Estado metabólico e homeostase mineral em infecções por S. suis. O que sabemos?

Streptococcus suis (S. suis) é um patógeno endêmico e zoonótico que não possui diretrizes de prevenção adequadas para leitões de creche além de antibióticos. A patogênese está associada principalmente à colonização do trato respiratório superior e das amígdalas como via de entrada no sistema circulatório (Segura et al., 2016), embora a infecção gastrointestinal não seja descartada (Swildens, 2009). A colonização ocorre no nascimento, durante a fase de transição quando os leitões se misturam. Os surtos são frequentemente associados a coinfecções e fatores de estresse identificados como possíveis desencadeadores, mas o processo natural de infecção não é completamente conhecido e não temos um modelo experimental repetível que mimetize os primeiros passos da doença. A doença é reconhecida por apresentar sinais clínicos neurológicos associados à meningite com comprometimento da mobilidade e frequentemente mortalidade.

Sabe-se de modelos humanos e animais que a resposta inflamatória nas meninges é caracterizada por uma redução no conteúdo de glicose e um aumento de lactato no líquido cefalorraquidiano (LCR). A presença de inflamação na barreira hematoencefálica (BHE) e na barreira sangue-líquido cefalorraquidiano (sangue-LCR) compromete sistemicamente a função cerebral, a troca iônica e a homeostase mineral (Bettinelli et al., 2012). Neste contexto, não sabemos qual seria a condição em leitões naturalmente afetados. Esta informação poderá ajudar a identificar fatores de suscetibilidade e definir estratégias de apoio à saúde e recuperação do leitão doente.

O objetivo desta investigação foi estudar vários surtos suspeitos de S. suis, no nosso centro de investigação suína, incluindo os sub-objetivos:

1. diagnosticar surtos
2. avaliar o impacto relativo da doença
3. fornecer novos insights sobre a fisiopatologia da doença.

Nossa granja de pesquisa inclui aproximadamente 160 matrizes produtivas organizadas em lotes a cada 4-5 semanas, produzindo cerca de 560 leitões por lote com aproximadamente 24 dias de idade ao desmame. Pesquisas de alimentação e estudos de manejo são realizados constante e simultaneamente em várias áreas, incluindo porcas em gestação, porcas em lactação, leitões e leitões desmamados (alojados em baias convencionais com n = 3-6 suínos/baia ou sistemas eletrônicos de alimentação com n = 10-12 suínos/baia; ripas feitas inteiramente de PVC).

Quando foram observados sinais clínicos compatíveis com doença estreptocócica, amostras de sangue e zaragatoas de amígdalas foram coletadas de 2 suínos por baia (uma de um animal doente e outra de um selecionado aleatoriamente). Posteriormente, os suínos doentes foram medicados com ampicilina e dexametasona durante 3 dias. Casos com disfunção do sistema nervoso central foram associados à meningite e foram definidos como gravemente doentes (incluindo perda de equilíbrio, ataxia, paralisia, opistótono, tremor generalizado e pedalada). Outros casos com sinais não neurológicos incluíram desânimo, vermelhidão da pele e claudicação, provavelmente associados a sepse e artrite. Companheiros selecionados aleatoriamente foram considerados controles. Amostras de sangue foram coletadas dentro de 5 minutos após a detecção dos sinais clínicos. Sangue e soro foram analisados ​​para gases e minerais. Os swabs de amígdalas foram analisados ​​por qPCR para S. suis sorotipos 2 (e/ou 1/2), 7 e 9. Os leitões foram pesados ​​no momento da amostragem, repetidos 7 dias depois e dados retrospectivos foram buscados nos registros de nossa granja.

O estudo incluiu três surtos principais nos plantéis de inverno (3,8% de incidência), primavera (5,3% de incidência) e outono (9% de incidência). Cada surto foi diagnosticado e confirmado com S. suis sorotipo 2 (ou 1/2) pela presença em tecidos por cultura ou presença de DNA por qPCR em tecidos (válvulas cardíacas, articulações, meninges) de suínos eutanasiados e com descarga súbita. No entanto, os suínos que foram tratados e sobreviveram não foram diagnosticados. Além disso, nem todos os suínos identificados com sinais clínicos foram amostrados durante este estudo; os casos detectados durante o fim de semana ou sem recursos humanos para amostragem adequada foram excluídos e tratados imediatamente.

Foram colhidas amostras de um total de 56 leitões, dos quais 28 eram suspeitos de sofrer de S. suis com sinais clínicos, incluindo 20 classificados como gravemente doentes (sinais neurológicos). Os dados referem-se apenas aos animais afetados neurologicamente em comparação com os do grupo de controle (Figura 2 A e B).

Os animais de controle e doentes tinham peso e idade semelhantes no momento da detecção dos sinais clínicos e não diferiam retrospectivamente no peso ao desmame ou no ganho diário médio entre o desmame e a amostragem (P > 0,05), o que sugere que não existe uma pré-condição clara, tal como um animal com desempenho extremamente ruim ou bom. Durante os 7 dias após a detecção da doença, os suínos reduziram seu desempenho conforme o esperado (P < 0,05).

Retrospectivamente, foi observado um efeito significativo da leitegada/matriz com uma proporção maior de leitões irmãos em suínos afetados com sinais neurológicos do que nos controles (P < 0,02), o que é bem conhecido e indica o efeito da matriz na transferência vertical do estado de portador, mas talvez também um fator de suscetibilidade. O desempenho da fêmea não mostrou diferença entre suínos doentes ou afetados neurologicamente e controle, reduzindo a previsibilidade de potenciais fatores de risco do desempenho da porca (dados não mostrados). A prevalência do sorotipo 2 de S. suis aumentou significativamente (P<0,04) em suínos gravemente doentes (81%) em comparação com animais controle (44%), consistente com nossos achados diagnósticos.

Um perfil fisiopatológico geral foi observado nos parâmetros sanguíneos dos animais doentes com sinais neurológicos (Tabela 1), com aumento do pH, saturação de O2 e incidência de alcalose, mas redução da glicose, pCO2, iCa, Ca, P, Mg , K e Na no sangue/soro comparado ao controle (P<0,05). A alcalose respiratória observada provavelmente estava relacionada à acidificação do líquido cefalorraquidiano (a partir do acúmulo de lactato) devido à pleocitose (aumento da contagem de glóbulos brancos no líquido cefalorraquidiano). A meningite pode causar síndrome perdedora de sal cerebral, alterando o sistema simpático, a diurese e a função renal, o que explica a perda mineral neste estudo.

Tabela 1. Principais diferenças na análise bioquímica do sangue e na análise de minerais no sangue ou soro de porcos doentes com sinais neurológicos (n = 20) e controles (n = 28).

Em crianças com meningite, um baixo nível de Na está associado ao aumento do risco de gravidade da doença e aumento da mortalidade (Chao et al., 2008), e o baixo nível de Ca (total e ionizado) é comum em crianças com doença meningocócica grave. O Mg interage com a secreção de paratormônio em resposta à hipocalcemia e pode contribuir para a homeostase mineral pobre no presente estudo.

Pode-se especular que a intervenção mineral e eletrolítica, como atualmente corrigida em pacientes com meningite humana, também pode ser benéfica em suínos, e mais pesquisas são necessárias nesse sentido usando estudos de infecção controlada em vez da abordagem de estudo de caso.

Em conclusão, a meningite em leitões doentes (naturalmente) esteve associada a um desempenho médio, sem nenhum traço produtivo prévio à doença a destacar, para além de um efeito matriz/leitegada. Leitões doentes apresentaram alcalose respiratória, perda mineral e maior prevalência de S. suis sorotipo 2 (e/ou 1/2).

Extraído do artigo: Metabolic insights and background from naturally affected pigs during Streptococcus suis outbreaks. Fabà L, Aragón V, Litjens R, Galofré-Milà N, Segura M, Gottschalk M, Doelman J. Translational Animal Science, Volume 7, Issue 1, 2023, txad126.