Mecanismos inmunológicos de la coccidiosis aviar

La coccidiosis es una infección intestinal causada por protozoarios, parásitos intracelulares, pertenecientes al género Eimeria, presentes en todo el mundo, que afecta los valores productivos de las aves comerciales y es considerada una de las enfermedades de mayor importancia económica.

Durante muchos años, el uso preventivo de anticoccidianos en pollos ha sido el principal medio de control. Pero la presencia de cepas resistentes, más las reglamentaciones de la Comunidad Europea sobre los aditivos en la alimentación de animales, crea la necesidad de establecer nuevas estrategias de prevención de la coccidiosis aviar.

Los esfuerzos de investigación están puestos en la búsqueda de métodos alternativos de control a través de un mayor conocimiento de la biología del parásito y la respuesta del hospedador.
A pesar de la inmunidad adquirida por las aves después de la infección natural de Eimeria, el complejo ciclo de vida y la complicada respuesta inmune al parásito, han dificultado el desarrollo de vacunas eficaces.
Se han realizado importantes avances en la definición de antígenos del parásito que tienen un uso potencial en las vacunas, la definición del genoma Eimeria, la comprensión de la inmunología de las infecciones por coccidios y las aplicaciones prácticas de las vacunas vivas.

Debido a que la invasión de Eimeria se produce vía mucosa intestinal, el tejido linfoide asociado a las mucosas del intestino (TLAI) juega un rol decisivo como barrera de defensa.
La inmunidad mediada por células, principalmente por linfocitos intraepiteliales (LIE) y linfocitos de la lámina propia, representaría el principal componente de la inmunidad protectora contra coccidiosis aviar (Lillehoj et al., 2004).
LT CD4+ y LIE están involucrados en la respuesta contra una infección primaria de Eimeria (Lillehoj, 1998) y LT CD8+ e IFN-γ fueron identificados como componentes de la respuesta inmune protectiva contra dicha infección (Lillehoj et al., 2007).

Analizando la respuesta inmune que inducen E. acervulina, E. maxima y E. tenella, especies que más afectan a la producción, se observan semejanzas y diferencias.
Los esporozoítos parecen ser, dentro del ciclo de vida del parásito, los más importantes para el desarrollo de la respuesta inmune. El sistema inmune puede inhibir el desarrollo parasitario en el momento en que éstos buscan el sitio de penetración en el epitelio, o cuando están en el epitelio de la vellosidad intestinal entre los LIE o durante su pasaje a través de la lámina propia hacia las criptas, donde se desarrolla la fase asexual (Jeurissen, S., et al., 1996). Los esporozoítos llegarían allí transportados por LIE (Laurent et al., 2001; Lawn et al., 1988; Rose et al., 1984).

Una vez que los esporozoítos llegan a la lámina propia su distribución dentro de la vellosidad difiere en los pollos inmunizados de los que no lo están. En pollos no inmunizados los esporozoitos pueden llegar al epitelio de las criptas y desarrollarse. En pollos inmunizados llegan a las criptas menos esporozoitos y se inhibe la formación de esquizontes por leucocitos de la lámina propia (Jeurissen et al., 1996).
La reducción en el número de parásitos en desarrollo sería más marcada debido al fracaso en la transferencia de esporozoítos desde los LIE a los enterocitos de las criptas (Rose et al., 1984).
Durante el primer día de una infección primaria, por E. tenella, macrófagos, granulocitos y linfocitos infiltran masivamente la lámina propia, observando que en pollos inmunizados lo hacen más rápidamente que en pollos no inmunizados (Dalloul, R., et al, 2007).

Eimeria induce protección inmunitaria contra un posterior desafío; ésta es específica para la especie que la produjo y no habría protección cruzada entre las distintas especies (Dalloul, R., et al, 2007).
E. maxima se caracteriza por su alta inmunogenicidad. Unos pocos ooquistes inducen protección inmunitaria completa ante desafíos homólogos, en cambio, se necesitan muchos más ooquistes de E. acervulina y E. tenella para inducir niveles similares de protección (Dalloul et al., 2007; Lillehoj et al., 2007).

En el ciego de pollos no inmunizados, el número de LT CD4+ aumenta significativamente dos días después de una primera infección con E. tenella, mientras en pollos inmunes infiltran la lámina propia principalmente LT CD4+ y CD8+ (Lillehoj et al., 2004). Algunos esporozoítos fueron detectados dentro o próximos a macrófagos en la lámina propia de pollos inmunizados, pero significativamente más esporozoitos son encontrados dentro o próximos a LT, especialmente CD8+. Estos resultados indican que más de un tipo celular interviene en la inhibición del desarrollo de esporozoítos en la lámina propia de pollos inmunes. Los LT CD8+ podrían inhibir el desarrollo de esporozoítos directa o indirectamente por producción de citoquinas (Jeurissen et al., 1996).

Asimismo, después de la infección con E. maxima, LT CD4+ y CD8+ participan en la respuesta inmune, siendo mayor la participación de LT CD8+. De la misma forma, después del desafío con E. acervulina se observó un significativo aumento en la proporción de CD4+ y CD8+, aumentando significativamente los LT CD8+ en el duodeno, luego de una segunda infección (Girard et al., 1997). El rol de LT CD4+ en la coccidiosis podría involucrar la producción de citoquinas solubles como el IFN-γ.

La activación de los macrófagos es uno de los primeros eventos inducidos por Eimeria sp.

La citoquina proinflamatoria IL-1 fue altamente inducida por las tres especies. La misma regula la producción de otras quimioquinas y citoquinas como la osteopontina (OPN), amplificando la respuesta inmune. La OPN, realza la respuesta Th1 e inhibe la Th2. Una expresión temprana de citoquinas Th1 es crítica en una respuesta protectora contra una infección intracelular. Por lo tanto factores que estimulan citoquinas Th1 e inhiben las Th2 funcionarían como moduladores de la inmunidad mediada por células.

Sin embargo Lillehoj et al. (2007) utilizando RT-PCR (reverse transcription-PCR) cuantitativa, observaron que muchas citoquinas implicadas en Th1 y Th2 fueron inducidas simultáneamente después de la infección, reflejando la complejidad de la respuesta inmune inducida por Eimeria en el intestino.

El IFN-γ aparece rápidamente en infecciones con E. tenella pero no con las otras dos especies. Los niveles de IFN-γ aumentan en respuesta a infecciones con E. tenella  e inhibe su desarrollo in vitro (Dalloul et al., 2007; Lillehoj et al., 2007).

Otras citoquinas y quimioquinas muestran expresiones diferentes a las especies de Eimeria. Así la IL-18, un tipo de citoquina Th1, fue inducida a las 18 hs con E. acervulina y E. tenella y después de las 48 hs en respuesta a E. maxima (Dalloul et al., 2007).

Las CC-quimioquinas K203 y MIP-1β, involucradas en el reclutamiento de macrófagos (Dalloul et al., 2007; Lillehoj et al., 2007), expresadas durante la infección con E. tenella, sugieren un rol para estas moléculas en la respuesta inmune de la mucosa intestinal (Laurent et al., 2001).

Además, en la respuesta inmune a coccidiosis, un péptido secretado por LT y células NK con actividad antiparasitaria fue identificado como NK lysin. Se revelaron altos niveles de transcripción de NK lysin en los LIE y células esplénicas y bajos niveles en linfocitos tímicos (Lillehoj, 2007).

El IFN-γ induce la expresión de NOS (óxido nítrico sintetasa) en varios tipos de células, siendo más importante durante la infección con E. tenella. Esto podría contribuir a las hemorragias observadas frecuentemente después de una infección con E. tenella (Laurent et al., 2001).

Utilizando RT-PCR se observó el incremento de la expresión de IFN-γ mRNA en los linfocitos de las tonsilas cecales en pollos infectados con E. tenella (Lillehoj et al., 2004).

Lee et al. (2009) demostraron que al alimentar pollitos con una dieta con yema de huevo hiperinmune, que contiene IgY (IgG) contra E. tenella y E. maxima, se les provee una significativa protección contra coccidiosis.
La producción de IgA aumenta significativamente, más que IgM e IgG, después de la inmunización o de la infección con E. tenella (Zigterman et al., 1993). Además inhibe la invasión de esporozoítos y su desarrollo en cultivos celulares.

Una infección primaria de E. acervulina dispara una significativa producción de Ac, la IgM aparece en la primera semana post inoculación, la IgA y la IgG aparecen durante la segunda semana. Se observó que la respuesta IgA fue de corta duración y la respuesta IgM específica decreció en las siguientes semanas. En la segunda semana de infección, IgG específica se produce en el duodeno y en el ciego de pollos infectados con E. acervulina o E. tenella, respectivamente, mientras la producción de IgM específica es alta en la primera semana de infección y la respuesta IgA en la segunda semana (Girard et al., 1997).

En la actualidad la coccidiosis puede controlarse mediante vacunación con mezclas de ooquistes de varias especies de Eimeria, vivos atenuados.
Existe en el mercado una vacuna compuesta de antígenos aislados y purificados, siendo éstos subunidades de pared celular de gametocitos de E. maxima. Las aves inmunizadas serían capaces de producir Ac contra todas las especies de Eimeria de las aves, presentando inmunidad cruzada. Sin embargo, esto es discutible dada la importancia de la respuesta inmune celular en la coccidiosis.

No obstante, Wallach et al. (2008) aseguran que la vacuna utilizada para estimular la producción y transferencia de Ac maternos entre gallinas reproductoras y sus crías sería segura y efectiva.
Inicialmente la selección de Ag candidatos a vacuna fue realizada utilizando Ac provenientes de pollos inmunes; hoy se buscan Ag capaces de estimular la respuesta específica de LT.

Tanto en vacunas de subunidades o de ADN, el esfuerzo está puesto en encontrar Ag capaces de producir inmunidad cruzada.
La nueva generación de vacunas ADN recombinantes y de subunidades, principalmente cuando incluyen IL-2 e IFN-γ, son una promesa en el control experimental de la enfermedad.