Proteínas de fase aguda como biomarcadores en medicina y producción porcina

Abstract

El objetivo fundamental de esta tesis fue valorar la utilidad de las concentraciones plasmáticas de las proteínas de fase aguda (PFAs) como biomarcadores de enfermedades e indicadores de los parámetros productivos en la especie porcina. Las PFAs son parámetros bioquímicos que incrementan su concentración en respuesta a diferentes tipos de agresiones que afectan al organismo. En la especie porcina las tres PFAs más importantes son: haptoglobina (Hp), Pig Major Acute Phase Protein (Pig-MAP) y Proteína C-reactiva (CRP). En el estudio 1 se realizó la validación de un método inmunoturbidimétrico utilizado para la determinación de CRP humana para su uso con muestras porcinas. Se concluyó que el método de humana debido a su buena precisión, al empleo de calibrador trazable y a que es fácilmente automatizable, se puede utilizar con muestras porcinas mientras no existan métodos específicos de referencia ni materiales de referencia específicos de especie. En el estudio 2 se evaluó la cinética de las concentraciones plasmáticas de Hp, CRP y Pig-MAP a lo largo de todo el ciclo productivo en una explotación porcina de engorde. No se detectaron diferencias en la concentración de estas proteínas en función del sexo y se observó que la concentración de Pig-MAP disminuye con la edad. A la semana 8 de vida se detectó una infección subclínica producida por el virus del síndrome reproductivo y respiratorio porcino (PRRSV) que no causó incremento de la concentración de PFAs. En cambio, al final del período de este estudio, las tres PFA incrementaron considerablemente debido a un brote clínico con problemas respiratorios graves. En el estudio 3 se determinaron los niveles de Hp y Pig-MAP en cerdos de la misma granja comercial del estudio 2 en donde a un grupo de animales se les incorporó en su dieta un inmunomodulador, los cerdos del estudio 2 sirvieron de grupo control. Los animales que recibieron en la dieta este aditivo mostraron niveles más bajos de Hp tras tres semanas de tratamiento y presentaron un mayor incremento de peso y de ganancia media diaria. Por el contrario, las concentraciones de Pig-MAP no mostraron cambios a lo largo del estudio. Las concentraciones de Hp se incrementaron en ambos grupos tras la administración de la vacuna de Aujeszky. En conclusión, este estudio demuestra que la haptoglobina en un buen biomarcador para monitorizar los parámetros productivos y la respuesta a la vacuna de Aujeszky. En el estudio 4 se llevó a cabo una infección experimental con seis cepas diferentes del virus del síndrome reproductivo y respiratorio porcino (PRRSV), cuatro de ellas pertenecientes al genotipo I y dos al genotipo II. Hp y CRP resultaron ser las PFAs que se incrementaron de forma más acusada tras la infección, en cambio, la concentración sérica de Pig-MAP no se alteró de forma significativa. Por último, en el estudio 5 se investigó la relación entre la presencia de lesiones pulmonares y la concentración sérica de Hp, CRP y Pig-MAP en cerdos de matadero. Los cerdos procedían de 24 granjas clasificadas en función del grado de lesión característica de pleuritis (pleuritis negativa: P-, o pleuritis positiva: P+) y de consolidación pulmonar cráneo-ventral (CVPC negativa: M- y CVPC positiva: M+) observadas en matadero. Se obtuvieron muestras de suero de 20 animales de cada granja en las que se analizaron las concentraciones de las tres PFAs. Las tres proteínas incrementaron claramente en las granjas M+, pero sólo Hp y Pig-MAP incrementaron significativamente en las P+. Los análisis ROC realizados concluyeron que la PFA que mejor discriminaba entre los grupos P+/P- y M+/M- era la Pig-MAP.

The main goal of this thesis was to evaluate the usefulness of serum concentrations of acute phase proteins (APPs) as biomarkers of disease and indicators of growth performance in pigs. The APPs are plasma protein that increase its concentration in response to different types of attacks that affect the organism. In pigs the three major APPs are: haptoglobin (Hp), Pig Major Acute Phase Protein (Pig-MAP) and C-reactive protein (CRP). Study 1 was conducted to validate an immunoturbidimetric method used for the determination of human CRP for use with porcine samples. It was concluded that the human method due to its good precision, traceable calibrator and satisfactory overlap performance, can be used with porcine samples meanwhile there is neither a reference method nor a reference material for determination of CRP in pig. In study 2, the kinetic profile of haptoglobin, C-reactive protein (CRP) and Pig-MAP were evaluated in pigs throughout the productive cycle in a fattening farm. No significant differences were observed in haptoglobin, Pig-MAP and CRP concentrations between males and females. The concentration of Pig-MAP decreased progressively until 13 weeks of age. At week 8, a PRRS virus recirculation took place but the serum concentration of any APPs did not increase. By contrast, at the end of the period of this study, all three proteins increased concomitantly to a clinical outbreak with severe respiratory problems. In study 3, the serum concentration of Hp and Pig-MAP were analyzed in a group of pigs receiving a feed additive with immunomodulatory properties. These animals were from the same commercial farm than those in study 2 and raised in parallel. For this reason, pigs of Study 2 were used as control group. Animals receiving this additive in the diet showed lower levels of Hp after three weeks of treatment and had an improvement in total body weight and average daily gain. By contrast, the concentrations of Pig-MAP were unchanged throughout the study. Hp concentrations increased in both groups after administration of Aujeszky vaccine. In conclusion, this study shows that the haptoglobin in a good biomarker to monitorize production parameters and for monitoring Aujeszky vaccine in pigs reared under standard commercial conditions. In study 4, an experimental infection was performed with six different strains of porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV), four of them belonging to genotype I and two to genotype II. Hp and CRP were found to be the APPs which increased more markedly after infection, however, the serum concentration of Pig-MAP did not change significantly. Finally, study 5 investigated the relationship between the presence of lung lesions in pigs at the slaughterhouse and serum concentration of Hp, CRP and Pig-MAP. The pigs came from 24 farms classified according to the level of pleuritis lesions (pleuritis negative: P-, or pleuritis positive: P+) and cranio-ventral pulmonary consolidation (CPVC negative: M-and CPVC positive: M+) observed in slaughterhouse. Serum samples from 20 pigs from each farm were collected and testedfor APPs. All three proteins clearly increased on farms M+, but only Hp and Pig-MAP increased significantly in the P+. ROC analysis concluded that the best APP to discriminate between groups P+ / P- and M+ / M-was Pig-MAP.