Newcastle

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_____________________________XIIISeminarioInternacionaldePatologayProduccinAviar.AMEVEAUniversidaddeGeorgia.Athens,GA.24a28deMarzo,2014

XIIIInternationalSeminarinAvianPathologyandProduction.AMEVEAUniversityofGeorgia.Athens,GAMarch2428,2014

EPIDEMIOLOGIA DEL NEWCASTLE Y ESTRATEGIAS PARA SU CONTROL

PEDRO VILLEGAS, MVZ, MS, Ph.D.

University of Georgia, College of Veterinary Medicine Athens, Georgia 30602

Resumen El virus de la enfermedad de Newcastle contina siendo un patgeno importante

en las explotaciones avcolas de pases donde las cepas patgenas del virus son

endmicas. El control de la enfermedad se basa en la aplicacin e inmunizacin

adecuada mediante la correcta aplicacin de las diferentes vacunas tanto a virus

vivo como inactivado, lo mismo que con las nuevas vacunas vectorizadas. La

vacunacin, complementada con buenas medidas de bioseguridad, ayuda a

disminuir la presentacin de brotes causantes de alta mortalidad. Los cambios

genticos que se han demostrado en el virus utilizando la secuenciacin de su

genoma, indican que a pesar de existir numerosos genotipos probablemente

debido a que su genoma contiene ms de 15.000 nucletidos, an permanece

estable cuando se utilizan las pruebas de virus neutralizacin demostrando que

hay un solo serotipo del virus, razn por la cual las vacunas pertenecientes en su

mayora al genotipo II hasta el momento ofrecen proteccin contra todos los

genotipos.

La aplicacin de las pruebas moleculares actuales ha permitido emitir la rpida

identificacin del virus, situacin que es importante no solo para el control de la

enfermedad sino para realizar estudios epidemiolgicos comparando virus de

diferentes regiones del mundo. La industria avcola tecnificada ha podido eliminar

los virus patgenos o controlarlos mediante planes de vacunacin adecuados.

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Introduccin

La enfermedad de Newcastle es posiblemente la enfermedad aviar ms

importante en el mundo, controlada mediante la vacunacin por aquellos pases

que viven con los virus de alta patogenicidad. Se reconocen cinco patotipos de la

enfermedad:

Velognico viscerotrpico, caracterizado por su forma aguda, letal, con hemorragias en el intestino.

Velognico neurotrpico, tambin agudo y letal, con signos respiratorios y

nerviosos.

Mesognico, menos patgeno causando mortalidad en aves jvenes principalmente.

Lentognico, causando una forma suave, con signos respiratorios similar

al causado por las vacunas a virus vivo (cepas B1, La Sota)

Asintomtico, causado por algunas cepas que tienen predileccin por el tracto intestinal sobre el respiratorio, como la cepa Queensland V4 de Australia, la

Ulster de Irlanda del Norte y la VG/GA de Estados Unidos.

Etiologa El virus de la enfermedad de Newcastle est actualmente clasificado en la familia

Paramyxoviridae, subfamilia Paramyxovirinae, gnero Avulavirus, separndolo del

gnero Rubulavirus donde estaba clasificado anteriormente. Se reconocen 9

serotipos de Paramixovirus aviares, donde el virus del Newcastle pertenece al

serotipo 1. Los dems serotipos se identifican con las letras APMV (Avian

paramyxovirus en idioma Ingls), designacin originada cuando estos virus

estaban clasificados en el gnero Paramyxovirus. Todos los virus de la enfermedad de Newcastle pertenecen a un solo serotipo.

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Transmisin El virus es eliminado a travs de los tractos respiratorio e intestinal y es

transmitido a otras aves por aerosol o por la ingestin de partculas virales

presentes en las heces y en la cama de los galpones. El virus tambin se puede

transmitir por contacto directo con aves infectadas, objetos y personal

contaminado, alimento, etc.

El perodo de incubacin vara de 3 a 8 das y las consecuencias clnicas cambian

dependiendo de factores tales como tipo de virus, dosis, plan de vacunacin y tipo

de vacunas, estado inmunitario de las aves, etc.

Formas clnicas Desde el punto de vista prctico existen dos formas clnicas:

1. Infeccin con virus de baja virulencia, siendo esta una condicin de tipo

respiratorio con diseminacin rpida, disnea y lesiones en el sistema

respiratorio, incluyendo los sacos areos. La infeccin causa una reduccin

en los parmetros productivos de las aves y un aumento en los porcentajes

de descartes en el matadero. Las cepas de virus aisladas de estos casos

son similares a las cepas vacunales utilizadas en la prevencin del

Newcastle.

2. Infeccin con virus virulentos.

a. Forma viscerotrpica: Se observa conjuntivitis, disnea, inflamacin alrededor de los ojos, diarrea, depresin severa y muerte. Es posible

observar signos nerviosos en los estadios finales de la enfermedad.

b. Forma neurotrpica: Se observan temblores nerviosos de la

cabeza, tortcolis, parlisis de las alas o de las patas, en ocasiones

se puede observar conjuntivitis y disnea. Las aves mueren debido a

su incapacidad de alcanzar el agua y el alimento.

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En ambas formas de la enfermedad, en las aves adultas en produccin se observa

una baja de la postura, huevos deformes con cscaras dbiles o sin pigmento en

las lneas de huevos de color. La mortalidad en las aves jvenes puede alcanzar el

100%.

Diagnstico

Las lesiones macroscpicas de la forma velognica son en cierta forma similares a

las producidas por el virus de influenza aviar, por lo tanto, es indispensable

diferenciar las dos enfermedades mediante pruebas de laboratorio.

El diagnstico definitivo requiere del aislamiento del virus en embriones de pollo.

La capacidad de hemoaglutinacin de los glbulos rojos de pollo y la respectiva

inhibicin de la hemoaglutinacin con antisuero especfico contra Newcastle

permite la identificacin inicial del virus. Una vez aislado el virus, se pueden utilizar

pruebas moleculares rpidas para su identificacin: La prueba de reaccin en

cadena por la polimerasa reversa permite identificar el virus y adems clasificarlo

como virus de alta o baja patogenicidad, como se indica ms adelante.

Otras pruebas diagnsticas que han sido usadas para clasificar los virus de

enfermedad de Newcastle incluyen:

ndice de patogenicidad intravenoso: realizado en aves libres de patgenos

especficos de 6 semanas de edad, donde los valores oscilan entre 0.0 para las

cepas no patgenas, hasta 3.0 para las cepas velognicas. Esta prueba es muy

til para diferenciar las cepas velognicas de las mesognicas.

Tiempo promedio de muerte de los embriones: calculado con base al nmero de horas que toma un virus para matar los embriones inoculados. Las cepas

lentognicas tienen un tiempo promedio de ms de 90 horas, las mesognicas

entre 60 y 90 horas y las velognicas menos de 60 horas.

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Inoculacin intracloaca: realizada en aves libres de patgenos especficos de 6 a 8 semanas de edad, usado en Estados Unidos para diferenciar las cepas

velognicas viscerotrpicas de las velognicas neurotrpicas.

Tcnicas recomendadas por la Organizacin Mundial de la Sanidad Animal (OIE).

Existen varias tcnicas establecidas para conocer la patogenicidad de los virus de

Newcastle, sin embargo, la OIE establece uno de los siguientes sistemas para

determinar la patogenicidad de los virus de Newcastle que deben ser declarados

ante esta agencia internacional:

1. ndice de patogenicidad intracerebral: Este ndice se realiza en pollitos de un da de edad donde se evala la capacidad

del virus para causar signos, lesiones y muerte de los pollitos. Los valores de este

ndice se calculan en una escala de 0.0 a 2.0. Las cepas de virus de campo que

deben ser reportadas a la OIE son aquellas que tienen un ndice de patogenicidad

intracerebral mayor de 0.7. En general, las cepas velognicas tienen un ndice de

1.5 a 2.0, las mesognicas de 1.0 a 1.5 y las lentognicas como las cepas

vacunales valores menores de 0.7.

2. Activacin del sitio de desdoblamiento de la protena de fusin: En la protena de fusin del virus de la enfermedad de Newcastle se han

identificado diferencias moleculares que permiten la identificacin de las cepas

patgenas del virus. La protena de fusin se encarga de permitir la entrada del

virus a la clula mediante la fusin de las membranas celulares y el virus para que

el virus penetre a la nucleocpside. La regin de esta protena de fusin

comprende una secuencia de aminocidos que son desdoblados y de esta forma

el virus es patgeno cuando penetra a las clulas del husped. La secuencia de

aminocidos de los virus de baja virulencia es desdoblada por una proteasa

presente en un nmero restringido de clulas, mientras que la secuencia de

aminocidos de los virus virulentos es desdoblada por las proteasas presentes en

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un gran nmero de clulas. La determinacin de la secuencia de aminocidos

proporciona un indicador de la virulencia potencial de un virus aislado.

Las protenas codificadas por los genes del virus de Newcastle son seis: la

nucleoprotena (NP), la fosfoprotena (P), la protena matriz (M), la protena de

fusin (F), la glicoprotena hemoaglutinina-neuraminidasa (HN) y la polimerasa (L).

La protena de fusin es la que determina la virulencia de las cepas. Esta protena

en su forma inactiva se conoce como F0, pero cuando es desdoblada por las

proteasas se convierte en dos subunidades conocidas como F1 y F2. La mayora

de los virus virulentos tienen la siguiente secuencia:

112R/K-R-Q-K/R-R116 en el terminal C (carboxlico) de la protena F2, y F (fenilalanina) en el residuo 117 del terminal N (amino) de la protena F1. Los

aminocidos bsicos se presentan en negrilla y corresponden a:

R: Arginina K: Lisina Q: Glutamina F: Fenilalanina

En contraste, los virus de baja virulencia tienen la siguiente secuencia: 112G/E-K/R-Q-G/E-R116 y L (leucina) en el residuo 117.

Definicin actual de la enfermedad de Newcastle: La OIE incluye a la enfermedad de Newcastle en la lista A, donde estn las

enfermedades transmisibles que tienen un potencial patgeno bastante serio y se

diseminan rpidamente, constituyndose en enfermedades con serias

consecuencias socioeconmicas o de salud pblica, siendo importantes en el

NP P M F0 HN L

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comercio internacional de los animales y sus subproductos. En avicultura, la

influenza aviar causada por cepas de alta patogenicidad y la enfermedad de

Newcastle causada por cepas patgenas, son las dos enfermedades que

aparecen en la lista A de la OIE.

La OIE incluye el siguiente comentario y definicin sobre la enfermedad de

Newcastle:

Las grandes variaciones en la virulencia y signos clnicos de los virus de la enfermedad de Newcastle hace que sea necesario definir cuidadosamente lo

que constituye el Newcastle para propsitos de comercio internacional, medidas de control y polticas a seguir. La definicin establecida por la OIE para reportar los brotes de Newcastle es:

La enfermedad de Newcastle se define como una infeccin de las aves causada por un virus del serotipo 1 de los paramyxovirus aviares (APMV-1) que rene uno de los siguientes criterios de virulencia:

a. El virus tiene un ndice de patogenicidad intracerebral (ICPI)

igual o mayor de 0.7. b. Demostracin de la presencia de mltiples aminocidos bsicos

en el terminal C de la protena F2 y fenilalanina en el residuo 117, que es el terminal amino de la protena F1. El trmino

mltiples aminocidos bsicos se refiere a por lo menos tres residuos de arginina o lisina entre los residuos 113 a 116. Cuando no se puede demostrar el patrn caracterstico de aminocidos se requerir de la caracterizacin del virus aislado

por medio del ndice de patogenicidad intracerebral. En la tabla siguiente se resumen las tcnicas empleadas para identificar los

patotipos de las cepas del virus de Newcastle, con sus respectivos valores.

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Patotipo

Tiempo promedio muerte embriones

(Hrs.)

ndice patog. intracerebral

ndice patog. Intravenoso

Intracloacal

Velognico < 60 1.5 2.0 2.0 3.0 Positivo Mesognico 60 - 90 1.0 1.5 0.0 1.0 Negativo Lentognico > 90 < 0.5 0 Negativo

Es importante tener en cuenta que debido al progreso que se ha logrado con las

pruebas moleculares, se ha disminuido el uso de las pruebas de medicin de

patogenicidad usando pollos o embriones, situacin que no se debe descuidar

cuando se trata de identificar virus de campo. Las pruebas in vivo son an de

mucha importancia para conocer las caractersticas de los virus en sus huspedes

naturales que son los pollos.

Diagnstico diferencial Tanto el virus como la enfermedad de Newcastle deben diferenciarse de la

influenza aviar, pues este virus tambin hemoaglutinina los glbulos rojos de pollo

y causa signos clnicos similares a los observados en la enfermedad de

Newcastle. La forma lentognica del Newcastle puede confundirse con otras

enfermedades de tipo respiratorio como bronquitis infecciosa, micoplasmosis,

pneumovirus, etc.

Controles serolgicos: Los controles serolgicos para medir los niveles de anticuerpos contra la

enfermedad de Newcastle proporcionan informacin valiosa en el establecimiento

de los planes preventivos de la enfermedad. Las pruebas de inhibicin de la

hemoaglutinacin (conocida comnmente como prueba de HI) y la prueba ELISA

son utilizadas rutinariamente. Los resultados obtenidos mediante la prueba ELISA

facilitan la interpretacin y la comparacin de resultados con otros pases o con

otras empresas que utilizan este sistema, pues existe uniformidad en la forma

como se expresan los resultados debido a que la lectura se realiza por medio de

un espectrofotmetro que permite la estandarizacin de los resultados. En la

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prueba de HI la interpretacin de los resultados puede dificultarse debido al uso de

antgenos preparados con cepas de elucin rpida (separacin del virus de los

glbulos rojos), formndose el botn en el fondo de las celdillas y por lo tanto

indicando reacciones positivas. Para disminuir la variabilidad en los resultados de

la prueba de HI, es aconsejable utilizar antgenos preparados con la cepa La Sota

o sus derivados debido a que esta cepa tiene un tiempo de elusin prolongado, si

es posible usar antgeno inactivado y concentrado con polietilenglicol o sustancias

que concentran la protena como la alfa-metil-celulosa, pues estos antgenos

ofrecen mayor estabilidad.

Serotipo y genotipos Como se anot anteriormente, existe un solo serotipo para todas las cepas del

virus de Newcastle. Sin embargo, debido al progreso de las pruebas moleculares

para estudiar y secuenciar los genomas de los virus, los estudios realizados

durante los ltimos aos muestran que existen diferencias en los genotipos del

virus. En mi laboratorio del Centro de Diagnstico e Investigacin de la

Universidad de Georgia realizamos en el ao 2008, junto con los Dres. Francisco

Perozo, Rubn Merino y Claudio Afonso, un estudio de 11 cepas del virus de

Newcastle procedentes de Mxico encontrando que todas pertenecan al genotipo

V (en este ao se conocan 7 genotipos, actualmente se describen al menos 18).

Las cepas vacunales como La Sota y otras pertenecen al genotipo II. As mismo,

tanto en Venezuela como Corea del Sur y otros pases Asiticos se han aislado

cepas pertenecientes al genotipo VII. Trabajos realizados en Corea demostraron

que aves vacunadas con vacunas a base de las cepas La Sota y Ulster 2C

(genotipo II) protegieron frente al desafo con las cepas del nuevo serotipo VII. En

Venezuela tambin se observ un alto porcentaje de proteccin frente al desafo

con la cepa del genotipo VII, en aves vacunadas con una vacuna a virus vivo

(cepa VG/GA) y una inactivada (cepa Ulster). Usando la tecnologa de gentica

reversa, en China se desarroll una vacuna del genotipo VII que protegi contra el

desafo con la cepa patgena original del mismo serotipo. Los autores anotan que

la vacuna desarrollada con gentica reversa del genotipo VII redujo la eliminacin

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del virus de desafo cuando se compar con la eliminacin de virus en las aves

vacunadas con la cepa La Sota. En el laboratorio de investigaciones aviares del

sureste de Estados Unidos, el grupo del Dr. Claudio Afonso encontr proteccin

en aves vacunadas con la cepa La Sota (genotipo II) cuando se desafiaron con

una cepa de gansos aislada en China perteneciente al genotipo VII.

Como se puede observar, en todos los casos las cepas vacunales tradicionales

pertenecientes al genotipo II protegen frente a los desafos con cepas de

genotipos heterlogos cuando el parmetro utilizado para medir la proteccin es la

mortalidad y la morbilidad, sin embargo, cuando se incluyen parmetros como la

eliminacin del virus de desafo, las vacunas con cepas homlogas disminuyen

esta eliminacin. Parmetros como el efecto sobre las bajas de postura en aves

de postura comercial deben ser medidos y evaluados en experimentos

cuidadosamente diseados. De todas maneras debe quedar claro que los virus de

Newcastle pertenecen a un solo serotipo y las vacunas tradicionales

pertenecientes al genotipo II ofrecen proteccin frente a mortalidad. Naturalmente,

donde las condiciones lo permiten, siempre se ha demostrado que utilizando un

producto homlogo se obtiene mejor proteccin, la dificultad est en poder ofrecer

vacunas contra enfermedad de Newcastle preparadas con los genotipos presentes

en cada pas o regin.

Situacin actual de la enfermedad de Newcastle en el mundo

Los brotes de la enfermedad de Newcastle en el mundo aparecen constantemente

en diferentes pases. La OIE recopila mensualmente los datos reportados por los

pases y los resume e incluye en cuadros y mapas que aparecen publicados en la

siguiente direccin electrnica: www.oie.int

Control de la enfermedad de Newcastle El control de la enfermedad de Newcastle se realiza bsicamente mediante dos

sistemas:

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1. Eliminacin o erradicacin de las cepas de virus patgeno, eliminando las aves portadoras de estos virus cuando se presentan los brotes.

El mtodo de erradicacin ha sido practicado por numerosos pases, entre ellos

Australia, Estados Unidos y la mayora de pases de la Unin Europea. En

Amrica Latina, pases como Costa Rica, Panam, Chile, Argentina y otros son

reconocidos como libres de las cepas patgenas de la enfermedad.

En los pases donde se eliminan las aves debido a los brotes causados por los

virus patgenos, la vacunacin con vacunas a virus vivo (lentognicas) o con

vacunas inactivadas se practica en las reproductoras y ponedoras comerciales,

mientras que en los pollos de engorde la vacunacin puede estar restringida a

algunas zonas o granjas, o ser totalmente eliminada, como se practica

actualmente en algunos pases de la Unin Europea. En Estados Unidos la

vacunacin del pollo de engorde se practica en una forma moderada, aunque

cuando existen brotes como el causado por el virus virulento que se inici en

California a finales del ao 2002, algunas empresas realizaron ajustes a sus

planes de vacunacin.

2. Inmunizacin, utilizando para ello tanto vacunas a virus vivo, inactivadas o vectorizadas (recombinantes).

a. Vacunas a virus vivo: Las cepas vacunales usadas mundialmente son la cepa La Sota, B1, F, VG/GA, Queensland V4, Ulster 2C y algunas

otras que se han desarrollado en diferentes pases y que se usan

localmente. Vacunas con cepas clonadas a partir de la cepa La Sota

tambin son ampliamente empleadas.

b. Vacunas inactivadas: Las vacunas inactivadas, emulsionadas en aceite son de uso comn especialmente en las aves de larga vida, como

ponedoras comerciales y reproductoras. Estas vacunas son preparadas

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con diferentes cepas cultivadas en embriones de pollo usando el lquido

alantoideo como fase acuosa.

c. Vacunas vectorizadas o recombinantes: En los ltimos aos se han desarrollado vacunas vectorizadas para aplicacin a temprana edad,

bien sea por el mtodo in ovo o al da de edad. Estas vacunas tiene la

ventaja de no presentar una reaccin postvacunal de tipo respiratorio,

ofreciendo niveles de proteccin adecuados frente a cepas de campo.

El virus usado como vector es el virus Herpes de pavo (HVT Herpes

Virus of turkeys - por su sigla en Ingls). A este virus se le inserta una

protena del virus de Newcastle, generalmente la protena de fusin que

es la responsable de la patogenicidad del virus. En estudios

experimentales, estas vacunas ofrecen proteccin contra Newcastle

tanto en pollos de engorde como en ponedoras comerciales. Tambin

se han desarrollado vacunas donde el virus de Newcastle es usado

como vector para llevar genes del virus de influenza, proporcionando

proteccin contra ambos virus.

Vacunacin: La vacunacin contra la enfermedad de Newcastle se realiza en la mayora de

pases endmicos a esta enfermedad con los tres tipos de vacunas mencionados

anteriormente. Las cepas que contienen las vacunas a virus vivo se basan

principalmente en las cepas La Sota (con sus respectivos clones) y la cepa B1, lo

mismo que algunas otras cepas con caractersticas especiales como la cepa

VG/GA, Ulster, C2 y Queensland V4.

Los planes de vacunacin practicados en las reproductoras y las ponedoras

comerciales durante el perodo de levante generalmente comprenden el uso de 3

vacunaciones con productos a virus vivo. En las reproductoras se practica la

vacunacin con vacuna oleosa (con varios otros antgenos como E. de Gumboro,

bronquitis y reovirus) antes de que las aves inicien su produccin, generalmente

entre 18 y 20 semanas de edad. En las ponedoras comerciales se practica la

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vacunacin con vacunas a virus vivo o en algunos casos se utiliza un producto

inactivado antes del inicio de la produccin.

La vacunacin durante la produccin es un sistema que cada da se practica con

mayor frecuencia tanto en ponedoras como en reproductoras. La vacuna contra

Newcastle se administra en el agua de bebida a intervalos que varan entre 60 y

90 das. Esta vacuna puede ser monovalente o bivalente, acompaada por el virus

de bronquitis infecciosa.

En los pollos de engorde los planes de vacunacin son bastante variados,

dependiendo de la regin y del desafo de virus patgeno que existe en un

momento determinado. En condiciones normales, los pollos son vacunados con

dos vacunas a virus vivo administradas durante los primeros 15 a 18 das de vida

del pollo. En pases como Estados Unidos donde no existen las cepas de

Newcastle de alta virulencia, y debido al amplio uso del sistema in ovo, la

vacunacin de los pollos de engorde se hace con vacunas vectorizadas basadas

en el virus HVT portando protenas del virus de Newcastle. De esta forma se

eliminan las reacciones postvacunales de tipo respiratorio.

En la industria del pollo de engorde, ante la presencia de virus de alta

patogenicidad, la vacunacin con vacunas vivas e inactivadas administradas

simultneamente es una prctica comn que induce la produccin de anticuerpos

humorales a nivel local (inmunoglobulina A) y en el sistema circulatorio

(inmunoglobulina G), proporcionando niveles adecuados de inmunidad y por lo

tanto proteccin contra las cepas patgenas de Newcastle.

El control de la enfermedad de Newcastle se constituye en un continuo desafo

para aquellos pases que viven con los virus patgenos de la enfermedad. Las

vacunas comerciales controlan la expresin (patogenicidad) de estos virus en el

campo evitando as la mortalidad, sin embargo, la capacidad de los virus

patgenos de permanecer en las aves caseras o de traspatio, aves mascota, los

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gallos de pelea y otros tipos de aves se constituye en una continua amenaza para

la industria avcola organizada.

Summary Newcastle disease virus is still an important poultry pathogen in countries where

the pathogenic strains are endemic. Control of the disease is based in the

appropriate application and immunization using either live, inactivated or vectorized

(recombinant) vaccines. Vaccination programs should be complemented with

biosecurity measures to decrease the presentation of outbreaks with high mortality.

The genetic changes that have been observed by sequencing studies of the viral

genome indicate that despite the identification of numerous genotypes -probably

due to the large genome- (more than 15,000 nucleotides), still remains stable when

virus neutralization techniques are used, indicating that there is only one serotype

of the virus. This may be the reason why the current genotype II vaccines still offer

protection against all genotypes.

The current molecular techniques have resulted in the rapid identification of the

virus which is important for the control of severe outbreaks. Also, these techniques

are very useful in epidemiological studies to compare viral strains from different

parts of the world. The highly organized poultry industry has been able to eliminate

the virus or to control it by appropriate vaccination programs.

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