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

O Streptococcus suis (S. suis) é um agente patogénico endémico e zoonótico, não existindo orientações de prevenção adequadas para leitões em transição, para além dos antibióticos. A patogénese está principalmente associada 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 esteja excluída (Swildens, 2009). A colonização ocorre à nascença, durante a fase de transição quando os leitões se misturam e durante os surtos. Os surtos estão frequentemente associados a co-infecções e a factores de stress identificados como possíveis desencadeadores, mas o processo natural de infecção não é totalmente compreendido e não está disponível um modelo experimental repetível que imite as fases iniciais da doença. A doença é reconhecida por sinais clínicos neurológicos associados a meningite com mobilidade reduzida e, frequentemente, mortalidade.

Sabe-se, a partir de modelos humanos e animais, que a resposta inflamatória nas meninges é caracterizada por uma redução do teor de glucose e um aumento do lactato no líquido cefalorraquidiano (LCR). A presença de inflamação na barreira hematoencefálica (BBB) e na barreira sangue-líquido cefalorraquidiano (CSF) compromete sistemicamente a função cerebral, a troca iónica e a homeostase mineral (Bettinelli et al., 2012). Neste contexto, não sabemos qual seria a condição em leitões naturalmente afectados. Esta informação poderia ajudar a identificar factores de susceptibilidade e a definir estratégias para apoiar a saúde e a recuperação do leitão doente.

O objectivo desta investigação foi estudar vários surtos suspeitos de S. suis no nosso centro de investigação de suínos, incluindo os sub-objectivos

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

A nossa exploração de investigação inclui ~160 porcas produtivas organizadas em lotes a cada 4-5 semanas, produzindo cerca de 560 porcos por lote com aproximadamente 24 dias de idade ao desmame. A investigação em matéria de alimentação e os estudos de gestão são realizados constantemente e em simultâneo em várias áreas, incluindo porcas gestantes, porcas em lactação, leitões e leitões desmamados (alojados em parques convencionais com n = 3-6 porcos/parque ou sistemas de alimentação electrónicos com n = 10-12 porcos/parque; pavimento ripado inteiramente em PVC).

Quando foram observados sinais clínicos compatíveis com doença estreptocócica, foram colhidas amostras de sangue e esfregaços das amígdalas de 2 porcos por parque (um porco doente e um porco selecionado aleatoriamente). Os porcos doentes foram então medicados com ampicilina e dexametasona durante 3 dias. Os casos com disfunção do sistema nervoso central estavam associados a meningite e foram definidos como gravemente doentes (incluindo perda de equilíbrio, ataxia, paralisia, opistótonos, tremor generalizado e agitar as patas). Outros casos com sinais não neurológicos incluíam desânimo, vermelhidão da pele e claudicação, provavelmente associados a septicemia e artrite. Os companheiros de parque seleccionados aleatoriamente foram considerados como controlos. Foram colhidas amostras de sangue nos 5 minutos seguintes à detecção dos sinais clínicos. O sangue e o soro foram analisados para detecção de gases e minerais. As zaragatoas das amígdalas foram testadas por qPCR para os serótipos 2 (e/ou 1/2), 7 e 9 de S. suis. Os leitões foram pesados na altura da amostragem, repetida após 7 dias e foram recolhidos dados retrospectivos dos registos da exploração.

O estudo incluiu três surtos principais nos lotes 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 serotipo 2 (ou 1/2) pela presença em tecidos por cultura ou pela presença de ADN por qPCR em tecidos (válvulas cardíacas, articulações, meninges) de porcos eutanasiados e mortes súbitas. No entanto, os porcos que foram tratados e sobreviveram não foram diagnosticados. Além disso, nem todos os porcos identificados com sinais clínicos foram amostrados durante este estudo, os casos detectados durante o fim de semana ou sem recursos humanos para uma amostragem adequada foram excluídos e imediatamente medicados.

Foram recolhidas amostras de 56 leitões, 28 dos quais eram suspeitos de ter a doença de S. suis com sinais clínicos, incluindo 20 classificados como gravemente doentes (sinais neurológicos). Os dados referem-se apenas aos porcos afectados neurologicamente em comparação com o grupo de controlo (Figura 2 A e B).

Os porcos do grupo de controlo e os porcos doentes tinham peso e idade semelhantes aquando da detecção dos sinais clínicos e não diferiram retrospetivamente no peso ao desmame ou no ganho médio diário entre o desmame e a amostragem (P > 0,05), o que sugere que não existe uma condição prévia clara, como um rendimento extremamente fraco ou bom. Durante os 7 dias após a detecção da doença, os porcos reduziram o seu rendimento, como esperado (P < 0,05).

Retrospetivamente, foi observado um efeito significativo da ninhada/porca, com uma proporção mais elevada de leitões irmãos nos porcos afectados com sinais neurológicos do que nos controlos (P < 0,02), o que é bem conhecido e indica o efeito da porca na transferência vertical do estado de portador, mas talvez também um factor de susceptibilidade. O rendimento da porca não mostrou qualquer diferença entre os porcos doentes ou neurologicamente afectados e o controlo, reduzindo a previsibilidade de potenciais factores de risco a partir do rendimento da porca (dados não apresentados). A prevalência do serótipo 2 de S. suis aumentou significativamente (P<0,04) nos porcos gravemente doentes (81%) em comparação com o grupo de controlo (44%), o que é consistente com os nossos resultados de diagnóstico.

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

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

Em crianças com meningite, o baixo nível de Na está associado a um risco acrescido de gravidade da doença e a um 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 paratormona em resposta à hipocalcemia e pode contribuir para a fraca homeostase mineral no presente estudo.

Pode especular-se que a intervenção mineral e electrolítica, tal como é actualmente corrigida em pacientes humanos com meningite, pode também ser benéfica para os porcos, sendo necessária mais investigação neste sentido, utilizando estudos controlados de infecção em vez da actual abordagem de estudo de casos.

Em conclusão, a meningite em leitões doentes (naturalmente) foi associada a um rendimento médio, sem qualquer caraterística produtiva anterior à doença a destacar, para além de um efeito porca/ninhada. Os leitões doentes apresentaram alcalose respiratória, perda de minerais e uma maior prevalência de S. suis serotipo 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.