos (años 2010-2012) [3]. Además, en los últimos cuatro años han aparecido casos de encefalitis en aves asociados a la infección por flavivirus cuya circulación era desconocida, como el virus Bagaza (BAGV) [4], o estaba menos caracterizada, como el virus Usutu (USUV) [5,6]. Estos tres flavivirus, WNV, BAGV y USUV, son objeto de estudio de la presente tesis doctoral. El virus West Nile es uno de los agentes zoonóticos más ampliamente distribuidos del mundo [7]. Antes de la década de los 90, el virus había dado lugar a brotes esporádicos separados por silencios epidemiológicos. Sin embargo, a partir de entonces la frecuencia y gravedad de las infecciones incrementó y en el año 1999 fue introducido en Norteamérica, donde ha causado la muerte de miles de aves, caballos y humanos. La susceptibilidad de las aves a la infección por WNV varía en función de la especie, siendo especialmente virulento para las paseriformes [8]. Mientras que en Europa los casos de mortalidad han sido esporádicos, afectando fundamentalmente a aves rapaces, en Norteamérica existen en torno a 300 especies de aves susceptibles [9] y la tasa de mortalidad en algunas de ellas, como el cuervo americano (Corvus brachyrhynchos), es muy elevada. Numerosos estudios han tratado de explicar el porqué de la re-emergencia de este virus, de su diferente comportamiento eco-epidemiológico entre Europa y Norteamérica y del diferente curso de la infección en las distintas especies de aves. En relación a esto, se plantearon los tres primeros capítulos de esta tesis doctoral. En el capítulo 1 se realizó una revisión de la información existente sobre la patogenia, lesiones y tropismo celular y tisular de este flavivirus en distintas especies de aves. Con los datos recopilados se comprobó que, efectivamente, existen diferencias entre especies, incluso dentro de la misma familia, en relación a la abundancia y distribución del antígeno del virus así como en la severidad y distribución de lesiones relacionadas con el momento post infección en que el animal muerte. De esta forma, se pueden clasificar a los individuos en tres grupos según su susceptibilidad y el curso que sigue la infección. Sin embargo, aunque la especie tiene cierto valor predictivo, la evolución de la infección también está modulada por factores relacionados con el virus. Se ha visto que una simple sustitución aminoacídica en las proteínas del virus provoca un cambio en su virulencia para ciertas especies [10]. Para determinar si distintas cepas de WNV pueden presentar diferente virulencia para la misma especie de ave y la susceptibilidad de un ave endémica mediterránea a este flavivirus, en los capítulos 2 y 3 de la presente tesis se realizaron estudios experimentales con tres cepas de WNV (dos aisladas en la cuenca mediterránea y una en Norteamérica) en perdiz roja (Alectoris rufa). Las cepas mediterráneas demostraron ser más virulentas para esta especie, especialmente la aislada en Marruecos en el año 2003, lo que se relacionó, fundamentalmente, con su capacidad para provocar, de forma temprana, unas lesiones más severas y una inflamación más marcada en el sistema nervioso central. Esta distinta virulencia muy probablemente está relacionada con alguna de las pocas diferencias aminoacídicas encontradas al comparar las proteínas de estas tres cepas de WNV. Considerando estos resultados podemos decir, por un lado, que una modificación genética y aminoacídica podría ser capaz de provocar la emergencia de este virus en un área o en una población determinada. Por otro lado, y aunque estos estudios son experimentales y se desconoce cómo transcurriría la infección en condiciones naturales, que al menos esta ave endémica europea es moderadamente susceptible a la infección por WNV. Esto, unido al hecho de que en Europa circulan cepas que han demostrado ser virulentas para ésta y otras especies de aves, indica que las menores consecuencias de la infección por WNV para las aves europeas no están relacionadas ni con la baja virulencia de las cepas circulantes ni con la baja susceptibilidad de las especies de aves a la infección. Es probable que determinados factores ambientales y/o relacionados con el vector estén jugando un papel importante. El virus Bagaza había sido detectado sólo en África y Oriente Medio [11], pero en el año 2010 se diagnosticó el primer caso, registrado hasta la fecha, de mortalidad en aves en el suroeste de nuestro país [4]. La especie más afectada fue la perdiz roja, sin embargo, la mortalidad también fue elevada en faisán común (Phasianus colchicus) y bastante menor en palomas torcaces (Columba palumbus). En el capítulo 4 de esta tesis se realizó un estudio detallado del brote, centrándose sobre todo en la distribución del virus y la presencia de lesiones en los tejidos de estas tres especies. El objetivo fundamental fue determinar las causas del mayor impacto de la infección en la perdiz roja. Los hallazgos encontrados fueron muy similares a los que se observan en la infección por otros flavivirus como WNV, siendo la encefalitis una lesión característica. El mayor impacto de la infección en la perdiz roja se relacionó con una distribución tisular del virus mucho más amplia y, sobre todo, con el grave proceso hemolítico que provocó exclusivamente en esta especie. A pesar de que los signos clínicos y las lesiones encontradas fueron muy similares en la infección por BAGV y WNV, consideramos interesante la detección de ceguera sólo en las perdices infectadas con BAGV. Esto nos llevó a plantear el estudio que constituye el capítulo 5, en el que se determinó que la ceguera de dichas perdices está relacionada con una inflamación ocular más severa y una mayor replicación del virus en la retina. Finalmente, el virus Usutu fue detectado por primera vez en Europa en el año 1996 [12]. A partir de entonces se estableció una circulación local entre aves y mosquitos, apareciendo brotes que sobre todo han afectado a aves como el mirlo común (Turdus merula) y las rapaces nocturnas. El capítulo 6 constituye el primer trabajo en el que se describe la infección por este flavivirus en aves, concretamente zorzales comunes (Turdus philomelos), en nuestro país. En general, las lesiones observadas fueron muy similares a las descritas en aves de Centroeuropa infectadas por el mismo virus, fundamentalmente encefalitis. Debido al carácter no residente del zorzal común en el sur de nuestro país y a que la cepa infectante mostró mayor homología genética con otras de Centroeuropa que con las detectadas previamente en España [5,6], consideramos que probablemente estas aves vinieron infectadas a nuestro país y que el estrés asociado a la migración recrudeció la infección, provocando la muerte de las mismas. En conjunto en esta tesis doctoral se demuestra que en España circulan flavivirus, con una epidemiología extremadamente compleja, capaces de infectar a aves cinegéticas, provocando lesiones que pueden terminar en la muerte de las mismas. Debido a que los tres virus comparten hospedadores susceptibles y vectores, que se ha demostrado que circulan de forma silenciosa en nuestro país y que al menos WNV y USUV son zoonóticos, existe un riesgo de aparición de epizootias o epidemias, sin embargo, su predicción resulta muy complicada. Dada la importancia socioeconómica que tienen algunas de estas aves, fundamentalmente la perdiz roja, la infección por flavivirus podría tener consecuencias graves en caso de provocar grandes mortalidades. Además, considerando que estas aves constituyen el recurso trófico de otras especies (algunas de ellas amenazadas), que estos virus se replican en tejidos y que la transmisión por ingestión de tejidos infectados ha sido demostrada, al menos para WNV, la infección por flavivirus también podría tener consecuencias ecológicas graves. 1. Kaptoul D, Viladrich PF, Domingo C, Niubo J, Martinez-Yelamos S, De Ory F, Tenorio A. West Nile virus in Spain: report of the first diagnosed case (in Spain) in a human with aseptic meningitis. Scand J Infect Dis 2007, 39(1):70-71. 2. Jiménez-Clavero MA, Sotelo E, Fernández-Pinero J, Llorente F, Manuel Blanco J, Rodríguez-Ramos J, Pérez-Ramírez E, Höfle U. West Nile virus in golden eagles, Spain, 2007. Emerg Infect Dis 2008, 14(9):1489-1491. 3. García-Bocanegra I, Jaén-Téllez JA, Napp S, Arenas-Montes A, Fernández-Morente M, Fernández-Molera V, Arenas A. West Nile fever outbreak in horses and humans, Spain, 2010. Emerg Infect Dis 2011, 17(12):2397-2399. 4. Agüero M, Fernández-Pinero J, Buitrago D, Sánchez A, Elizalde M, San Miguel E, Villalba R, Llorente F, Jiménez-Clavero MA. Bagaza virus in partridges and pheasants, Spain, 2010. Emerg Infect Dis 2011, 17(8):1498-1501. 5. Busquets N, Alba A, Allepuz A, Aranda C, Ignacio Núñez J. Usutu virus sequences in Culex pipiens (Diptera: Culicidae), Spain. Emerg Infect Dis 2008, 14(5):861-863. 6. Vázquez A, Ruiz S, Herrero L, Moreno J, Molero F, Magallanes A, Sánchez-Seco MP, Figuerola J, Tenorio A. West Nile and Usutu viruses in mosquitoes in Spain, 2008-2009. Am J Trop Med Hyg 2011, 85(1):178-181. 7. Jiménez-Clavero MA. Animal viral diseases and global change: bluetongue and West Nile fever as paradigms. Front Genet 2012, 3:105. doi: 10.3389/fgene.2012.00105. 8. Steele KE, Linn MJ, Schoepp RJ, Komar N, Geisbert TW, Manduca RM, Calle PP, Raphael BL, Clippinger TL, Larsen T, Smith J, Lanciotti RS, Panella NA, McNamara TS. Pathology of fatal West Nile virus infections in native and exotic birds during the 1999 outbreak in New York City, New York. Vet Pathol 2000, 37(3):208-224. 9. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) [http://www.cdc.gov/ncidod/dvbid/ westnile/index.htm]. 10. Brault AC, Huang CY, Langevin SA, Kinney RM, Bowen RA, Ramey WN, Panella NA, Holmes EC, Powers AM, Miller BR. A single positively selected West Nile viral mutation confers increased virogenesis in American crows. Nat Genet 2007, 39(9):1162-1166. 11. Digoutte JP. Bagaza (BAG) strain: Dak Ar B 209. Am J Trop Med Hyg 1978, 27:376-377. 12. Weissenböck H, Bakonyi T, Rossi G, Mani P, Nowotny N. Usutu Virus, Italy, 1996. Emerg Infect Dis 2013, 19(2):274-277.