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Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 0 “Vertederos como puntos calientes para la transmisión de patógenos – estudio de caso en la cigüeña blanca (Ciconia ciconia)” Máster Universitario en Investigación Básica y Aplicada en Recursos Cinegéticos (MUIBARC) Trabajo de Fin de Máster 2020/2021 Marta Oliván Nerín Directora Úrsula Höfle Hansen “Vertederos como puntos calientes para la transmisión de patógenos – estudio de caso en la cigüeña blanca” VºBº Úrsula Höfle Hansen Marta Oliván Nerín Índice 1. Resumen ........................................................................................................ 1 Abstract .......................................................................................................... 2 2. Introducción .................................................................................................... 4 3. Material y métodos ....................................................................................... 12 3.1. Área de muestro y toma de muestras .................................................... 12 3.2. Ejemplares muestreados ....................................................................... 12 3.3. Toma de muestras ................................................................................. 13 3.4. Análisis de laboratorio ............................................................................ 13 3.3 Análisis de datos ..................................................................................... 19 4. Resultados ................................................................................................... 22 5. Discusión ...................................................................................................... 29 6. Conclusiones ................................................................................................ 34 Agradecimientos ............................................................................................... 35 Bibliografía ....................................................................................................... 36 Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 1 1. Resumen Los vertederos suponen áreas de suministro constante y abundante de alimento idóneas para la fauna silvestre. Este factor provoca la agregación de un elevado número de animales de muchas especies diferentes y, por lo tanto, un potencial escenario para la transmisión de patógenos entre ellos. Por esta razón, es importante estudiar en estas áreas la posible transmisión de patógenos entre ellos y la exposición a bacterias resistentes a los antimicrobianos, que ya ha sido demostrada. En este estudio evaluamos como la asociación con los vertederos y el diferente comportamiento de las cigüeñas blancas puede afectar a la prevalencia de diferentes patógenos en individuos muestreados de colonias del Sur de Portugal con distinto uso de vertederos. Para ello, se marcaron adultos de cigüeñas blancas con transmisores satélites, gracias a los cuales se seleccionaron las colonias de muestreo y se obtuvieron datos del comportamiento migratorio que presentan los padres de los pollos muestreados y del uso de vertedero que realizan. Este último dato, junto con la distancia a vertedero, se empleó para determinar la frecuencia de uso de vertedero. De cada uno de los ejemplares muestreados se tomaron medidas biométricas, muestras de pluma en crecimiento, sangre e hisopos orales y cloacales, para realizar la determinación molecular del sexo y de presencia de los patógenos los patógenos de Influenza aviar, Flavivirus, Avulavirus aviar-1, Coronavirus aviar, Herpesvirus y Malaria aviar, detectar anticuerpos frente a virus West Nile (WNV), Influenza aviar (VIA) y Avulavirus aviar-1 (AaV1), y descubrir la presencia de las bacterias E. Coli y Salmonella spp., así como los fenotipos de resistencia de los aislados de E. Coli a los antibióticos Enrofloxacina, Cefotaxima y Gentamicina. Del total de individuos muestreados (156), 48 fueron adultos y 108 pollos. Se detectó una significativamente mejor condición física en los adultos que hacían un mayor uso de los vertederos. Se evidenció por PCR infección por WNV (0,64%, 1/156), AaV1 (1,28%, 2/156) y Malaria aviar (3,87%, 5/129). Mediante ELISA se detectó la exposición a los Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 2 virus WNV (10,28%, 11/107), VIA 6,45%, 8/124) y AaV1 (31,25%, 35/112), apareciendo significativamente mayores prevalencias en adultos. E.coli se detectó con mayor frecuencia en los pollos que en los adultos y entre los aislados de E.coli, los fenotipos de resistencia frente a los antimicrobiales Enrofloxacina, Gentamicina y Cefotaxima, fueron significativamente más frecuentes en los pollos de cigüeña blanca. Nuestros datos sugieren que la asociación a vertederos no influye en la susceptibilidad a patógenos característicos de la especie, pero sí en la de fenotipos de resistencia, lo que evidenciaría el papel que pueden suponer estos animales como potenciales centinela y dispersores de las mismas en el ambiente. Por el riesgo que supone esto último tanto para la salud animal como humana, se deberían tomar más medidas para el control la presencia de residuos de antibióticos en las basuras. Abstract Landfills provide a constant and abundant food supply for wildlife adapted to exploiting anthropized habitats. This causes the aggregation of a high number of animals of many different species and, therefore, a potential scenario for the circulation of pathogens. For this reason, in these areas is important to study if the prevalence of transmission of pathogens in the species that exploit landfills as well as the exposure to antimicrobials, which has already been demonstrated. In this study we evaluate how landfill use and different behaviour of white storks may affect the prevalence of different pathogens in individuals sampled from colonies in southern Portugal with different landfill use. For this purpose, adult white storks were camptured on landfills and marked with satellite transmitters, which allowed for detection of their home colonies. In addition, we obtained data on the migratory behaviour of the parents of the chicks sampled and their use of the landfill. The latter data, together with the distance to landfill, allowed us to calculate landfill use frequency. Biometric measurements, pulp feathers, blood samples and oral and cloacal swabs were taken from each of these individuals for molecular determination of sex and detection of avian influenza, flavivirus, avian avulavirus-1, avian coronavirus, herpesvirus and avian Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 3 malaria, determination of antibodies against West Nile virus (WNV), avian influenza virus (AIV) and avian avulavirus-1 (AaV1), detection of E. coli and Salmonella spp, as well as the resistance phenotypes of the isolated E. coli to the antibiotics Enrofloxacin, Cefotaxime and Gentamycin. Of the total number of individuals sampled (156), 48 were adults and 108 chicks. Higher frequency of landfill use was associated with better body condition in adults. WNV (0.64%, 1/156), AaV1 (1.28%, 2/156) and avian malaria (3.87%, 5/129) infection was evidenced by PCR. Exposure to WNV (10.28%, 11/107), AIV (6.45%, 8/124) and AaV1 (31.25%, 35/112) was detected by ELISA, with higher prevalences in adults. E.coli was detected more frequently in chicks than in adults and among E.coli isolates, resistance phenotypes against the antimicrobials Enrofloxacin, Gentamicin and Cefotaxime were significantly more frequent in white storkchickens. Our data suggest that landfill association does not influence susceptibility to pathogens characteristic of the species, but it does influence carriage of multirestant bacteria, which would indicate the role of these animals as potential sentinels and dispersers of pathogens in the environment. Because of the risk posed by the latter to both animal and human health, more measures should be taken to control the presence of antibiotic residues in litter. Palabras clave: vertedero de residuos sólidos urbanos (VRSU), patógenos, cigüeña blanca (Ciconia ciconia), virus, bacterias, virus de West Nile, Influenza aviar, Avulavirus aviar-1, Herpesvirus, Coronavirus aviar, Malaria aviar, E. Coli, Salmonella spp., fenotipos de resistencia a antibióticos. Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 4 2. Introducción El aumento de la población humana lleva consigo un incremento de los residuos que se generan. Se estima que, de la cantidad total que se produce de alimentos, un 30-40% se desperdicia (Parfitt et al., 2010). De estos desechos, el 59% se elimina en vertederos (Hoornweg & Bhada-Tata, 2012), por lo que estas áreas suponen un suministro constante y abundante de desechos orgánicos y, por lo tanto, una fuente de alimento perfecta para la fauna silvestre. En el caso de la cigüeña blanca (Ciconia ciconia), se trata de una buena especie modelo para el estudio del uso de los vertederos ya que, desde que se comenzaron a implementar estas áreas a finales de 1980, se ha ido incrementando constantemente la presencia de estos animales en los mismos (Tortosa et al., 2002). En la bibliografía, se encuentran numerosos estudios de como los vertederos pueden afectar o beneficiar a la cigüeña blanca en muchos ámbitos. De forma positiva, los rellenos sanitarios facilitan el acceso de alimento para esta especie, por lo que reduce tanto los costes energéticos asociados con la búsqueda de alimentos en la naturaleza, como la competencia por los recursos alimenticios (Gilbert et al., 2016). Menor coste energético en este tipo de actividades permite el mejor desarrollo de otras como la reproducción. Otro factor importante que se ha visto influenciado por la existencia de los vertederos es el cambio en su comportamiento de migración, y muchas ya permanecen el invierno en la Península Ibérica, lo que tiene también consecuencias como la reducción de la mortalidad de estos individuos (Tortosa et al., 2002; Vergara et al., 2007). Además, se ha visto que no solo mejora la condición corporal de los animales que se alimentan en estas áreas, también se ven mejorados los parámetros reproductivos, ya que la permanencia durante el invierno permite la ocupación de los mejores lugares de anidación, lo que proporciona un inicio más temprano de la reproducción, factor que se relaciona con nidadas más grandes y mayor éxito reproductivo (Vergara et al., 2007; Gilbert et al., 2016). Sin embargo, los alimentos suelen ser de mala calidad, al final se trata de sobras de origen antropogénico, y que además se mezclan con elementos perjudiciales Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 5 como productos tóxicos, metales pesados, plásticos, vidrios, que pueden acabar provocando amputaciones, asfixia o intoxicación. De igual forma, se puede relacionar con falta de micronutrientes esenciales (Tauler-Ametller, 2019) que, aunque se ha dicho anteriormente que las cigüeñas que consumen estos alimentos tienen mejores condiciones corporales, pueden poner en peligro la supervivencia del individuo en el futuro. No obstante, el factor más importante con relación a lo que se va a estudiar en este documento, es que la presencia de vertederos favorece la agregación de un elevado número de animales de muchas especies diferentes que puede dar lugar a la transmisión de patógenos entre ellos (Plaza & Lambertucci, 2017; Höfle et al., 2020), y con ello, la aparición de brotes que pueden afectar a las poblaciones de la especie. Además, las cigüeñas pueden transportar estos patógenos desde el vertedero al nido en su cuerpo, en el material de nidada o en la comida, modificando de esta forma la microbiota del nido. De hecho, cada vez es más frecuente la detección de microorganismos resistentes a antimicrobianos en poblaciones de cigüeñas que se alimentan o anidan cerca de los vertederos (Höfle et al., 2003; Camacho et al., 2016; Höfle et al., 2020; Martín-Maldonado et al., 2020). Al final, esto representa una importante preocupación tanto por el potencial de dispersión de patógenos por estas aves durante los movimientos locales y migratorios como por los efectos potenciales sobre la supervivencia de los pollos (Ciach & Kruszyk, 2010). Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 6 Figura 1: Agregación de diferentes especies, cigüeñas blancas (Ciconia ciconia) y Garcillas bueyeras (Bubulcus ibis), en un vertedero de la provincia de Ciudad Real. Fotografía de: Teresa Cardona Cabrera. Teniendo en cuenta los factores anteriores y que, además, las cigüeñas se desplazan por otros ambientes como humedales en los que se encuentran otras especies, localizaciones cerca de ganado o ambientes antropizados a parte de vertederos, la transmisión de una gran variedad de patógenos por parte de estos animales puede suponer un importante factor de riesgo. En diferentes ocasiones se han detectado brotes causados por distintos patógenos víricos en la cigüeña blanca (Kaleta et al., 1986; Malkinson et al., 2002; Schoener et al., 2014). Por esta razón, a continuación, se va a resumir las características y el efecto sobre la especie modelo de cada patógeno estudiado en concreto. INFLUENZA AVIAR En el caso del virus de Influenza Aviar (VIA), se trata de un virus de ARN cuya clasificación se basa en las propiedades de las glucoproteínas transmembrana hemaglutinina (HA) y neuraminidasa (NA). El virus también se clasifica según su patogenicidad para el animal en alta y baja patogenicidad. Los virus de baja patogenicidad (vIABP) son los que generalmente circulan en los ecosistemas y los de alta patogenicidad (vIAAP), que provocan una enfermedad sistémica cuya mortalidad en aves domésticas puede alcanzar el 100% de las aves, aunque solo es causada por algunas cepas de los subtipos H5 y H7 (Henriques et al., 2011). La transmisión de los vIABP se da fundamentalmente por vía feco-oral ya que Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 7 este virus se replica en el tracto intestinal de las aves y los viriones se liberan con las heces (Webster et al., 1992). El contacto con las aves silvestres, directo o indirecto, es la principal forma de exposición al virus de las aves domésticas. Además, la coincidencia entre la expansión de estas cepas a lo largo de las rutas migratorias demuestra que el virus de la influenza aviar puede ser transmitido por los movimientos de estas aves (Verhagen et al., 2021). En el caso de la Península Ibérica, la prevalencia del virus fluctúa según la época, la ubicación y las especies hospedadoras del patógeno, habiéndose descrito prevalencias entre 0.60% hasta 7.67% en diferentes estudios (Pérez- Ramírez et al., 2010; Busquets et al., 2010; Pérez-Ramírez et al., 2012; Bárbara et al., 2017). En el caso de nuestra especie modelo, la cigüeña blanca, existe un estudio en el que se examinaron 191 muestras de plasma para la detección de anticuerpos frente los subtipos H5 y H7, pero no se encontró ningún positivo (Kaleta et al., 2012). Sin embargo, puntualmente se producen alertas, como es el caso de la detección de la cepa H5N8 de alta patogenicidad en 3 cigüeñas muertas en Cataluña este mismo año, 2021 (Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, 2021). Por esta razón, una monitorización del patógeno en las aves silvestres es importante para evitar brotes que puedanperjudicar tanto animales domésticos como humanos en el caso de cepas zoonóticas. WEST NILE VIRUS El virus de West-Nile o del Nilo occidental (WNV) tiene también importancia en la fauna silvestre. Se trata de un flavivirus ARN que se caracteriza por transmitirse fundamentalmente por mosquitos del género Culex. Este patógeno tiene el potencial de infectar otros vertebrados, incluyendo humanos, los cuales se consideran hospedadores accidentales dado que no desarrollan viremia suficiente para infectar mosquitos. Sin embargo, las aves están reconocidas como uno de los principales reservorios del virus (López et al., 2011). Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 8 Debido a su capacidad de infectar a una amplia gama de hospedadores y la movilidad de sus reservorios aviares, este arbovirus está distribuido mundialmente (Figuerola et al., 2008). Uno de los brotes de fiebre del Nilo en aves más importantes que se han documentado fue en Israel en 1998, en el que este virus fue aislado de individuos fallecidos de una bandada de 1200 cigüeñas blancas que una tormenta había desviado de su ruta migratoria (Malkinson et al., 2002). Debido al comportamiento migratorio de esta especie, se responsabilizó a las cigüeñas afectadas de la introducción del virus en este país. En 1999, este virus fue detectado por primera vez en Estados Unidos (Gubler, 2009; Artsob et al., 2009), expandiéndose rápidamente por todo el país causando recurrentes brotes en aves, équidos y humanos (Lindsey et al., 2008; Artsob et al., 2009). Debido a su patogenicidad, este virus ha causado un impacto negativo en las poblaciones de aves residentes del país y por lo tanto se considera un importante patógeno emergente (Kilpatrick et al., 2019). Sin embargo, en el caso de la Península Ibérica, aunque algunos autores han documentado la circulación del virus en diferentes aves, como por ejemplo en el estudio de López et al. (2011) en el que se demostró la presencia de anticuerpos del virus en varias especies de aves silvestres, entre ellas la cigüeña blanca, el impacto sanitario en las poblaciones aviares tanto en la península como en el resto de Europa y África parece ser bajo a diferencia con Estados Unidos (Jurado et al., 2016; García-Bocanegra et al., 2016). Aunque el virus de West-Nile parece ser el flavivirus de mayor importancia en la fauna silvestre, se han documentado otros que también causan un impacto importante en distintas poblaciones de aves. En el caso de Europa, destaca el virus de Usutu (USUV) por brotes como el de 2011 en Alemania que provocó importantes mortalidades, sobre todo en mirlo común (Turdus merula) (Sieg, 2017) o el virus de Bagaza (BAGV), responsable de la muerte de un gran número de perdices (Alectoris rufa) y faisanes (Phasianus colchicus) en el Sur de España en 2010 (Agüero et al., 2011; Gamino et al., 2013). Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 9 AVULAVIRUS AVIAR-1 (ENFERMEDAD DE NEWCASTLE) La enfermedad de Newcastle está producida por el Avulavirus aviar tipo 1 (AvV- 1). Se trata de un virus ARN de importancia relevante debido al gran impacto que causa en la producción avícola, y por ello, junto con la Influenza Aviar, ambos patógenos son de notificación obligatoria según la Organización Mundial de la Salud Animal (OIE). Los animales afectados pueden presentar síntomas neurológicos, gastrointestinales, reproductivos o respiratorios (Miller & Koch, 2013). En el caso de la cigüeña blanca, muy pocos casos de infección por este virus han sido descritos. Uno de ellos en un estudio realizado por Kaleta y colaboradores en 1983, en el que se consiguió aislar tres cepas distintas del virus en cigüeñas aparentemente sanas, y que por lo tanto evidenció tanto la susceptibilidad de la especie al virus como su potencial papel como dispersor del mismo. En el caso de la Península Ibérica, en un estudio realizado por Camacho y colaboradores en 2016, se evidenciaron anticuerpos frente al virus en 4/90 del total de cigüeñas muestreadas en distintas colonias naturales y de vertederos, demostrando de esta forma la circulación del virus por las poblaciones de cigüeñas de la Península y por lo tanto evidenciando el riesgo de transmisión del virus a poblaciones domésticas y otras aves silvestres. CORONAVIRUS AVIAR Los coronavirus son patógenos importantes de aves y mamíferos, e incluso humanos. Se trata de virus ARN, y es por esta razón, existe una gran variedad de serotipos (Woo et al., 2009; MacLachlan & Dubovi, 2011). Se clasifican en 4 géneros distintos, los α-coronavirus y β-coronavirus que se encuentran en mamíferos, mientras que las aves se ven afectadas por los γ-coronavirus y δ- coronavirus. En el caso de las aves, estos patógenos son conocidos como virus de la bronquitis infecciosa (IBV) debido a la enfermedad reproductiva y respiratoria que provoca, síndrome descrito fundamentalmente dentro de la producción avícola. Muchas aves tanto domésticas como silvestres son susceptibles al patógeno, los cuales pueden infectarse a través de aerosoles o mediante la ingestión de alimentos contaminados con heces (Cavanagh, 2007). Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 10 No existen datos específicos sobre la exposición de cigüeñas blancas a este patógeno, pero sí que es conocida su circulación en otras aves del orden Ciconiiformes, como garzas reales (Ardea cinérea) o espátulas de cara negra (Platalea leucorodia) (Chu et al., 2011). HERPESVIRUS Los Herpesvirus aviares son virus ADN que muestran una elevada especificidad según el huésped al que afectan (Mack et al., 2020), por lo que los signos clínicos en los animales a los que infectan pueden ser extremadamente variables. En el caso de la cigüeña blanca, se han descrito varios episodios causados por Herpesvirus que, aunque serológicamente es idéntico al de la cigüeña negra (Ciconia nigra), no se encuentra relacionado con ningún otro Herpesvirus aviar (Kaleta et al., 1980). Un ejemplo, fue el estudio realizado por Kaleta et al., (1986), en el que se aislaron 12 Herpesvirus de cigüeñas mantenidas en aviares del norte de Alemania, pero ninguno de estos animales presentó signos de enfermedad. Sin embargo, Gómez-Villamandos y colaboradores en 1998, documentan un brote de mortalidad causado por este virus, con signos clínicos como depresión, pérdida de apetito, alas caídas o diarrea hemorrágica. En los ejemplares fallecidos se detectaron lesiones como necrosis hepática y esplénica e inclusiones intranucleares en múltiples tejidos. MALARIA AVIAR Los parásitos de malaria aviar son protozoos sanguíneos pertenecientes a los géneros Plasmodium, Haemoproteus y Leucocytozoon. Estos parásitos son transmitidos por diferentes tipos de vectores, desde mosquitos del género Culex en el caso de Plasmodium, hasta mosquitos de la Familia Ceratopogonidae e Hippoboscidae en el caso de Haemoproteus (Rivero et al., 2018). Se trata de una infección común entre las aves residentes y migratorias, y en la mayoría de los casos, sin aparente patología e impacto poblacional asociado. Sin embargo, este parásito sí causa una alta morbilidad y mortalidad en hospedadores que nunca han sido expuestos al mismo, por lo que tiene un gran impacto en áreas no endémicas en los que se introduce el patógeno por aves exóticas. Este es el caso de Nueva Zelanda, donde la malaria aviar se ha descrito Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 11 en 35 especies de aves diferentes y ha sido responsable de la muerte de individuos de especies amenazadas como el mohua (Mohoua ochrocephala) o el dotterel (Charadrius obscurus) (Schoener et al., 2014). Esto mismo ocurrió en Hawái, donde la malaria aviar es limitada, pero fue responsable de la disminución y extinción de muchas poblaciones endémicas de mieleros hawaianos (Liao et al., 2017).En el caso de nuestra especie modelo, la cigüeña blanca, aunque sí se han encontrado distintas especies de hemosporidia en algunos individuos, son muy pocos los casos que han sido reportados realmente (Jovani et al., 2002). Recientemente se ha observado un impacto negativo de hemosporidia del género Plasmodium en especies tan comunes el gorrión común (Passer domesticus) (Dadam et al., 2019). HIPÓTESIS El uso de vertederos como fuente de alimento altera el comportamiento de la cigüeña blanca. Por un lado, reduce sus movimientos migratorios y por lo tanto la posibilidad de exposición a patógenos exóticos, mientras que por otro lado favorece la agregación de muchos individuos, el uso continuo de los nidos y el contacto directo e indirecto con un amplio número de individuos de otras especies usuarios de los vertederos además de residuos de sustancias tóxicas. Hipotetizamos que estos cambios también tendrán un profundo efecto sobre los patógenos a los que la cigüeña blanca está expuesta y sobre su potencial sobre ella y su papel en su dispersión. OBJETIVOS Nuestro objetivo en este estudio es evaluar como el uso de los vertederos y el diferente comportamiento de cigüeñas blancas afecta a la prevalencia de diferentes patógenos. Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 12 3. Material y métodos 3.1. Área de muestro y toma de muestras El área de estudio se localiza en el Sur de Portugal (Figura 2). Concretamente en cuatro distritos, Setúbal, Évora, Beja y Faro (Entre 38.868383, -8.042987 y 36.970266, -7.886860). Esta zona presenta un clima mediterráneo, aunque por su posición marítima en contacto con el Océano Atlántico, el clima es más húmedo y con amplitudes térmicas menos acusadas que en otras zonas de clima mediterráneo. Así, se caracteriza por veranos largos y calurosos, entre 28ºC- 35ºC, e inviernos templados y cortos, alrededor de los 18ºC, y una precipitación media de 500 mm, que se concentran sobre todo en primavera y otoño. Figura 2. Área y puntos de muestreo de cigüeñas blancas. Elaboración propia (QGIS) Para el estudio se tomaron muestras de cigüeñas blancas silvestres (pollos y adultos) que pertenecían a colonias de diferentes emplazamientos, con distinto grado de exposición a residuos humanos. En la Figura 2, se puede apreciar la distribución de las colonias (símbolos de cigüeña) y su cercanía los vertederos (símbolo verde), el vertedero de Évora (38.53598, -7.96873), el de Beja (37.92575, -7.86656), el de Barlavento (37.213115, -8.522740), el de Sotavento (37.269436, -7.977384) y el de Ermidas do Sado (38.021568, -8.353752). 3.2. Ejemplares muestreados Se capturaron ejemplares de adultos de cigüeña blanca mediante trampas de red en vertedero (y algunas en nido). En 2018, fue capturado solamente un Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 13 ejemplar, mientras que, en 2019, un total de 47 individuos fueron capturados para su marcaje con transmisores satélite (Tabla 4). Los datos de telemetría de los adultos fueron usados para localizar sus nidos en diferentes colonias en los que después se muestrearon pollos, tanto los propios de los adultos marcados como de otros de su colonia. Su muestreo se realizó durante los meses de mayo y junio principalmente tanto en 2018 como 2019. Al mismo tiempo, se procedió al anillamiento de los individuos. Se muestrearon un total de 59 pollos de cigüeña blanca en 2018, y 49 pollos en 2019 (Tabla 4). 3.3. Toma de muestras A todos los individuos en las colonias se les extrajo sangre de la vena braquial que se transfirió inmediatamente a tubos estériles con heparina litio como anticoagulante. Se muestreó la cloaca de cada uno de los individuos mediante hisopo de algodón estéril conservado en medio de transporte AMIES. Se obtuvieron hisopos cloacal y orofaríngeo en medio de transporte para virus (Munster et al., 2007). Se obtuvieron también plumas en crecimiento, en el caso de los pollos, conservadas en el mismo medio específico de virus, así como el peso y medidas biométricas como la longitud del pico y el tarso. 3.4. Análisis de laboratorio ▪ Extracción y cuantificación de ADN y ARN La extracción y cuantificación de ADN y ARN se llevó a cabo tanto en las muestras de plumas, como de hisopos orales y cloacales. En el caso de las plumas, se extrajo el material del interior del cañón de las plumas en crecimiento para aislar simultáneamente el ARN y ADN de acuerdo con el protocolo de Tri Reagent® (Sigma-Aldrich, Madrid, España). Los sedimentos de ARN y ADN secados al aire se disolvieron en 40 μl agua ultrapura con una concentración menor a 60 ng/dl, y se almacenaron a - 80°C y -20ºC respectivamente, hasta su uso posterior. En el caso de los hisopos, tanto orales como cloacales, se realizaron pooles de 5 muestras. Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 14 La cuantificación de ADN y ARN se realizó con el espectofotómetro “Thermo Scientific Nanodrop OneTM” (ThermoFisher Scientific, Madrid, España) siguiendo las instrucciones del fabricante. ▪ Determinación molecular del sexo Las cigüeñas blancas no presentan un dimorfismo sexual marcado, aunque los machos suelen ser un 5% más grandes que las hembras (Aguirre de Miguel, 2006). Por eso, para determinar el sexo de los animales se usó una pequeña cantidad (2 μl) de sangre entera/pellet de eritrocitos diluida en 0.5 ml de agua ultrapura que después de extraer el ADN mediante ebullición se sometió a la PCR convencional descrita por Fridolfsson y Ellegren (1999). En el caso de los individuos de los que no se disponía de muestra de sangre se utilizaron las muestras de ADN extraídas de las plumas. Para ello se empleó el kit Phusion blood direct PCR (ThermoFisher Scientific, Madrid, España) en un volumen total de 10 μL que contenía: 0.5 μL de los primer 2550F (0.01 mM) y 0.5 μL de 2718R (0.01 mM), 3 μL de H2O, 5 μL de Buffer (2x) y con 1 μl de ADN extraído y siguiendo el programa: 98°C/4min; 40 ciclos de 98°C/1s, 54°C/6s, 72°C/20s y un ciclo final de 72°C/1 min. Las bandas se visualizaron mediante electroforesis horizontal en gel de agarosa al 1,5%. ▪ Detección molecular de patógenos Para la detección de los patógenos presentes en las muestras extraídas, se utilizaron dos metodologías distintas, RT PCR a tiempo real para los virus de Influenza Aviar, Flavivirus, Coronavirus aviar y Avulavirus aviar-1 y PCR convencional para Herpesvirus y parásitos de Malaria aviar. o RT PCR a tiempo real Esta metodología se realizó con las muestras de ARN extraídas tanto de plumas almacenadas a -80°C cómo de los pooles de hisopos orales y cloacales. La amplificación se realizó con dos termocicladores: C1000 TouchTM Thermal Cycler (Bio-Rad, Madrid, España) e iQTM5 Multicolor Real-Time PCR Detection System (Bio-Rad, Madrid, España). Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 15 Tabla 1: Resumen de los procedimientos de Real Time PCR para cada virus en las muestras de cigüeñas blancas de colonias del Sur de Portugal. o PCR Convencional Esta metodología se realizó con las muestras de ADN extraídas y almacenadas a -20°C. Patógeno Referencia Kit Composición y volumen Termociclador 20 μL: - 5 μL MasterMix - 50°C/2min Taqman TM Fast virus 1-step Kit - 0.4 μL Primer 1073 (30pmol/ul) - 60°C/30min INFLUENZA AVIAR Munster et al., 2007 (ThermoFisher Scientific, - 0.4 μL Primer 1074 (40pmol/ul) - 95°C/3min (Modificación de Ward et al., 2004) (Madrid, España) - 0.4 μL Sonda 1293 (5 pmol/ul) 50 ciclos: 94°C/20” - 8.8 μL H2O - 60°C/1min - 5 μL ARN 20 μL: - 10 μL MasterMix - 50ºC/1min Biorad SYBR Green - 1.1 μL Primer PF1S (10pmol/ul) - 95ºC/5min FLAVIVIRUS Moureau et al., 2007 (Bio-Rad, Madrid, España) - 1.1 μL Primer PF2R (10pmol/ul) 40 ciclos:95ºC/15” - 0.25 μL RT polymerasa - 60ºC/1min - 6.55 μL H2O- 1 μL ARN 25 μL: - 12.5 μL MasterMix - 50ºC/2min Biorad SYBR Green - 1.75 μL Primer 11F (10pmol/ul) - 95ºC/5min CORONAVIRUS AVIAR Escutenaire et al., 2007 (Bio-Rad, Madrid, España) - 1.75 μL Primer 13R (10pmol/ul) 50 ciclos:94ºC/40” - 0.5 μL RT polymerasa - 50ºC/40” - 6 μL H2O - 72ºC/40” - 2.5 μL ARN 20 μL: - 10 μL MasterMix - 50ºC/15min Biorad SYBR Green - 1 μL Primer NDVR (10pmol/ul) - 95ºC/1min AVULAVIRUS AVIAR-1 Creelan et al., 2002 (Bio-Rad, Madrid, España) - 1 μL Primer NDVF (10pmol/ul) 45 ciclos:95ºC/15” - 0.25 μL RT polymerasa - 60ºC/20” - 5.25 μL H2O - 2.5 μL ARN Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 16 Tabla 2: Resumen de los procedimientos de PCR Convencional para cada virus en las muestras de cigüeñas blancas de colonias del Sur de Portugal. Patógeno Referencia Kit Composición y volumen Termociclador 20 μL: PRIMERA PCR: - 10 μL MasterMix - 0.5 μL Primer DFA (10pmol/ul) - 0.5 μL Primer ILK (10pmol/ul) - 94ºC/2min - 0.5 μL Primer KG1 45 ciclos: 94ºC/30” HERPESVIRUS VanDevanter et al., 1996 Promega MasterMix (10pmol/ul) - 46ºC/1min (Anidada) (Promega Biotech Ibérica, - 5.5 μL H2O - 72ºC/30” Madrid, España) - 3 μL ADN - 72ºC/10min SEGUNDA PCR: - 10 μL MasterMix x2 veces - 0.5 μL Primer TGV (10pmol/ul) - 0.5 μL Primer IYG (10pmol/ul) - 6 μL H2O - 3 μL producto PCR 1 20 μL: PRIMERA PCR: - 10 μL MasterMix - 0.8 μL Primer HAEM NF (10pmol/ul) - 0.8 μL Primer HAEM NR2 - 94ºC/3min (10pmol/ul) 35 ciclos: 94ºC/30” - 6.4 μL H2O - 50ºC/30” MALARIA AVIAR Waldentröm et al., 2004 Promega MasterMix - 2 μL ADN - 72ºC/30” (Anidada) (Promega Biotech Ibérica, SEGUNDA PCR: - 72ºC/10min Madrid España) - 10 μL MasterMix - 0.8 μL Primer HAEM F x2 veces (10pmol/ul) - 0.8 μL Primer HAEM R2 (10pmol/ul) - 6.4 μL H2O - 2 μL producto PCR 1 Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 17 En el caso de las PCR convencionales, el producto se sometió a una electroforesis horizontal en gel de agarosa al 1.2%. Para visualizar las bandas se empleó Gel RedTM (Biotium, Hayward, USA) en el gel y un transiluminador de UV UVItec-Cambridge (Uvitec Ltd. Cambridge, U.K) con captador de imágenes. Las muestras positivas en la PCR de hemosporidia se purificaron empleando un kit comercial de purificación PCR QlAquick® (QIAGEN, Hilden, Alemania), después se midió la concentración con el Nanodrop OneTM (Thermo Scientific, Madrid, España) para cuantificar y evaluar la pureza de la muestra, y se enviaron a secuenciar (Secugen SL, Madrid, España) con el objetivo de identificar la especie de hemosporidio en las muestras positivas a la presencia de parásitos de la malaria aviar. Las secuencias obtenidas se analizaron con el software Chromas 2 (Technelysium Pty Ltd, South Brisbane, Australia) con la herramienta de búsqueda de alineación local básica (BLAST) del Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI, https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi). ▪ Serología En una alícuota de plasma se estudió la presencia de anticuerpos de VIA, AaV1 y WNV mediante ELISA de competición. o Para la detección de anticuerpos frente a WNV se utilizó un ELISA comercial de competición que emplea como antígeno virus entero inactivado (ID Screen©®, West Nile Competition, IDVet, Montpellier, France). o Igualmente, para la detección de anticuerpos frente al virus AaV1 se utilizó un ELISA comercial de competición específico (ID Screen©®, Newcastle Competition, IDVet; Montpellier, France). o Para la detección de anticuerpos frente al virus de VIA se utilizó un ELISA comercial de competición para este virus (Ingezim Influenza A 1.0. FLU.K.3, Madrid, España). ▪ Microbiología Se realizó el aislamiento e identificación de las enterobacterias E. coli y Salmonella spp. según metodología ISO. o Para el aislamiento de E. coli cada uno de los hisopos cloacales se sembraron en placas de agar MacConkey (Scharlab S.L, Barcelona, https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 18 España) y se incubaron a 37º C durante 24 horas. Las colonias consideradas E. coli por su morfología y color, fueron sometidas a cultivo en medio MacConkey con antibiótico con el fin de determinar fenotipos de antibiorresistencia. o Salmonella spp: El aislamiento de Salmonella spp. fue realizado conforme al método estandarizado ISO 6579 (2002). Primero se realizó un pre-enriquecimiento de las muestras. Para ello, se introdujo el hisopo cloacal en caldo de peptona y se incubó a 37º C durante 24 horas. Después, 1ml de este caldo se homogeneizó y se transfirió a caldo Rappaport Vassiliadis Soja (Scharlab, España) que se incubó a 42º C durante 24 horas. Finalmente se sembró en placa con agar XLD (Scharlab, España) y se incubó a 37º C durante 24 horas. Las colonias consideradas Salmonella spp. por su morfología y color, fueron recogidas en agua ultrapura para la extracción del ADN mediante la técnica de ebullición. El ADN así extraído fue llevado a refrigeración hasta posterior confirmación mediante reacción en cadena da la polimerasa (PCR) por amplificación del gen invA. La amplificación del gen InvA para la confirmación de las colonias como Salmonella spp. fue llevada a cabo mediante PCR, según el protocolo descrito por Rahn et al. (1992), en una mezcla de reacción con un volumen total de 30 μl conteniendo: 2 μl de ADN; 0,2 μl Enzima (5U/μl); 3 μl de cebador invA‐L (0,01 mM); 3 μl de cebador invA‐R (0,01 mM); 3 μl Buffer (10x); 0.6 μl dNTP’s (10 mM); 0.9 μl MgCl2 (50 mM); 17.3 μl ddH2O. La reacción se realizó en termociclador Techne modelo TC-512 (Techne Inc. Cambridge, U.K) siguiendo el siguiente protocolo: 94° C/3min.; 40 ciclos de 95° C/30seg., 55° C/30seg., 72° C/30seg.; y un ciclo final de 72° C/10min. Las muestras fueron sometidas a una electroforesis horizontal en gel de agarosa al 2%. Las amplificaciones fueron teñidas con gel red y leídas en un transiluminador de UV UVItec-Cambridge (Uvitec Ltd. Cambridge, U.K) con captador de imágenes. Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 19 ▪ Patrones fenotípicos de antibiorresistencias Se evaluó la susceptibilidad de las cepas aisladas de E. coli a determinados antimicrobiales. El patrón fenotípico de resistencia a los antimicrobiales de las cepas de E. coli se evaluó mediante la siembra en medios de MacConkey suplementados con tres antimicrobiales diferentes. Se prepararon placas con una concentración en gentamicina de 16μg/ml (Sigma-Aldrich química, Madrid, España), de cefotaxima 4μg/ml (Sigma) y MacConkey con Enrofloxacina 4μg/ml (Sigma). Estas placas fueron incubadas a 37º C durante 24 horas. Colonias morfológicamente compatibles con E. coli, que crecieron con las concentraciones de antimicrobiales, fueron registradas como indicio de resistencia al antibiótico en cuestión, y congeladas en agar cerebro-corazón a -80º C para futuros análisis. La elección de los diferentes antibióticos se basó en el uso frecuente que en España se hace de ellos. Gentamicina y Enrofloxacina son utilizados en ganadería y en animales de compañía. Cefotaxima o similares Cefalosporinas se administran a humanos. Las concentraciones utilizadas son las recomendadas por el National Antimicrobial Resistance Monitoring System (NARMS, Food and drug administration, Centers for Disease control and prevention, United States Department of Agriculture, 2017). 3.3 Análisis de datos En primer lugar, para obtener un índice de condición corporal de los individuos estudiados, se calculó un índice de masa corporal (SMI) de cada uno de los ejemplares (Peig & Green, 2009). Este valor se calculó relacionando de forma lineal el peso sobre la longitud del tarso, por un lado, los adultos y por otro lospollos. Con el fin de comparar las prevalencias entre aves asociadas al uso de vertedero y las que no y dado el gran número de colonias agrupamos las colonias según su distancia al vertedero en dos grupos (cercano y alejado de vertedero). Con el mismo fin y para comprobar la utilidad de la distancia al vertedero como referencia para el grado de su uso creamos la variable de frecuencia de uso de vertedero basada en los datos de telemetría de los adultos marcados. Esta Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 20 variable calculada por separado para el periodo reproductor y el de invernada es el resultante de la división de los días con localizaciones en vertedero entre el total de días con datos disponibles. Al igual que con la distancia al vertedero creamos una variable de uso binomial basado en una frecuencia de uso mayor o menor de 0,5. Después de una inspección visual de la normalidad de distribución del SMI empleamos modelos lineales generalizados con distribución normal y función de enlace de identidad para detectar factores que influyen en la condición física de las aves (Tabla 3, Tabla 7). Analizamos factores que influyen en la seroprevalencia de los virus VIA, AaV1 y WNV y otros Flavivirus usando modelos lineales generalizados con distribución binomial y función de enlace logit. Para las prevalencias de Malaria aviar en PCR, la prevalencia de E. Coli, Salmonella y los fenotipos de resistencia a los antibióticos analizados se utilizó de la misma forma un modelo lineal generalizado con distribución binomial y función de enlace logit. Los modelos se construyeron por pasos excluyendo los factores recogidos en la tabla 1 según el criterio Akaike (Akaike, 1974) (Tabla 3, Tabla 7). Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 21 Tabla 3. Resumen de factores incluidos en los GLMM para estudiar la relación de las distintas variables estudiadas en las cigüeñas blancas muestreadas en el Sur de Portugal. Todos los análisis se realizaron usando el software IBM SPSS Statistic 21 (IBM®, SPSS Inc. Chicago, USA), y la significancia se fijó en p ≤ 0,05. Factores Descripción SMI Índice de condición física hembras Sexo machos pollos en nido Edad adultos poco uso (<0.5) Uso de vertedero mucho uso (>0.5) cerca de vertedero Distancia a vertedero lejos de vertedero residente Migración de los individuos transaharianos Marruecos PCR Malaria aviar negativo al patógeno positivo al patógeno ELISA WNV, AaV1 e VIA seronegativos seropositivos E. Coli en flora cloacal negativos al patógeno positivos al patógeno Salmonella en flora cloacal negativos al patógeno positivos al patógeno Fenotipo de resistencia del E. Coli susceptibilidad al antibiótico aislado a Gentamicina (GEN Res) resistencia al antibiótico Fenotipo de resistencia del E. Coli susceptibilidad al antibiótico aislado a Cefotaxima (CEF Res) resistencia al antibiótico Fenotipo de resistencia del E. Coli susceptibilidad al antibiótico aislado a Enrofloxacina (ENRO Res) resistencia al antibiótico Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 22 4. Resultados En este estudio se muestrearon 156 ejemplares de cigüeña blanca, 48 adultos y 108 pollos. De estos individuos, el 52% eran machos (75/144) y el 47,9% fueron hembras (69/144). Solamente 12 individuos no pudieron ser sexados por la falta de muestra de pluma y/o sangre. Tabla 4: Colonias de cigüeñas blancas muestreadas en el Sur de Portugal y resumen de sus parámetros estudiados. Colonia/ Año Distancia vertedero Meses de muestreo Nº Adultos Nº Pollos Nº Total PCR ELISA Vertedero St. Graca do Pradoes 2018 Lejos Mayo - 7 7 - 1 pollo VIA 1 pollo WNV Minas Nerves 2018 Lejos Mayo-Junio 2 9 11 1 pollo 2 pollos WNV Corvo 2019 Abril Plasmodium sp 4 pollos AaV1 Laranjo Novo 2018 Lejos Mayo-Junio 1 18 19 1 pollo 2 pollos WNV 2019 Plasmodium sp 2 pollos VIA 10 pollos AaV1 Odiáxere 2018 Cerca Mayo-Junio 1 24 25 1 pollo Flavivirus 10 pollos AaV1 2019 3 pollo Plasmodium sp Rasmalho 2018 Cerca Junio-Julio - 8 8 - 5 pollos AaV1 2019 Cerro dos Zambujeiros 2018 Lejos Junio - 4 4 - 1 pollo AaV1 Ludo 2019 Lejos Abril-Mayo- Junio 2 3 5 - 1 adulto WNV 1 adulto AaV1 Sado 2019 Cerca Mayo - 2 2 - - Alvalade 2019 Cerca Mayo-Junio 2 3 5 - - Sao Domingos 2019 Cerca Abril-Junio 1 2 3 - - 1 adulto VIA Évora 2019 Cerca Mayo-Junio 1 4 5 - 1 pollo AaV1 Monte do Gaviao 2019 Lejos Abril-Junio 1 3 4 - - Aldeia dos Fernandes 2019 Lejos Mayo-Junio 1 2 3 - 1 adulto WNV 1 adulto VIA Canhestros 2019 Cerca Mayo-Junio 1 2 3 - - Monte da Nobre 2019 Lejos Junio - 2 2 1 pollo Avulavirus aviar-1 - 1 adulto WNV Casevel 2019 Lejos Mayo-Junio 2 2 4 - 1 adulto AaV1 1 adulto VIA Albernoa 2019 Cerca Mayo - 2 2 1 pollo Avulavirus aviar-1 - Coruche 2019 Lejos Junio - 5 5 - - Porteirinhos 2019 Lejos Mayo-Junio 2 1 3 - 1 adulto AIV Navarro 2019 Lejos Mayo-Junio 1 3 4 - 1 adulto AaV1 1 adulto WNV Entradas 2019 Lejos Mayo 2 - 2 - 1 adulto VIA 1adulto AaV1 Silves 2019 Lejos Mayo 1 - 1 - - Carregueiro 2019 Lejos Mayo 1 - 1 - - Pequenino 2019 Lejos Abril 1 - 1 - - Ermidas do Sado 2019 Cerca Abril 1 - 1 - - Beja, Vertedero 2019 Vertedero Enero-Abril 11 - 11 - - Ermidas do Sado, Vertedero 2019 Vertedero Febrero 3 - 3 - - Évora, Vertedero 2019 Vertedero Febrero 6 - 6 - - Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 23 El índice de condición física (SMI) difiere significativamente para la edad y el uso que los individuos muestreados hacen sobre el vertedero. En el primer caso, los adultos tienden a tener condiciones corporales mejores que los pollos (Figura 3, Tabla 7) y en el caso del uso de vertedero un menor uso de este provoca valores de SMI más bajos (Figura 4, Tabla 7). Figura 3: Índice de condición física (SMI) de cigüeñas blancas capturadas para marcaje con transmisores de telemetría según grupo de edad. Las barras de error denotan el error estándar. * : diferencia significativa. Error estándar representado. Figura 4: índice de condición física (SMI) de cigüeñas blancas capturadas para marcaje con transmisores de telemetría según uso de vertedero. Las barras de error denotan el error estándar. * : diferencia significativa. Error estándar representado. 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600 3700 3800 Adultos Pollos Ín d ic e d e co n d ic ió n c o rp o ra l ( SM I) 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600 3700 Poco uso Mucho uso Ín d ic e d e co n d ic ió n c o rp o ra l ( SM I) * * Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 24 En cuanto a las prevalencias de los patógenos analizados por técnica PCR encontramos un 5.12% (8/156) de individuos positivos. Todos ellos fueron pollos. Solo un individuo fue positivo a Flavivirus (1/156, 0.64%), dos Avulavirus aviar-1 (2/156, 1.28%) y un 3.20% (5/156) a Malaria aviar, concretamente a Plasmodium sp. (Tablas 4 y 5). Al encontrarse prevalencias tan bajas, no nos permite realizar análisis estadísticos. Tabla 5: Patógenos analizados en muestras de cigüeñas blancas muestreadas en las colonias del Sur de Portugal. Prevalencia de positivos en PCR. N: Nº individuos totales; n: nº individuos positivos PREVALENCIA SEXO (n/N) (%) AFECTADO 129 plumas Influenza 46 pooles orales 0% 2018 - - aviar 38 pooles cloacales (0/156 individuos) 2019 129 plumas Flavivirus 16 pooles orales 0,64% 2018 1 macho - Odiáxere 16 pooles cloacales (1/156 individuos) 129 plumas Avulavirus 16 pooles orales 1,28% 2019 1 hembra - Monte da Nobre aviar-1 16 pooles cloacales (2/156 individuos) 1 macho - Albernoa 129 plumas Coronavirus 16 pooles orales 0% 2018 - - aviar 16 pooles cloacales (0/156 individuos) 2019 Herpesvirus 129 plumas 0% 2018 - - 16 pooles cloacales (0/156 individuos) 2019 - Odiáxere (3) Malaria aviar 129 plumas 3,87% 2018 3 machos- Minas Neves Corvo (5/129 individuos) 2 hembras - Laranjo Novo PATÓGENO MUESTRAS ANALIZADAS AÑO COLONIA AFECTADA Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 25 Figura 5: Colonias de las cigüeñas blancas analizadas en el Sur de Portugal en las que se han detectado positivos a diferentes virus mediante PCR y vertederos cercanos. Elaboración propia. (QGIS) En cuanto a las seroprevalencias de los virus West Nile (11/107), Influenza Aviar (8/124) y Avulavirus aviar-1 (35/112), encontramos diferentes resultados (Tablas 4 y 6). Los adultos tienen con mayor frecuencia anticuerpos frente a WNV y VIA, mientras que en el caso de los anticuerpos frente a AaV1 no hay diferencia significativa entre pollos y adultos (Figura 6, Tabla 7). Lo mismo sucede con el uso de vertedero, pero en este caso, la presencia de anticuerpos para West Nile e Influenza aviar tiende a aumentar con un menor uso de los vertederos (Figura 7). Figura 6: Seroprevalencias de WNV, VIA y AaV1 según edad (Pollos o adultos) de las cigüeñas blancas analizadas en las colonias del Sur de Portugal. * : diferencia significativa. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 WNV AIV NDV P re va le n ci as % Pollos Adultos 0 5 10 15 20 25 30 35 40 WNV AIV NDV P re va le n ci as % Poco uso Mucho uso * * * Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 26 Figura 7: Seroprevalencias de WNV, VIA y AaV1 según uso de vertedero (poco uso o mucho uso) en las cigüeñas blancas analizadas en las colonias del Sur de Portugal. * : diferencia significativa. Se detectó con más frecuencia E.coli en los pollos que en los adultos de cigüeña blanca y entre los aislados de E.coli, los fenotipos de resistencia frente a los antimicrobiales Enrofloxacina, Gentamicina y Cefotaxima, fueron significativamente más frecuentes en los pollos de cigüeña blanca (Figura 8, Tabla 6 y 7). Los fenotipos de resistencia entre los E.coli tendían también a ser más frecuentes en cigüeñas que realizan un mayor uso de los vertederos sin que esta tendencia sea significativa (Figura 9, Tabla 6 y 7). Salmonella spp. se detectó en un adulto (1 de 27, 3.70%) y en dos pollos (2 de 82, 2.43%) procedentes de colonias tanto de mucho uso como de poco del vertedero, sin tendencia significativa para ninguna de las dos variables (Tabla 6). Figura 8: Prevalencia de bacterias y resistencias a antibióticos según grupo de edad (Pollos o adultos) de las cigüeñas blancas analizadas en las colonias del Sur de Portugal. * : diferencia significativa. 0 10 20 30 40 50 60 70 E. Coli CEFRes ENRORes GENRes Salmonella P re va le n ci as % Pollos Adultos * * * * Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 27 Figura 9: Prevalencia de bacterias y resistencias a antibióticos según uso de vertederos de las cigüeñas blancas analizadas en las colonias del Sur de Portugal. Tabla 6: Prevalencia de anticuerpos frente a WNV, VIA y AaV1, aislamiento de E. coli, y Salmonella spp. y patrones de antibiorresistencias de los individuos de cigüeña blanca analizados en las colonias del Sur de Portugal según su edad y uso de vertedero. Intervalos de confianza ((IC95%) edad y (IC95%) uso de vertedero) para seroprevalencias y bacterias. 0 10 20 30 40 50 60 E. Coli CEFRes ENRORes GENRes Salmonella P re va le n ci a % Poco uso Mucho uso Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 28 Tabla 7: Estadísticos del modelo que mejor explica las distintas variables estudiadas en las cigüeñas blancas muestreadas en el Sur de Portugal. Los datos significativos están resaltados en negrita. Modelo Predictor Test de efectos del modelo (F) B (Coeficie nte) Error estándar p AIC Adultos 466,210 Edad 42,294 Pollos 0 71,687 0,000 SMI Uso de vertedero Poco uso -255,677 1096,74 12,791 Mucho uso 0 71,488 0,000 Adultos -3,459 Edad 7,538 Pollos 0 1,259 0,006 Uso de vertedero 3,910 Poco uso -2,669 ELISA WNV Mucho uso 0 1,349 0,048 20,356 E. Coli 1,148 Negativo 1,329 1,329 0,284 Positivo 0 ELISA VIA Edad 14,671 Adultos -3,355 0,8758 0,000 9,921 Pollos 0 E. Coli Edad 15,740 Adultos 1,596 0,4022 0,000 13,018 Pollos 0 Adultos 1,158 Edad 4,163 Pollos 0 0,5675 0,041 GEN Res 21,702 Uso de vertedero 0,036 Poco uso 0,098 Mucho uso 0 0,5132 0,849 CEF Res Edad 4,465 Adultos 1,260 0,5964 0,035 11,657 Pollos 0 ENRO Res Edad 7,531 Adultos 1,802 0,6566 0,006 11,504 Pollos 0 Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 29 5. Discusión En este estudio se evalúa la importancia de los vertederos en la transmisión de patógenos, así como la exposición a bacterias resistentes a antibióticos. Para ello, se examinan pollos y adultos de cigüeñas blancas procedentes de colonias del Sur de Portugal con diferente grado de uso de los vertederos. Nuestros resultados muestran que la asociación a vertederos no parece influir en la transmisión de patógenos generales de la especie, pero sí en la de los fenotipos de resistencia a antimicrobianos. Los individuos establecidos en colonias cercanas a vertederos presentan un mayor índice corporal que los establecidos en colonias naturales. Esto puede deberse tanto a la facilidad de acceso como a la abundancia de comida que se da en los vertederos (Pineda-Pampliega et al., 2021). De igual forma, los costes energéticos relacionados con la búsqueda de alimentos en la naturaleza se reducen (Gilbert et al., 2016). En los análisis de patógenos no detectamos infección mediante PCR de los virus VIA, Coronavirus aviar y Herpesvirus, pero sí en WNV (0,64%, 1/156), AaV1 (1,28%, 2/156) y Malaria aviar (3,87%, 5/129), no existiendo una diferencia significativa entre los individuos analizados. Sin embargo, mediante ELISA sí que detectamos la exposición a los virus WNV (10,28%, 11/107), VIA (6,45%, 8/124) y AaV1 (31,25%, 35/112). En cuanto al virus de Influenza Aviar, ningún positivo fue detectado mediante PCR y solamente 8 individuos presentaban anticuerpos. Aunque la época en la que se encuentran picos de prevalencia para VIA tiene lugar en los meses de octubre y noviembre (Pérez-Ramírez et al. 2012), cuando miles de aves migratorias llegan a España para invernar, en el caso de nuestro estudio, ninguno de los adultos muestreados durante estos meses presentaba anticuerpos frente al virus, sino que tanto adultos como pollos con anticuerpos fueron muestreados en el mes de mayo de 2018 (2 pollos) y 2019 (6 adultos). A diferencia de otros estudios (Bárbara et al., 2017) en los que sí se detectaron positivos a VIA mediante PCR en heces en individuos relacionados con vertederos del Sur de España. Generalmente, la prevalencia de VIA es muy variable dependiendo tanto de la ubicación, de la época del año como de las Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 30 especies analizadas (Busquets et al., 2010; Pérez-Ramírez et al., 2012). Además, la alta variabilidad interanual causa variaciones significantes en la prevalencia de este patógeno (Bárbara et al., 2017). Sin embargo, hay estudios que demuestran que, aunque la prevalencia tanto del virus como de sus anticuerpos sea baja en las poblaciones (Müller et al., 2009; Kaleta et al., 2012), esporádicamente aparecen cigüeñas blancas muertas, como en el estudio de Müller et al., en 2009, donde fueron hallados dos individuos muertos positivos a H5N1 o más recientemente, en Cataluña este año, 2021, 3 cigüeñas blancas muertas positivas a H5N8 (Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, 2021). Por esta razón, la cigüeña blanca no parece servir como vector ni como reservorio para estas cepas VIAAP, pero sí pueden ser especie centinela, ya que por su tamaño son fáciles de detectar. Para la seroprevalencia de WNV, que los individuos que presentan una alimentación más natural tiendan a presentarun mayor número de anticuerpos, puede deberse al desplazamiento que estos realizan para la búsqueda de alimento o incluso durante la migración, ya que, al estar en contacto con otros ambientes e individuos, puede aumentar su probabilidad de exposición al patógeno transmitido por vectores mosquitos, especialmente en cercanía de humedales. Estos resultados están de acuerdo con otros estudios anteriores (Figuerola et al., 2008), en los que se muestra que aparecen mayores prevalencias de anticuerpos al virus de West Nile en aquellos individuos que migran. El hecho de que en las colonias aparezca un mayor nivel de anticuerpos en adultos corrobora que estos individuos han estado en contacto con el virus a lo largo de su vida, quizás también a través de sus rutas migratorias, como se ha descrito anteriormente (Figuerola et al., 2007; 2008). Los anticuerpos frente a WNV encontrados en 5 pollos, pueden evidenciar que los pollos al estar más inmóviles son más vulnerables a las picaduras de los vectores. Un estudio en cernícalos patirrojos (Falco vespertinus) evidencia esto último, los mosquitos vectores del patógeno, en este caso también del virus de West Nile, se ven más atraídos por los polluelos debido a su plumaje, ya que al ser menor tienen mayor superficie corporal donde alimentarse, y a su inmovilidad, ya que la probabilidad de alimentación exitosa es mayor que en individuos de más edad y que vuelan (Soltész et al., 2017). Estos resultados están acordes con trabajos anteriores Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 31 (Höfle et al., 2008; López et al., 2011; Jurado et al., 2016; García-Bocanegra et al., 2016) en los que se ha documentado la circulación del virus en diferentes aves, entre ellas, la cigüeña blanca. En cuanto a Avulavirus aviar-1, no se han encontrado diferencias significativas entre las poblaciones estudiadas para las variables analizadas. En este estudio, 2 pollos fueron positivos mediante PCR, que además también fueron positivos a la serología, donde sí encontramos una prevalencia más alta (31,25%, 35/112). Sin embargo, existen pocos documentos que evidencien casos de infección en la cigüeña blanca (Kaleta et al., 1983; Camacho et al., 2016), pero que demuestran, incluyendo nuestros resultados, la susceptibilidad de la especie al virus y la circulación de este por sus poblaciones. En este caso, con la presencia de anticuerpos no se puede diferenciar si el virus al que han estado expuestos sea Avulavirus aviar-1, patógeno para aves domésticas, la variante de palomas del AaV1 (Alexander et al., 1986) o incluso un virus vacunal (Ayala et al., 2016) ya que existen diferentes patotipos del virus. Sería necesario el aislamiento y una caracterización más amplia del virus en las muestras de las aves con PCR positivos. Para la prevalencia del parásito de malaria aviar Plasmodium spp. tampoco se han encontrado diferencias significativas entre las poblaciones estudiadas para las variables analizadas. Sin embargo, es el patógeno con mayor prevalencia de los analizados mediante PCR (5 pollos). Esta baja prevalencia coincide con los pocos estudios encontrados sobre la infección por hematozoos en las poblaciones de cigüeña blanca (Jovani et al., 2002). Sin embargo, que el parásito se encuentre en pollos y no adultos, puede a la misma razón descrita anteriormente para los pollos expuestos al virus de West Nile, que los pollos al estar más inmóviles son más vulnerables a las picaduras de los vectores (Soltész et al., 2017). Aunque generalmente la circulación de estos parásitos ha sido silenciosa, más recientemente varias especies se han visto afectadas negativamente como es el caso del gorrión común (Passer domesticus) (Dadam et al., 2019). No se ha encontrado ningún individuo positivo para Coronavirus aviar y Herpesvirus en las cigüeñas blancas analizadas de colonias del Sur de Portugal. En el caso de Coronavirus aviar, esto corrobora la no existencia de datos Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 32 específicos en estudios anteriores sobre este patógeno en nuestra especie modelo (Chu et al., 2011). En el caso de Herpesvirus, aunque sí que ha sido documentado en la especie, (Kaleta et al.,1986; Gómez-Villamandos et al., 1998), nuestros resultados no demuestran la presencia del patógeno en las colonias analizadas. Sin embargo, por la susceptibilidad de la especie al patógeno reportada en los estudios mencionados se debería estudiar en profundidad todos los factores que pueden estar asociados para determinar una epidemiología conocida del mismo. En el caso de la prevalencia de E. Coli, la ausencia de relación significativa entre individuos vinculados con vertederos y los que no lo están puede deberse a que esta enterobacteria se encuentra ampliamente distribuida en todos los tipos de ambientes. Han et al. (2011) aislaron E. coli en la mayoría de las cigüeñas analizadas y concluyeron que forman parte de la flora permanente de éstas. El que los valores de prevalencia de E. coli sean mayores en pollos que en adultos podría estar asociado a una mayor diversidad de la flora en los individuos adultos como se ha visto en estudios anteriores (van Dongen et al., 2013). Estos resultados coinciden con otros anteriores (Camacho et al., 2016). Salmonella spp. se detectó tanto en poblaciones con alimentación más natural (1 pollo) como en poblaciones relacionadas a vertedero (1 pollo), pero con prevalencias muy bajas en ambos tipos de hábitat. En otros estudios anteriores (Pineda-Pampliega et al., 2021) se obtuvieron prevalencias similares (2,91%, 3/103). Estas bajas prevalencias pueden ser debidas una baja presencia de la bacteria en el ambiente. Los vertederos son puntos de agregación de multitud de especies silvestres, pudiendo incrementarse el riesgo de infección de ciertos patógenos tanto bacterianos como víricos por transmisión feco‐oral (Plaza & Lambertucci, 2018; Höfle et al., 2020), sin embargo, a partir de los resultados de este estudio, no se puede afirmar que los vertederos tengan una mayor influencia en la transmisión de los patógenos analizados. Aunque los vertederos no parecen tener una influencia clara sobre la transmisión de patógenos propios de las especies que frecuentan este tipo de recurso, este estudio, sí puede evidenciar una tendencia positiva, aunque no significativa de Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 33 patrones de antibiorresistencias a Gentamicina, Cefotaxima y Enrofloxacina en aquellos individuos de cigüeñas blancas que realizan un mayor uso de los vertederos. Esto anterior coincide con los resultados de estudios anteriores (Camacho et al., 2016; Pineda-Pampliega et al., 2021). La presencia de mayores prevalencias en los pollos de cigüeñas blancas puede ser consecuencia de que al tener una flora menos diversa que los adultos, sean propensos a mantener estas cepas resistentes durante más tiempo. Además, como se ha visto anteriormente, las prevalencias de E. Coli también eran mayores en los pollos, por la misma razón, puede implicar que las prevalencias de fenotipos de resistencia a antibióticos sean menos frecuentes en los individuos adultos. Nuestros datos sugieren que la asociación a vertederos no influye en la susceptibilidad a patógenos característicos de la especie, pero sí en la de fenotipos de resistencia, por lo que una vez más se evidencia la presión antrópica de las actividades humanas, y en particular la exposición a los desechos humanos sobre la fauna silvestre, que finalmente se ve perjudicada por ellas (Pineda-Pampliega et al., 2021). Este estudio evidenciaría el papel que pueden suponer estos animales como potenciales centinelas de bacterias resistentes y que además por su movilidad y contacto con otros ambientes como humedales o zonas antropizadas, pueden actuar como dispersores de las mismasen el ambiente, lo que implica un riesgo importante tanto para la salud animal como humana (Tryjanowski et al., 2006; Keller et al., 2011). Los resultados de este análisis sugieren la necesidad de estudios adicionales sobre las consecuencias de la asociación de cigüeñas y otras especies a vertederos. Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 34 6. Conclusiones ▪ Las cigüeñas blancas que usan con mayor frecuencia los vertederos presentaban mejor índice de condición corporal, posiblemente debido a la disponibilidad abundante y continua de alimentos ▪ La cigüeña blanca puede actuar como centinela de patógenos como Influenza Aviar, virus de West Nile, Avulavirus aviar-1 y Malaria aviar. ▪ El cambio en el comportamiento de migración observado en las cigüeñas blancas parece estar relacionado con una disminución en la exposición a patógenos durante la migración, como en el caso del virus de West Nile o Influenza aviar. ▪ La alimentación en vertederos parece no influir en la transmisión de patógenos característicos de las especies que cohabitan en ellos. ▪ La alimentación en vertederos sí parece influir en la exposición a bacterias resistentes a antibióticos, por lo que los individuos que se alimentan en vertederos pueden actuar como especie centinela y como dispersores de las mismas, debido a su movilidad y contacto con otros ambientes, lo que implica un riesgo importante tanto para la salud animal como humana. ▪ La potencial presencia de antimicrobianos en los vertederos en los que se alimentan estos individuos y la exposición por lo tanto a bacterias resistentes a los mismos hace pensar que se deberían tomar más medidas para el control de este tipo de desechos en las basuras. Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 35 Agradecimientos Este trabajo se realizó en el marco del proyecto: ICETA 028176 BIRDS ON THE MOVE: adaptive migratory behaviour in response to global environmental change. En primer lugar, gracias al equipo de Patología aviar por darme la oportunidad y confiar en mí para realizar este trabajo. Gracias por enseñarme no solo todo lo realizado en el laboratorio que es lo que finalmente se plasma aquí, sino que también por todos los conocimientos que he podido adquirir tanto en campo como en necropsias. Al personal del Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Vairão, Portugal, por facilitarnos las muestras y datos de los ejemplares de cigüeñas blancas utilizadas en el estudio. A la gente del laboratorio de genómica por su infinita paciencia y por siempre estar dispuestos a ayudarme ante cualquier duda e incluso problema que me ha podido surgir durante este periodo. También a toda la gente que he podido conocer en el IREC, y que me ha permitido ver otras áreas distintas de las cuales he podido aprender aún más. Pero, sobre todo, gracias a los que me habéis acompañado y aguantado intensamente siempre, tenéis un trozo de cielo ganado seguro. Trabajo de Fin de Máster, 2021 Marta Oliván Nerín 36 Bibliografía - Adlhoch, C., Gossner, C., Koch, G., Brown, I., Bouwstra, R., Verdonck, F., Penttinen, P. & Harder, T. (2014) “Comparing introduction to Europe of highly pathogenic avian influenza viruses A (H5N8) in 2014 and A (H5N1) in 2005”. Euro Surveill 19(50), pp. 20996. DOI:10.2807/1560- 7917.ES2014.19.50.20996 - Agüero, M., Fernández-Pinero, J., Buitrago, D., Sánchez, A., Elizalde, M., San Miguel, E., Villalba, R., Llorente, F., & Jiménez-Clavero, M. A. (2011). “Bagaza virus in partridges and pheasants, Spain, 2010”. Emerging infectious diseases, 17(8), pp. 1498–1501. DOI: 10.3201/eid1708.110077 - Aguirre de Miguel, J. I. 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