| |
|
Agosto 2003
Introducción
El sistema inmune de las gallinas, en forma
similar al de los mamíferos, está formado por dos componentes
principales: uno de ellos inespecífico e innato y el otro específico
y adquirido. Por supuesto, entre estos dos componentes inmunitarios
existen numerosas interacciones, que tienen mucha importancia en la
respuesta inmune. Las aves también presentan, por ejemplo, células
presentadoras de antígenos, y muchos mecanismos funcionales son
regulados por las interleuquinas.
A pesar de todas estas semejanzas, las gallinas
presentan una diferencia muy importante en cuanto a la transferencia
de inmunidad pasiva a los descendientes. Mientras que en los
mamíferos es transferida a través de la placenta o del calostro, las
aves lo hacen a través de los componentes fluidos del huevo (Kemplerer,
1893). Cuando el huevo se encuentra en el ovario, la gallina
transfiere sus inmunoglobulinas “Y” (IgY) séricas a la yema. Esta
denominación proviene del nombre inglés “yolk” o yema. Durante el
pasaje del huevo a través del oviducto, otras inmunoglobulinas, IgM
e IgA, son transferidas a la albúmina (Erhard &. Schade, 2001).
Estructura de las Inmunoglobulinas (Ig) en las aves
Los anticuerpos, responsables de la
transferencia de inmunidad pasiva en las gallinas, son un tipo de
glicoproteínas denominadas inmunoglobulinas. Las inmunoglobulinas de
las aves, al igual que las de los mamíferos, presentan una cadena
liviana (L) y una cadena pesada (H), que se encuentran unidas
mediante puentes disulfuro. La molécula se compone de una región
constante y otra variable que le confiere especificidad en la unión
con diferentes antígenos. La IgY es la principal inmunoglobulina del
suero sanguíneo y análogamente a la IgG presente en los mamíferos,
está implicada en la respuesta inmune secundaria. Sin embargo,
gracias a estudios genéticos recientes, se determinó que la IgY es
filogenéticamente antecesora de la IgG y de la IgE de los mamíferos.
Existen diferencias en la estructura de la IgY cuando se compara con
la IgG. La IgY presenta un dominio constante adicional con respecto
a la IgG. Por esta razón, su peso molecular es mayor (alrededor de
190 kDa). Debido a estas diferencias, justamente, es que Warr et al.
(1995) propusieron la denominación de IgY a las inmunoglobulinas
presentes en el suero de las aves, diferenciándolas entonces de las
IgG de los mamíferos. (Schade et al., 2001).
Especificidad de las IgY
En general, se aceptan tres mecanismos básicos
vinculados con la diversidad de las inmunoglobulinas: El
re-acomodamiento genético, la conversión genética y la mutación
somática. A diferencia de lo que ocurre en los mamíferos, en los
cuales la hipermutación somática es el mecanismo más importante para
generar diversas inmunoglobulinas, la gran diversidad de las IgYs
está principalmente basada en la conversión genética. En este caso
ocurre una recombinación no recíproca entre genes homólogos, donde
una porción de la información es transferida desde una secuencia
donadora a otra aceptora homóloga. De esta manera, en los loci donde
se encuentran los genes responsables de la codificación de las
cadenas L y H de las inmunoglobulinas (elementos VL y VH), aparece
un gran número de pseudogenes V, que son responsables de la
diversidad de las moléculas de anticuerpos.
Transferencia de la IgY al huevo
La trasferencia de la IgY al huevo ocurre en
los folículos ováricos. En las membranas de los ovocitos de las de
las gallinas existen receptores específicos que captan activamente
las IgY presentes en el suero. Esto permite que en la yema del
huevo, la concentración de IgY alcance niveles similares a los del
suero (6 a 13 mg/mL). No ocurre lo mismo con la IgM e IgA, de las
que sólo se encuentran trazas en la yema. De esta manera, el
contenido de inmunoglobulinas en la yema del huevo corresponde casi
exclusivamente a IgY. La transferencia ovárica de las IgY al huevo
demanda alrededor de 5 días (Patterson et al., 1962). En general,
tomando en cuenta este desfasaje en el tiempo en cuanto al título de
una IgY específica, existe una importante correlación positiva entre
los títulos séricos y los presentes en la yema (Erhard et al.,
1997).
Extracción y aislamiento de la IgY de la yema del huevo
La yema del huevo de gallinas contiene
alrededor de un 51,3 % de materia seca y un 48,1 % de agua (Siewert
& Broch, 1972; Romanoff & Romanoff, 1949). La materia seca está
compuesta por un 16,6% de proteínas; 32,6% de grasas y otros
lípidos; 1 % de hidratos de carbono y un 1,1% de materia inorgánica.
Considerando esta composición, la yema del huevo puede considerarse
una emulsión. En la porción acuosa se ubican las proteínas y
carbohidratos, mientras que los lípidos se encuentran dispersos en
la misma, formando los llamados gránulos de la yema y gotas
lipídicas. Las proteínas presentes en la yema de huevo pueden
dividirse en cuatro fracciones. Fracción vitelínica ó lipovitelínica
(47,5%) formada principalmente por fosfo-núcleo-albúmina (400 kDa);
Fracción vitelelínica (38,6%); fracción fosfovitínica (4,3%),
compuesta por una proteína con alto contenido de fósforo (36 kDa); y
una fracción livetínica (9,6%) donde se encuentran las proteínas
solubles. Esta última fracción es muy heterogénea, conteniendo
alrededor de diez tipos de proteínas diferentes (Mehner & Hartfield,
1983). La IgY se encuentra, entonces, dentro de esta última
fracción.
Uso y ventajas de las IgY
Los anticuerpos son componentes importantes de
muchos reactivos de diagnóstico que son usados como herramientas en
diferentes investigaciones biomédicas. Normalmente, tales
anticuerpos se obtienen de los mamíferos (IgG), siendo monoclonales
(ratón) o policlonales (conejo, cabra, oveja). Sin embargo, en los
últimos años, los anticuerpos de pollo (IgY) se usan cada vez más
debido a la creciente preocupación sobre el bienestar animal.
Puesto que los anticuerpos de pollo simplemente
pueden extraerse de la yema del huevo de la gallina, no es necesario
sangrar al ave para obtenerlos. Además de los aspectos referentes al
bienestar animal, la cantidad de anticuerpos producida por una
gallina es mucho mayor que la cantidad de anticuerpos que pueden
obtenerse de un conejo.
Debido a la distancia filogenética entre aves y
mamíferos, los anticuerpos de pollo no tienen reacciones cruzadas
con las IgG de mamífero. Por ejemplo, a diferencia de la IgG, la IgY
no produce reacciones cruzadas con los factores reumatoideos,
pudiendo así minimizarse las falsas reacciones positivas cuando se
evalúan marcadores de inflamación (proteína C-reactiva). Esta
característica puede ser valiosa para el estudio y seguimiento de
los procesos inflamatorios.
Se han realizado varios trabajos relacionados
con el uso de la IgY en técnicas inmunodiagnósticas como por ejemplo
en bacterias (Terzolo et al., 1988; Cipolla et al., 2001; Palacio et
al.), detección de herbicidas en el agua (Welzig et al., 2000) o
detección de proteínas específicas en alimentos (Blais & Phillippe,
2000; Blais & Phillippe, 2001).
Por otro lado el sistema inmune de los pollos
es capaz de responder con producción de anticuerpos específicamente
dirigidos contra antígenos mamíferos altamente conservados
(antígenos que no sufrieron cambios sustanciales durante la
filogenia). De esta manera, la IgY puede reconocer ciertas partes de
una molécula que son no reconocidas por la IgG, lo cual puede tener
importancia para la construcción de herramientas de diagnóstico
Además del uso en la elaboración de
inmunoreactivos para el diagnóstico, la posibilidad de producir
grandes cantidades de IgY específicas con costos mucho menores
cuando se compara con las IgG mamíferas, permite el uso de
anticuerpos con fines profilácticos y terapéuticos. Por ejemplo en
enfermedades diarreicas de terneros (Ikemori et al., 1992) o
lechones neonatos o
El huevo puede ser considerado un alimento
funcional. Los huevos forman parte de la alimentación diaria de gran
parte de la población y, por lo tanto, también los anticuerpos que
naturalmente se encuentran en la yema del huevo. Por esta razón, el
concepto de consumir anticuerpos IgY puede ser fácilmente aceptado
por la gente. Esto representa una gran ventaja en el momento de
intentar elaborar nuevos productos profilácticos y terapéuticos
basados en la tecnología IgY.
Se han realizado diversos e interesantes
ensayos en donde se ha administrado IgY para la profilaxis o terapia
de distintas infecciones humanas.
Por ejemplo, se ha observado que el uso de
productos que contienen IgY anti-Streptococcus mutans, agente causal
de las caries humanas, realmente reduce la incidencia de esta
enfermedad tanto en ratones (Chang et al, 1999) como en humanos (Smith
et al., 2001).
También se ha demostrado que puede lograrse la
prevención y terapéutica de la úlcera gástrica mediante la
administración de IgY específica contra Helicobacter pylori. El
efecto de la IgY es la constante remoción de la bacteria, impidiendo
entonces la colonización y posterior crecimiento del patógeno en el
epitelio estomacal. También se han realizado investigaciones para
determinar la mejor manera de vehiculizar la IgY para que luego de
su administración oral, siga manteniendo su potencial poder
profiláctico en el estómago (Chang et al., 2002)
Se han realizado algunos estudios clínicos que
demuestran que la administración de IgY a pacientes humanos que
padecen distintas infecciones bacterianas, puede reducir el grado de
la enfermedad. Por ejemplo, la administración oral de IgY específica
anti Pseudomona aeruginosa aumenta el tiempo que necesita la
bacteria para colonizar el tracto intestinal y por lo tanto permite
la disminución de la infección. De esta manera, el tratamiento con
IgY específica se presenta como una alternativa ó complemento al uso
de antibióticos, reduciendo la aparición de cepas resistentes (Carlander,
2002)
Considerando todos estos puntos las ventajas
del uso de las IgY pueden resumirse:
- Bienestar animal: Debido a la
gran cantidad de anticuerpos que pueden obtenerse a partir de la
yema de huevo, el desarrollo de la tecnología IgY se presenta como
una alternativa que no sólo tendrá un gran impacto sobre los
aspectos económicos de la producción de anticuerpos. La extracción
de los anticuerpos del animal se realiza de una manera no invasiva,
minimizando el sufrimiento del animal, así como también permite la
reducción en el número de animales necesarios para obtener una
cantidad de anticuerpos determinada.
- Científicas: El desarrollo de
metodologías de purificación específicas para las IgY permitirá el
uso de estas inmunoglobulinas en sistemas de investigación y
diagnóstico, permitiendo la obtención de anticuerpos contra
antígenos mamíferos muy conservados filogenéticamente y la
minimización de y la difusión de la inmunoprofilaxis y la
inmunoterapia como alternativa al uso de antimicrobianos.
- Económicas: El desarrollo de
metodologías de purificación adecuadas y simples es uno de los
requisitos necesarios para la expansión del uso de la IgY. El uso
de anticuerpos IgY se presenta como una alternativa que permite la
reducción de costos en la producción de anticuerpos policlonales,
ya que la cantidad de inmunoglobulinas que pueden obtenerse a
partir de la yema de huevo de las aves es similar a la producida
por animales grandes, mientras que el costo de mantenimiento de
una gallina es similar al de un animal pequeño.
Bibliografía citada
- Blais B.W & L. Phillippe. 2000. A cloth-based
enzyme immunoassay for detection of peanuts proteins in foods.
Food and Agricultural Immunology 12: 243-248.
- Blais B.W & L. Phillippe. 2001.
Detection of hazelnut proteins in food by enzyme immunoassay using
egg yolk antibodies. Journal of Food Protection 64 (6): 895-898
- Carlander, D. 2002. Avian IgY antibody :
In vitro and in vivo.
- Chang H.M., Lee Y.C., Chen C.C. & Tu Y.Y.,
, 2002, J. of Food Sci., Vol. 67, No. 1.
- Cipolla A., J. Cordeviola, H. Terzolo,
G. Combessies, J. Bardón, R. Noceda, A. Martínez, D. Medina, C.
Morsella & R. Malena. 2001. Campylobacter fetus diagnosis: direct
immunofluorescence comparing chicken IgY and rabbit IgG conjugates.
ALTEX 18: 165-170.
- Erhard M.H., P. Schmidt., A. Hofmann, J.
Bergmann, P. Mittermeier, P. Kaufmann, K-H. Wiesmüller, W. Bessler
& U. Lösch. 1997. Lipopeptid Pam3Cys-Ser: an alternative adjuvant
to Freund´s adjuvant for immunisation of chicken to produce egg
yolk antibodies. ATLA 25:173-181.
- Erhard M. &. R. Schade. 2001. Short
introduction to hens´ humoral immune system. En: Schade, Behn,
Erhrad, Hlinak & Staak (Eds.). Chicken egg yolk antibodies,
production and application.. Springler-Verlag, Berlin. 255 pp.
- Kemplerer, F. 1893. Ueber natürliche
inmunität und ihre Verwenthung für die Immunisirungsteraphie. Arch
Exptl Pathol Pharmakol. 31: 356-382.
- Mehner A. & A. Hartfield. 1983. Handbuch
der Geflügelphysiologie. Vol 1. Veb Gustav Fischer Verlag Jena.
- Patterson R., S. Younger, W.O. Weigle &
F.J. Doxon. 1962. Antibody production and transfer to egg yolk in
chickens. J. Immunol. 89: 272-278.
- Romanoff A.L. & J. Romanoff. 1949. The
avian egg. J. Wiley & Sons INC., New York, Chapman & Hall Limited,
London.
- Siewert E.& K. Bronch. 1972. En: Lenkeit,
Breirem & Crasemann (Eds) Handbuch der Tierernährung. Verlag Paul
parey. Hamburg und Berlin.
- Warr W., K.E. Mayor, D.A. Higgins .
1995. IgY: clues to the origin of modern antibodies. Immunol.
Today. 16: 392-398.
|
|
