Abstract Resumen

Transferencia de la inmunidad humoral y celular

La importancia de asegurarse que los lechones ingieren la cantidad de ca-lostro necesaria para su supervivencia está muy bien descrita en la biblio-grafía veterinaria. Mientras que la estructura inmadura del intestino permite la absorción de inmunoglobulinas durante las primeras 24-36  horas de vida, se desconoce el mecanismo implicado en la transferencia selectiva de células linfoides en el epitelio intestinal del neonato.En este extracto del libro Inmunidad lactogénica en la cerda. Enfoque práctico se presentan los mecanismos de transferencia de la inmunidad humoral y celular de la cerda a los lechones vía calostro y los beneficios que ambas inmunidades conllevan a los lechones a la hora de enfrentarse a los patógenos.

Palabras clave: calostro, lechones, inmunoglobulinas, linfocitos

Lorenzo José Fraile Sauce

Contacto con el autor: Autor del libro Inmunidad lactogénica en la cerda. Enfoque práctico. Editorial Servettiendapv@grupoasis.com – http://tienda.portalveterinaria.com

Transference of humoral and cellular immunity

The importance of ensuring that piglets take in enough colostrum for their survival is very well described in the veterinary literature. While the immature structure of the intestine allows the absorption of immunoglobulins during the first 24-36 hours of life, the mechanism involved in the selective transfer of lymphoid cells in the intestinal epithelium of the neonates is unknown.In this extract from the book Inmunidad lactogénica en la cerda. Enfoque práctico a description of the mechanisms of humoral and cellular immunity transference of the sow to the piglets via colostrum and the benefits that both immunities entail to the piglets when facing the pathogens are presented.

Keywords: colostrum, piglets, inmunoglobulins, lymphoid cells

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El calostro es una secreción ma-maria extraordinariamente com-pleja que contiene lactosa, grasa y proteínas en una proporción

que cambia muy rápidamente desde el nacimiento (calostro temprano) hasta las 24  horas posparto (ver tabla). Entre las 16 y 34  horas posparto principalmente, cabe destacar la importancia que tiene la lactosa y la grasa para proporcionar ener-gía al lechón. Por otra parte, las proteínas del calostro son muy importantes para los animales, ya que una de sus fracciones son inmunoglobulinas, que son elementos esenciales en la inmunidad adquirida de tipo humoral. Además, el calostro contie-ne muchas células. De hecho, hay >1 × 106

células/ml y se estima que los lechones obtienen 5,0-7,0 × 108 células maternas diarias, de las que un porcentaje relativa-mente elevado son linfocitos (15-25 %).La ingestión de calostro depende no solo de la capacidad de las cerdas para pro-ducirlo, sino también de la capacidad de los lechones para tomar el calostro de las mamas. En este sentido, cabe destacar que las cerdas primerizas producen general-mente un calostro de menor calidad que las cerdas multíparas, y sus lechones (ge-neralmente más pequeños) presentan una menor capacidad para poder adquirir el calostro de sus madres (figura  1). Estos dos factores implican un nivel más bajo de inmunidad pasiva para los lechones procedentes de cerdas primerizas.

INMUNIDAD HUMORALEl calostro de la cerda contiene aproxima-damente 11  veces más inmunoglobulinas (IgA, IgG e IgM) que la leche madura (ver tabla). Es decir, durante la producción de calostro se genera una concentración de las inmunoglobulinas presentes en el plasma. De hecho, las inmunoglobulinas maternas se concentran desde la sangre hasta el ca-lostro en la glándula mamaria a través de un mecanismo dependiente del receptor de inmunoglobulinas (figura 2). Estudios cien-tíficos han demostrado que prácticamente el 100 % de IgG, el 40 % de IgA y el 85 % de IgM del calostro derivan del suero de la cerda. La IgG es la inmunoglobulina más abundante en el calostro (81 %), mientras que la IgA es la más numerosa (57 %) en la leche de la cerda. La proporción IgA/IgG oscila entre 0,16-0,22 en el calostro y 2,1-6,96 en la leche madura. En el caso de las IgA, una proporción muy elevada se sinte-tiza en la glándula mamaria. Los cambios

en las concentraciones de inmunoglobuli-na en las secreciones mamarias reflejan la capacidad de las especies para transferir la inmunidad materna a la descendencia.La estructura inmadura del intestino del neonato permite la absorción de inmuno-globulinas durante las primeras 24-36 ho-ras tras el nacimiento. Los niveles de IgG e IgA en el lechón tras la ingestión de ca-lostro sugieren que la absorción de inmu-

noglobulinas calostrales no es selectiva, ya que los niveles séricos de IgG e IgA de los lechones imitaban la distribución de IgG e IgA en el calostro de la cerda. Posterior-mente, el intestino madura y no permite la absorción de estas macromoléculas. Este fenómeno se denomina cierre intestinal. Por tanto, las IgGs ingeridas a través del calostro se absorben como moléculas in-tactas antes del cierre del intestino. La IgG es importante para la función inmunitaria sistémica. Después del parto, el contenido de IgG en el calostro disminuye rápida-

Producción de calostro, leche transitoria y leche madura en cerdas

Calostro Leche transitoria Leche madura

Tiempo posparto Temprano (0 h)

Medio (12 h)

Tardío (24 h)

36 h 72 h Día 17

Composición química (g/100 g)

Grasa 5,1c 5,3c 6,9bc 9,1a 9,8a 8,2b

Proteína 17,7a 12,2b 8,6c 7,3cd 6,1d 4,7e

Lactosa 3,5d 4,0c 4,4bc 4,6b 4,8ab 5,1a

Materia seca

27,3a 22,4b 20,6b 21,4b 21,2b 18,9c

Energía (kJ/100 g) 260d 276d 346c 435ab 468a 409b

Calostro temprano

Leche madura

IgG (total) (mg/ml) 61,8 1,6

IgA (mg/ml) 11,3 4,1

IgM (mg/ml) 3,8 1,5

80

70

60

50

40

30

20

10

0

IgG

en ca

lostr

o (m

g/m

l)

Parto

1 2-3 4-5 >5

■ Al nacimiento ■ A las 24 horas posnacimiento

Figura 1. Calidad del calostro durante las primeras 24 horas posparto en función de la paridad de las cerdas.

a

abab

b

Quesnel, 2011.

Los valores que presentan diferente letra indican la existencia de diferencias estadísticamente significativas (p <0,05) (Theil et al., 2014).

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mente hasta un nivel bajo, mientras que el contenido de IgA disminuye ligeramente. La IgA ingerida, tanto en calostro como en leche, es importante para la protección del tracto gastrointestinal a nivel local. Por tanto, la IgA proporcionada desempeña un papel esencial en la prevención de proble-mas digestivos durante el periodo neona-tal. Además, esta inmunidad lactogénica es más amplia, ya que existe una “comu-nicación” entre las mucosa respiratoria, digestiva y genitourinaria. De este modo, la respuesta inmunitaria generada a nivel local (fundamentalmente de tipo humoral e IgA) en el tracto respiratorio, digestivo o genitourinario aparece en la secreción lác-tea debido a la migración de linfocitos B productores de IgA a través de los ganglios linfáticos regionales y la sangre a la glándu-la mamaria (figura 3). Este mecanismo está mediado por la presencia de una molécula (MadCAM-1) expresada en las vénulas de las placas de Peyer, la lámina propia intes-tinal y en la glándula mamaria (figura 2) y por la presencia de un ligando a nivel del linfocito (integrina α4/β7) que se une a la MadCAM-1 y permite el paso de linfocitos de unos compartimentos a otros. La pre-sencia de IgA en la leche puede deberse al

transporte selectivo de IgA dimérica del si-tio inductivo a la sangre y de la sangre por translocación a través del epitelio mamario a la leche o por la migración de células B productoras de IgA desde el sitio inductivo (intestino, aparato genitourinario y tracto respiratorio) a la glándula mamaria, donde se transforman localmente en células plas-máticas que producen IgA en la leche. Las IgA son muy relevantes para el estableci-miento de una microbiota digestiva y evitar la aparición de intolerancias alimentarias.En la figura  4  se muestran datos sobre la transferencia al lechón de inmunidad

humoral frente a Mycoplasma hyopneu-moniae. Evidentemente, la administra-ción de calostro es fundamental para que estos animales dispongan de inmunidad humoral frente al patógeno. Además, la ingestión de calostro está relacionada con la concentración de IgG 24 horas tras el nacimiento que, a su vez, está asociada con el título de IgGs presentes al destete en los lechones (figura 5). En conclusión, si se quiere tener un título elevado de IgGs procedentes de la inmunidad pasiva en el lechón, debe garantizarse una adecuada ingestión de calostro.

Figura 2. Mecanismo de transferencia de inmunidad celular (calostro) y humoral (calostro y leche).

α4β7+/células T CCR9+

Gestación

Gradiente quimioatrayente de células T

(TECK/CCL25)

AcinoCélulas T

intraepiteliales

α4β1+/células IgA+ CCR10+

Lactación

MAdCAM-1

Células plasmáticas

IgA

Gradiente quimioatrayente de células B epiteliales

(MEC/CCL28)

Leche

VCAM-1

α4β7+/células IgA+ CCR10+

IgA

Figura 3. Inmunidad de mucosas y su relación con la inmunidad lactogénica.

Sangre

Migración de linfocitos

Antígeno

Mucosa intestinal Tracto respiratorio Sistema genitourinario Glándula mamaria

Intestino: placas de Peyer

Ganglio linfático mesentérico

MAdCAM-1

Salmon et al., 2009.

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INMUNIDAD CELULARLa inmunidad mediada por células es un componente muy importante para el con-trol de muchas enfermedades. Curiosa-mente, la contribución celular del calostro se ha pasado por alto tradicionalmente en

70

60

50

40

30

20

10

0

25

20

15

10

5

0Inm

unog

lobu

lina (

mg/

ml)

Inm

unog

lobu

lina (

mg/

ml)

Suero de la cerda Calostro Antes de mamar Después de mamar

■ lgG ■ lgA ■ lgG ■ lgA

Figura 4. Transferencia de inmunidad humoral a los lechones frente a M. hyopneumoniae.

a

b

a

b

a b

a

b

favor de factores no celulares, como las inmunoglobulinas. Las secreciones mama-rias de todas las especies contienen células polimorfonucleares (PMN), linfocitos y macrófagos, junto con aproximadamente 2 × 105-107 células epiteliales/ml. Los tipos

celulares y la cantidad dependen de la eta-pa de desarrollo de la glándula mamaria y de otros factores individuales. Por ejemplo, el calostro se enriquece con células fago-cíticas, mientras que la leche se enriquece con células epiteliales. Una media del 26 %

Figura 5. Transferencia de inmunidad humoral a los lechones durante la fase predestete. Relevancia de la ingesta de calostro.

50

40

30

20

10

0

8

7

6

5

4

3

2

1

0Conc

entra

ción

de Ig

G en

plas

ma a

las 2

4 ho

ras p

osna

cimien

to (m

g/m

l)

IgG

en p

lasm

a al d

estet

e (g)

Ingesta de calostro entre el nacimiento y las 24 horas posnacimiento (g) IgG en plasma a las 24 horas posnacimiento (g)

0 200 400 600 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Bandrick et al., 2014

Devillers et al., 2011

Las columnas que presentan diferente letra indican la existencia de diferencias estadísticamente significativas (p <0,05).

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sangre de la cerda (figura 6). Esto sugiere que las células mononucleares del calostro se concentran selectivamente. Por tanto, los porcentajes de linfocitos T CD8 y CD4 son significativamente menores en el calostro que en la sangre de la cerda. Sin embargo,

la proporción relativa de ambas subpobla-ciones es muy similar en el calostro y en la sangre de la cerda. En los cerdos, los linfo-citos T αβ que expresan CD4 y CD8 son células de memoria efectoras y la estimu-lación con su antígeno específico induce la proliferación de estos linfocitos doblemente positivos (DP). Probablemente, muchos de los linfocitos calostrales capaces de generar una respuesta inmunitaria en el lechón son células DP de memoria efectora. Por otra parte, el calostro presenta un mayor por-centaje de linfocitos T γδ con relación al que se observa en la sangre de la cerda. De hecho, constituyen casi la mitad de las cé-lulas mononucleares que se encuentran en el calostro. Los linfocitos T γδ responden a los antígenos de forma diferente que los linfocitos T αβ. Los linfocitos T γδ no son restrictivos en cuanto al complejo mayor de histocompatibilidad (CMH) y tienen la capacidad de reconocer antígenos no proteicos sin procesar. Además, se cree que tienen actividad natural killer (NK) y capa-cidad para la presentación de antígenos. La presencia de células presentadoras de antí-geno (APC) sería ventajosa para el recién nacido, ya que las células presentadoras de antígeno APC neonatales son inmaduras y requieren una mayor estimulación para funcionar de un modo similar a un animal maduro. Por tanto, la capacidad de los

de las células encontradas en el calostro son linfocitos, siendo menos numerosas las células B (aproximadamente un 30 %) que las células T. Las subpoblaciones de linfocitos T presentes en el calostro no son representativas de aquellas presentes en la

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10

5

0Célu

las m

onon

uclea

res (

%)

Célu

las m

onon

uclea

res d

e san

gre p

erifé

rica (

%)

Sangre de cerda Calostro Antes de mamar Después de mamar

■ γδ ■ CD8 ■ CD4 ■ γδ ■ CD8 ■ CD4

Figura 6. Distribución de linfocitos T (A) en sangre de cerda y calostro y (B) en sangre de lechones antes y después de la ingestión de calostro.

a

b

a

b

a

a

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0Activ

idad

NK

(%)

PBMC cerda CMC cerda PBMC preingestión calostro

PBMC posingestión calostro

Figura 7. Actividad NK de las células mononucleares periféricas y calostrales.

a, b

a, b, c

b

c

A B

Las células mononucleares se aislaron a partir de sangre de cerda o calostro, se fenotiparon con anticuerpos monoclonales γδ, CD8 o CD4 específicos para cerdos (n = 16), y se analizaron mediante citometría de flujo. (A) Porcentajes de subconjuntos de linfocitos T en sangre de cerda y calostro (n = 16). (B) Porcentajes de subconjuntos de linfocitos T en sangre de lechones antes de la ingestión de calostro (antes de mamar) y de nuevo a las 24 horas (después de mamar) (n = 34). Las muestras señaladas con la misma letra son estadísticamente significativas: “a” (p = 0,001); “b” (p = 0,0001).

Se utilizó la actividad NK para evaluar la capacidad funcional de las células mononucleares del calostro de cerdas (CMC) y de sangre (PBMC) de cerdas y lechones, antes y después de la ingestión de calostro. Las muestras señaladas con la misma letra son estadísticamente significativas (p <0,05).

Bandrick et al., 2014

Bandrick et al., 2014

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linfocitos T γδ para eludir las respuestas inmunitarias innatas y adaptativas sería un activo importante para el sistema inmu-nitario del neonato. Esta ventaja se puede observar claramente cuando se mide la actividad NK en lechones tras la ingestión de calostro frente a la actividad observada antes de su ingestión (figura 7). Desafortu-nadamente, se desconoce el mecanismo de transporte de linfocitos maternos a través del epitelio intestinal neonatal, aunque hay evidencias que sugieren la existencia de una transferencia selectiva de linfocitos a través

del epitelio intestinal neonatal. En este caso, sería más selectiva la absorción de linfoci-tos T γδ. La transferencia es un proceso me-diado por receptores que puede estar rela-cionado con cambios fenotípicos celulares producidos en el entorno calostral.Cabe destacar que el proceso de absorción celular está restringido a las células calos-trales de la propia madre y no se lleva a cabo mediante células calostrales tratadas térmicamente o procedentes del calostro de otra cerda. Al contrario que las células in-munitarias, las inmunoglobulinas calostra-

les atraviesan el epitelio intestinal neonatal y entran en la circulación independiente-mente de la fuente, ya sean inmunoglobuli-nas de otra cerda o incluso de otra especie. El mecanismo implicado en la transferencia selectiva de células linfoides en el epitelio intestinal del neonato no se conoce todavía. Al cruzar el epitelio intestinal del neonato, las células linfoides se transportan al gan-glio linfático mesentérico y a otros tejidos. Se ha demostrado que estos linfocitos son funcionales mediante pruebas inmunoló-gicas clásicas (p.ej., respuesta inmunitaria frente a un mitógeno no específico). Ade-más, la elevada frecuencia de células secre-toras de IgG en el bazo, ganglios linfáticos periféricos y médula ósea en el lechón a la semana de edad podría constituir la proge-nie de estas células B calostrales que acce-dieron a través de la pared intestinal. En la figura 8 se exponen datos sobre la transferencia al lechón de inmunidad ce-lular frente a M. hyopneumoniae. Eviden-temente, la administración de calostro es fundamental para que estos animales dis-pongan de inmunidad celular frente al pa-tógeno. En definitiva, si se quiere disponer de inmunidad pasiva de tipo celular, debe garantizarse también una buena ingestión de calostro por parte del lechón.

4,5

4,0

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6

4

2

0Relac

ión

S:P

Prol

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ción

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es

timul

ada (

%)

Antes de mamar Después de mamar Antes de mamar Después de mamar

Figura 8. Transferencia de inmunidad (A) humoral y B) celular frente a M. hyopneumoniae medida en sangre de lechones antes (n = 7/grupo) y 24 horas después (n = 10/grupo) de la ingestión de calostro.

Tiempo de muestreo de sangre de lechonesTiempo de muestreo de sangre de lechones

*

*

A B

Aum

sam

a/sh

utter

stock

.com

La ingestión de calostro depende no solo de la capacidad de las cerdas para producirlo, sino también de la capacidad de los lechones para tomar el calostro de las mamas.

Las barras magenta y verdes representan lechones de cerdas vacunadas y no vacunadas, respectivamente. Las barras de error corresponden al error estándar de la media; *p <0,05. (A) Los anticuerpos frente a M. hyopneumoniae se cuantifican mediante la relación S:P (muestra/positivo) en el suero de lechones antes de mamar y 24 horas después de mamar. (B) La inmunidad celular específica frente a M. hyopneumoniae se midió en sangre de lechones mediante linfoproliferación. La linfoproliferación específica de antígeno se determinó restando el porcentaje de linfoproliferación no estimulada (media) del porcentaje de linfoproliferación específica de M. hyopneumoniae.

Bandrick et al., 2014

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