Genetic Diversity, Population Structure, and Intra-Host Variation of Mycobacterium avium subsp. hominissuis in Fattening Pigs

En los rincones tranquilos del mundo natural, bacterias microscópicas viven en el suelo, el agua y el polvo que nos rodea. La mayoría de estos organismos son inofensivos, pero unos pocos pueden causar problemas si encuentran el camino hacia los cuerpos de animales o personas. Una de estas bacterias, conocida como Mycobacterium avium subespecie hominissuis, es un patógeno oportunista. Esto significa que normalmente espera una oportunidad para infectar, prosperando en entornos donde puede colarse en cerdos, humanos y, ocasionalmente, otros animales. En los cerdos, esta infección a menudo se esconde sin causar una enfermedad obvia hasta que el animal es enviado a un matadero, donde los inspectores buscan signos reveladores de enfermedad en los ganglios linfáticos. Para los agricultores, encontrar estos signos significa perder dinero, ya que la carne debe ser desechada. Para la salud pública, comprender cómo esta bacteria se mueve a través del suministro de alimentos es crucial, especialmente porque puede saltar entre especies. La gran pregunta para los científicos siempre ha sido: ¿de dónde vienen estas bacterias y cómo se propagan a través de la compleja red de las granjas porcinas?

Un equipo de investigadores de la Universidad de Zúrich decidió responder a esto observando de cerca la composición genética de las bacterias encontradas en cerdos suizos. Recopilaron muestras de tejido de 120 cerdos que habían sido sacrificados entre 2015 y 2022. Estos animales procedían de 64 granjas de nacimiento diferentes y 75 granjas de engorde diferentes en 13 regiones de Suiza. Los investigadores estaban interesados en cerdos que mostraban lesiones granulomatosas, que son pequeños bultos con forma de nudo en el tejido que a menudo señalan una infección. Tomaron muestras de varias partes del cuerpo, incluyendo los ganglios linfáticos de la mandíbula y el vientre, así como el hígado, los pulmones e incluso el tejido muscular. Su objetivo no era solo confirmar la presencia de la bacteria, sino mapear la diversidad genética de las cepas encontradas, creando esencialmente un árbol genealógico para ver qué tan relacionadas estaban las bacterias entre sí.

Para hacer esto, los científicos utilizaron un método llamado tipificación de repetición en tándem de número variable. Imaginen el ADN bacteriano como una larga cadena de código. En ciertos puntos a lo largo de esta cadena, las bacterias repiten una secuencia específica de letras una y otra vez. El número de veces que estas secuencias se repiten puede variar de una bacteria a otra, actuando como una huella dactilar única. Al contar estas repeticiones en quince ubicaciones diferentes y también leer un gen específico llamado hsp65, los investigadores pudieron distinguir entre diferentes cepas con alta precisión. Descubrieron que, de las 342 muestras bacterianas que lograron cultivar con éxito en el laboratorio, había 84 tipos genéticos distintos. Esto reveló una población increíblemente diversa, llena de muchas variantes raras que aparecían solo una o dos veces, junto con un puñado de cepas dominantes que aparecían una y otra vez.

El estudio reveló un nivel de complejidad sorprendente en cómo se propagan estas infecciones. Casi la mitad de los cerdos, 56 de 117, estaban infectados con dos o más cepas diferentes de la bacteria al mismo tiempo. En algunos casos, un solo animal portaba hasta seis cepas diferentes. Esto sugiere que los cerdos no solo están atrapando un bicho y conservándolo; están siendo expuestos a un flujo constante de diferentes variantes bacterianas de su entorno. Los investigadores descubrieron que estas infecciones mixtas eran comunes no solo entre diferentes animales, sino incluso dentro del cuerpo del mismo animal. Descubrieron que la misma cepa podía encontrarse en múltiples órganos, lo que indica una infección generalizada, pero también encontraron diferentes cepas coexistiendo en el mismo tejido. Este patrón apunta fuertemente hacia la idea de que los cerdos son expuestos repetidamente a las bacterias del suelo, el agua o la cama en sus granjas, en lugar de contraer una sola infección de otro cerdo y propagarla como una reacción en cadena.

Cuando el equipo analizó la geografía del brote, descubrió que las cepas más comunes no estaban estancadas en una región específica. En cambio, las mismas cepas dominantes se encontraban en granjas dispersas en diferentes cantones y años. Aunque las granjas que estaban más cerca entre sí tenían una probabilidad ligeramente mayor de compartir las mismas cepas, la diferencia no fue lo suficientemente significativa como para probar que la distancia fuera el factor principal. Las bacterias parecían estar en todas partes, moviéndose a través del altamente conectado sistema de la cría de cerdos en Suiza. Los investigadores también compararon sus hallazgos con datos de ganado y humanos en otros países. Descubrieron que algunas de las mismas cepas bacterianas exactas encontradas en cerdos suizos también estaban presentes en ganado en Suiza y en humanos en los Países Bajos y Japón. Esta identidad genética compartida refuerza el concepto de "Una Sola Salud" (One Health), que reconoce que la salud de los animales, las personas y el medio ambiente están profundamente vinculados.

Uno de los hallazgos más impactantes fue que las bacterias no se limitaban a los ganglios linfáticos donde la enfermedad suele detectarse. Los investigadores lograron cultivar con éxito las bacterias en cinco muestras musculares que parecían perfectamente sanas a simple vista. En cada uno de estos casos, las bacterias también se encontraron en otros órganos como el hígado o los pulmones. Esto confirma que la infección puede propagarse al tejido muscular comestible, incluso cuando no hay signos visibles de enfermedad. Si bien este estudio no demuestra que comer esta carne cause enfermedades en los humanos, resalta una vía potencial de exposición que los inspectores de carne podrían pasar por alto. El estudio también señaló que, aunque se encontraron otros tipos de bacterias, la gran mayoría de las lesiones fueron causadas por esta cepa específica de Mycobacterium, confirmando su papel como el principal culpable en estos casos.

Los investigadores concluyeron que la población de esta bacteria en los cerdos suizos es impulsada por la exposición repetida al medio ambiente. La alta diversidad genética, la presencia de muchas cepas raras y la frecuente mezcla de diferentes cepas dentro de un mismo animal apuntan a que los cerdos recogen bacterias de su entorno a lo largo de sus vidas. Las pocas cepas dominantes que aparecen en todas partes sugieren que algunas variantes son particularmente buenas para sobrevivir y propagarse a través del sistema de cría, pero están rodeadas por un mar de variantes únicas y locales. Este estudio proporciona una imagen más clara de cómo se mueven estas bacterias, mostrando que no son simplemente una cadena simple de infección de un cerdo a otro, sino una compleja red de exposición ambiental que toca granjas, animales y potencialmente personas en todo el mundo. Al comprender esta diversidad, los científicos y los agricultores pueden rastrear mejor estas amenazas invisibles y desarrollar estrategias para mantener seguro el suministro de alimentos.