Use of epidemiological analytic tools and molecular characterization techniques to inform bovine tuberculosis eradication programs

Abstract

La tuberculosis bovina o TBb es una enfermedad zoonósica y bacteriana de gran impacto en el bienestar y producción animal causada principalmente por Mycobacterium bovis. A pesar de la aplicación de exhaustivas medidas de control, la prevalencia de la TBb es elevada en ganado bovino y especies salvajes en varias regiones de España. La erradicación de la TBb resulta compleja debido a factores como la limitada sensibilidad de las pruebas diagnósticas disponibles, la introducción de animales infectados, la proximidad a granjas positivas y el contacto con reservorios salvajes. La presente tesis doctoral se basa en la aplicación de herramientas analíticas como el análisis de redes sociales, modelos epidemiológicos y técnicas de secuenciación masiva para cuantificar la relativa importancia de los factores de riesgo que afectan al control de la TBb en España, especialmente en áreas de elevada prevalencia. El capítulo 1 comprende el estudio del posible rol de los movimientos de ganado bovino entre granjas en la transmisión de TBb en Castilla y León. Se detectó un grado de conectividad entre las granjas muy heterogéneo. Aunque aquellas que fueron positivas no estuvieron más conectadas a través de movimientos con otras granjas positivas de lo esperado por azar, sí estuvieron más conectadas y movieron más animales que las negativas, lo que sugiere una asociación entre los movimientos y la TBb. Además, se detectó un patrón de agregación espacial de granjas positivas, con más rebaños positivos en la proximidad de otros rebaños positivos de lo esperado por azar. El capítulo 2 estudia el impacto de características propias del rebaño y variables específicas de TBb en la duración de los brotes y el riesgo de desarrollar infección crónica en Castilla y León. La provincia de origen y la prevalencia en el municipio, el tipo y tamaño de rebaño, la entrada de animales en los tres años anteriores al inicio del brote y el número de reactores y animales confirmados por cultivo en el inicio del brote estuvieron asociados con una mayor duración de los brotes de TBb. En cambio, el tipo productivo no estuvo asociado con la cronicidad en el rebaño una vez infectado. El capítulo 3 evalúa la relativa eficiencia de la vigilancia en matadero para detectar y confirmar la TBb en los animales reactores y no reactores a las pruebas ante-mortem sacrificados en los mataderos de Castilla y León. La probabilidad de detección de lesiones compatibles con TBb en reactores estuvo asociada con el tipo de la unidad, la raza y edad del animal y la época de sacrificio, mientras que esta última no afectó en los animales no reactores. Aunque se detectó una considerable heterogeneidad en las tasas de detección y confirmación de TBb entre los mataderos de la región, las características evaluadas no contribuyeron a dicha variabilidad lo que sugiere que la inspección post-mortem no fue uniforme entre los mataderos. El capítulo 4 incluye la caracterización de la diversidad genómica de las cepas de M. bovis recuperadas de diferentes especies animales y regiones de España pertenecientes al espoligotipo prevalente SB0339. El grado de variabilidad genética estuvo asociado con la proximidad geográfica en mayor medida que la especie hospedadora, aunque se identificaron evidencias de transmisión entre ganado bovino y especies salvajes. La diversidad intra-rebaño de las cepas de la mayoría de los rebaños analizados en un periodo de hasta 10 años fue limitada, debido a la circulación de cepas endémicas y o reinfecciones a partir de una fuente continua de infección. El enfoque multidisciplinar presentado en esta tesis demuestra que el uso combinado de herramientas de análisis epidemiológico y molecular resulta muy valioso no solo para entender los factores que gobiernan la ocurrencia de la TBb en ganado bovino en España, sino también para desarrollar estrategias integradas y mejoradas de control tanto en ganado bovino como en reservorios silvestres, especialmente en áreas endémicas.