Bacillus anthracis, utilización de un Sistema de Información Geográfico (SIG), para el análisis espacio temporal de 54 brotes de carbunclo rural en el partido de Azul, Bs. As., Argentina

Vazquez P. * , Noseda R.P. ** , Combessies G. ** , Cordeviola J. M. ** , Bigalli C. ** , Fiscalini B. ** , Bardon J. C. ** , Martínez A. H. **

* INTA-Unidad Operativa Cuenca del Salado - Belgrano 416 (7203). Rauch. Bs. As. Argentina. e-mail: pmvazquez@correo.inta.gov.ar
** Laboratorio Azul Diagnostico S. A -25 de Mayo 479 ( 7300) Azul Bs. As. Argentina - rnoseda@laboratorioazul.com.ar.

Palabra clave: Bacillus anthracis - Anthrax -Carbunclo rural -Sistema de Información Geográfico (SIG)

Resumen

El objeto de este trabajo es utilizar un Sistema de Información Geográfico (SIG) para el análisis epidemiológico del Carbunclo Rural aplicado a un ecosistema ganadero, integrado por 618.000 bovinos, distribuidos en 1.350 establecimientos del partido de Azul, Provincia de Buenos Aires, Argentina. Esto permitió estudiar hechos epidemiológicos de una enfermedad de antigua data como es el Carbunclo Rural. Su agente causal el Bacillus anthracis , posee la característica de formar esporos que permite mantenerse durante decenas de años en el ambiente , con capacidad de trasmitir la enfermedad a otros animales susceptibles. Se describe la metodología para su diagnóstico y los distintos elementos que integran el Sistema de Información Geográfico. Los 54 brotes identificados entre los años 1989 / 2005 fueron georreferenciados para posteriormente relacionarlos con las vías de avenamiento de aguas del partido de Azul , las características de sus suelos y la ubicación de las poblaciones rurales que comparten la zona de isorriesgo. Se plantea un sistema de alerta epidemiológico temprano para establecimientos ganaderos que comparten vías de avenamiento de agua en común con el brote de Carbunclo diagnosticado. El 93 % de los brotes ocurrieron en establecimientos que comparten vías de avenamiento, mientras que el 7 % restante en establecimientos ganaderos ubicados fuera del área de influencia de estas vías. El escurrimiento del partido se divide en 7 vías de avenamiento, segúnn su sentido de escorrentía, a partir del cual se define un mapa de isorriesgo donde 994 establecimientos ganaderos y 9 poblaciones rurales estarían en riesgo sanitario. La utilización de un Sistema de Información Geográfico (SIG) nos permitirá un análisis epidemiológico de la enfermedad en tiempo real para el diseño de acciones preventivas e incorporar información fehaciente para el mejor conocimiento de esta zoonosis.

Introducción

El Bacillus anthracis es el agente causal de una zoonosis endémica en nuestro país conocida como Anthrax o Carbunclo. Fue una de las primeras enfermedades reconocida por nuestra gente de campo, según actas del Cabildo de Buenos Aires de 1609 (1). El Manual del Estanciero publicado en 1883 por José Hernández describe el "grano malo" (actual carbunclo cutáneo externo), como causa de trasmisión al hombre por haber cuereado animales muertos infectados con Carbunclo. Desde 1977 el Laboratorio Azul mantiene un registro de diagnóstico de enfermedades que ayudó a conocer la distribución anual y estacional en un área de 30 partidos de la Pcia. de Buenos Aires (5). En el año 2001 se publicó una encuesta epidemiológica sobre 46 focos de Carbunclo bovino y su relación con la enfermedad humana (6). Durante el 2002 se complementó con un caso de carbunclo bovino con infección al humano y su diagnóstico por métodos tradicionales y caracterización molecular que junto a datos epidemiológicos propios permitieron un mejor conocimiento de la enfermedad con su ecosistema (7).

El partido de Azul, situado en el centro de la Pcia. de Buenos Aires, con una extensión de 660.000 hectáreas, posee una ganadería bovina de razas británicas de 618.651 cabezas en todas sus categorías, cuenta con 1350 establecimientos ganaderos, 1912 productores de ganado y 3200 pobladores rurales. Toda esta información hacen de esta localidad un sitio excelente para estudiar la evolución de esta enfermedad aplicando nuevas tecnologías disponibles como es el Sistema de Información Geográfico (SIG). Esta herramienta permite trabajar con datos georreferenciados y producir superposición de mapas, de acuerdo a lo acordado en el convenio de Cooperación Técnica entre el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria - EEA Cuenca del Salado y el Laboratorio Azul Diagnóstico (LA). (9)

Son objetivos de este trabajo

Ubicar geográficamente en un programa SIG los establecimientos ganaderos del partido de Azul, Provincia de Buenos Aires, Argentina, que tuvieron brotes de Carbunclo Bovino o Anthrax rural desde el año 1989 – 2005 detectados en el LA.

Analizar, utilizando un SIG, las variables relación espacio – tiempo de la presentación de los brotes de carbunclo y vías de avenamiento de agua del partido de Azul y establecimientos afectados.

Identificar las características del suelo de las zonas afectadas, de acuerdo a cartas de suelos existentes .

Ubicar las poblaciones rurales del partido de Azul que comparten las zonas de isorriesgo.

Plantear un sistema de alerta epidemiológico temprano, para los establecimientos ganaderos del partido de Azul, ante la aparición de un brote de Carbunclo.

Materiales y Métodos

Brotes de Carbunclo estudiados

Se estudiaron 54 brotes de Carbunclo Bovino ocurridos en el partido de Azul desde el año 1989 hasta el 30/04/2005, diagnosticados en el LA. (4)

Ecosistema ganadero

El partido de Azul es parte de un área denominada Pampa Deprimida, una gran llanura de 9.5 millones de hectáreas, con pendientes regionales de no más de 0.1 %, conocida por las frecuentes inundaciones, producto de su geomorfología, con suelos preponderantemente sódicos. La evaporación es la principal forma en que se pierde el agua (60%) seguido de la infiltración (20% dependiendo del lugar). La baja velocidad promedio de infiltración predominante en el área (menos de 14 mm h) hacen que la absorción de la misma sea muy lenta, provocando anegamientos frecuentes de duración variable. Desde el punto de vista edáfico en el partido de Azul pueden reconocerse dos grandes regiones:

1) Región Mixta papera o IV-4

Cubre una superficie de 250.000 hectáreas. La actividad predominante es de producción mixta, principalmente agrícola. La ganadería vacuna para producción de carne y leche se encuentra en menor proporción. El régimen hídrico es sub húmedo-húmedo. La precipitación media anual es de 900 mm, siendo el trimestre más lluviosos enero a marzo y el trimestre más seco junio a agosto. La temperatura media anual es de 13.5º C, el período libre de heladas va de octubre a mayo. El área corresponde a las sierras del Sistema de Tandilia con ondulaciones interserranas y pedemontanas. Esta constituido por afloramientos rocosos y pedemontes formados por sedimentos loessicos colinados, con pendientes atenuadas a medida que se aleja de las sierras. Existen tres situaciones edáficas principales:

• Área de las sierras: suelos con características líticas, poco profundos y con rocas cerca de la superficie (inceptisooles), siendo moderadamente bien drenados.
• Suelos loessicos: poco a medianamente profundos, con presencia de tosca a menos de 1.5 metros de profundidad (argiudoles típicos y petrocálcicos)
• Suelos Argiudoles típicos: sin manto de tosca o contacto lítico hasta los 1,8 metros. La tosca no forma un manto continuo en esta zona, por lo que los suelos sin tosca se encuentran entremezclados con los que lo presentan. Las pendientes pronunciadas exponen a estos suelos a procesos de erosión hídrica. (INTA 1980)

2) Región ganadera de los derrames de pedemonte y llanura finipampeana o IV-2

Con una superficie aproximada de 410.000 hectáreas, donde su principal actividad es la cría vacuna, con una producción de carne por ha de 95 Kg y un índice de destete de 0.78. Presenta un régimen hídrico sub húmedo-húmedo. La precipitación media anual es de 800-900 mm. El trimestre más lluvioso es de febrero a abril y el menos lluvioso de junio a agosto. La temperatura media anual es de 13.8º C y el período libre de heladas va de octubre a marzo. Predominan los suelos hidro halomórficos, principalmente Natracuoles y Natracualfes, con elevados contenidos de sodio en superficie. Hay presencia de Hapludoles tapto argicos y natricos vinculados a los suelos hidromórficos de una manera caótica. La zona sur presenta mayor proporción de Hapludoles tapto argicos (zona de derrames) (INTA 1980).

Sistema de Información Geográfico ( SIG )

Los SIG y Teledetección son herramientas extensamente probadas en el área del modelado y en la planificación del desarrollo social y productivo en todo el mundo. En Alberta, Canadá durante 1999 se analizó y documentó un brote de Anthrax utilizando un SIG (8).

En el presente trabajo se identificaron geográficamente los establecimientos ganaderos del partido de Azul con el RENSPA, nombre del establecimiento y propietario, superficie del establecimiento y cantidad de animales. Se ubicaron espacialmente los 54 brotes de carbunclo bovino ocurridos en 57 establecimientos, detectados por el LA desde el año 1989 hasta el 2005, con la fecha de presentación, número de animales expuestos, número de animales muertos y antecedentes de vacunación. Se digitalizaron las cartas de suelo del INTA escala 1:50.000. Se identificaron las vías de avenamiento de las aguas mediante una imagen pancromática Landsat ETM7 con resolución espacial de 15 m, cedida por la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) y un mapa de riesgo de anegabilidad escala 1:50000 generado para la cuenca del Arroyo Azul . (11)

Mapa de sub-cuenca

Se construyó a partir de un modelo digital de terreno, un mapa de sub-cuencas con una superficie no mayor a las 10.000 ha, para definir zonas de isorriesgo a la contaminación de esporos de Bacillus anthracis al ser transportadas por el agua.

Se utilizaron imágenes RADAR (RSTM), con definición de un dato altimétrico cada 0.81 ha para la construcción del mapa altimétrico y posterior Modelo Digital de Terreno (MDT), este será realzado en un 5 % a partir de su fusión con la red de caminos y mapa de geoformas escala 1:50000 previamente digitalizado. Para delimitar las subcuencas incluidas dentro de la cuenca a la que pertenece el partido de Azul, se ejecutó el modelo WATERSHED, disponible en el programa IDRISI 14.0.

Diagnóstico de Bacillus anthracis

Diagnóstico Clínico

Los Médicos Veterinarios fueron requeridos por el productor ganadero a concurrir a sus establecimientos cuando se produjeron muertes en forma súbita de sus bovinos. El Veterinario realiza y completa una encuesta epidemiológica donde se recaba toda la información que luego integrará una base de datos que desde 1977 resguarda Laboratorio Azul (8) l. Para evidenciar la presencia de Bacillus anthracis se extrae un hueso largo (metacarpo o metatarso) previa limpieza, desarticulación y envoltura en cobertura de nylon, se introduce en cajas de telgopor con refrigerantes para su envío al laboratorio de diagnóstico microbiológico.

Médulo cultivo

El hueso remitido, es cortado mediante sistema de aserrado con sierras de acero súper rápido (HSS) de 18 dientes por cm. Se flamea mediante mechero la superficie de corte y se introduce un hisopo de algodón estéril con mango de madera en el canal medular. La muestra así extraída sirve para realizar la coloración de Gram y la inmunofluorescencia directa (IFD) para la identificación de morfologías bacterianas compatibles. Posteriormente se siembra en Agar sangre de equino al 5% y se incuba a 36.5º C durante 24 hs donde se identifican: morfología, hemólisis, plasticidad y consistencia de las colonias desarrolladas .

La identificación bioquímica se realiza sobre las colonias morfológicamente compatibles identificando: movilidad, licuación de la gelatina, susceptibilidad a la penicilina, glucosa, ureasa. Una vez efectuada la confirmación preliminar, se utiliza la técnica API 50 CHB, con identificación asistida por informática del programa APILAB PLUS ambos de BioMerieux como confirmación adicional (7).

Demostración de Patogenicidad

Las cepas identificadas como B. anthracis son inoculadas 0.3 ml en forma subcutánea y con una densidad de suspensión del 0.5 de la escala de Mc Farland, en ratones albinos suizo de 17 gr. promedio de peso, producidos en el Bioterio de Laboratorio Azul cepa CF1, procedencia original: Charles River Institute Laboratory. Monitoreándose cada seis horas las manifestaciones vitales hasta el momento de su muerte, donde se procede a la necropsia verificándose: a) punto de inoculación (edema gelatinoso) b) esplenomegalia c) hepatomegalia. Confirmando su reaislamiento e identificación de B. anthracis por las mismas técnicas microbiológicas descriptas con anterioridad y así confirmar su presencia (4).

Plan Vacunación voluntaria anticarbunclosa

Durante el periodo de vacunación anti-aftosa en los meses de noviembre-diciembre del 2004, el Circulo de Médicos Veterinarios de Azul conjuntamente con FUNDAZUL, se propuso vacunar en forma simultanea con Vacuna anticarbunclosa a todos los bovinos mayores de 6 meses de edad. (10)

Resultados

Se representan tres vías de avenamiento de agua 1-3-6 por ser las más características como modelo demostrativo, evidenciándose en las mismas:

Avenamiento 1: 6 establecimientos ganaderos tuvieron 11 brotes de los cuales algunos lo repitieron hasta en 4 oportunidades, la zona de isorriesgo involucra a 92 (9.8 %) establecimientos con posibilidades de contraer la enfermedad con una extensión de 49.323 hectáreas (14.8 %), y una superficie promedio de 536 hectáreas. Presentando una población rural en riesgo (Campodónico).

Avenamiento 3: 7 establecimientos ganaderos con 12 brotes de Carbunclo y 38 establecimientos ganaderos comparten el riesgo de transmisión. (5.7% de la superficie y el 3.8% de los establecimientos bajo esa condición). La superficie promedio de los mismos es de 500.7 hectáreas. No tiene en su zona población rural en riesgo.

Avenamiento 6: es la más importante de las vías en cuanto a la cantidad de establecimientos que la componen y comparten el riesgo 286 de ellos (28.7 %) y la mayor en superficie ganadera 104.891(31.5 %) con 2 poblaciones rurales (Miraflores y Pablo Acosta) en su zona. Sus establecimientos tienen una superficie promedio de 366.7 hectáreas. Se registraron 11 brotes de carbunclo en dicho periodo y 8 los establecimientos afectados.

Tabla Nº1: Vías de avenamiento del partido de Azul y establecimientos con casos de carbunclo asociados espacialmente a ellas (numeradas de 1 a 7)

Tabla Nº2: Zonas de isorriesgo - Inventario de establecimientos, superficie y áreas urbanas.

El mapa de isorriesgo a la trasmisión del Bacillus anthracis por las vías de avenamiento de agua demuestra que de 1350 establecimientos ganaderos que posee el partido de Azul 994 (73 %) están en riesgo de contraer la enfermedad. Cuando se lo evalúa la cantidad de hectáreas bajo riesgo 331.960 (50.2 %) de las 660.000 están en esta situación. Vacunación Voluntaria Anticarbunclosa: la vacunación anticarbunclosa registrada en el Plan voluntario (12) demostró que se vacunaron 186.981 (30.2%) bovinos del total del stock del Partido de Azul, pertenecientes a 793 (58.7%) establecimientos ganaderos.

Discusión

La cuenca alta del partido de Azul ó Región agrícola correspondiente al área del sistema de Tandilia posee ondulaciones interserranas y pedemontanas y su uso agrícola es predominante. Sus suelos presentan tres situaciones edáficas distintas 1) área de sierras (inceptisooles) roca en superficie y bien drenados. 2) Suelos loessicos (argiudoles típicos y petrocálcicos) con presencia de tosca. 3) Suelos argiudoles típicos, sin tosca o contacto lítico. Sólo 2 establecimientos ganaderos (5%) de los 35 que declararon por lo menos haber tenido un brote de carbunclo, pertenece a esta zona del partido.

Cuando se analizó lo que ocurrió por fuera del área de influencia de cualquier vía de avenamiento de las 7 que posee el Partido de Azul, sólo 4 brotes de Carbunclo (7%) ocurrieron en esa condición, coincidiendo con la zona alta.

La altimetria del Partido de Azul también marco una diferencia, por arriba de la cota de los 150 metros (sector al sur de la ruta provincial Nº 60 sólo 5 brotes de Carbunclo (9.26%) de los 54 detectados en el periodo mencionado ocurrieron hasta dicha altitud.

La cuenca baja o Región ganadera, posee suelos donde predominan los hidro halomorficos, principalmente por Natracuoles y Natracualfes, con elevado contenido de sodio en superficie. Las 7 vías de avenamiento de agua transcurren entre los limites de la región citada, 410.000 hectáreas están prácticamente dedicadas a la cría de bovinos. Las lluvias promedios anuales de 900mm se derraman habitualmente por esta zona que tiene sólo una pendiente de no más de 0.1%. Lo cual brinda un marco para que la enfermedad carbunclosa se exprese con toda su magnitud 49 brotes ( 90.74%) ocurrieron en esta región .

El plan de vacunación anticarbunclosa realizado, demostró ser insuficiente para cubrir una zona de riesgo tan importante, sólo el 30.2 % del total de bovinos del partido de Azul se lograron vacunar.

CONCLUSIONES

La utilización de un Sistema de Información Geográfica (SIG) es una herramienta indispensable para el análisis epidemiológico del Carbunclo Rural y para el diseño de acciones preventivas.

La cuenca baja del Partido de Azul por sus características ecológicas similares a la mayoría de los ambientes de la ganadería de cría bovina de la cuenca del Río Salado presenta un modelo clásico para el Carbunclo Rural, posible de extrapolar a otros Partidos de la Pcia. de Bs. As. con similares características medio ambientales.

Permitió evaluar múltiples variables e interrelacionarlas en el Partido de Azul (tipo de suelos, relación espacio tiempo en la aparición de la enfermedad, la ubicación de los mismos sobre las distintas vías de avenamiento, identificar establecimientos ganaderos y poblaciones rurales que comparten ese isorriesgo y poder tomar así decisiones para el alerta y respuesta ante epidemias de ocurrencia natural, accidental o deliberada de Bacillus anthracis).

El Partido de Azul fue un excelente modelo epidemiológico para demostrar que el Carbunclo Rural es una asignatura en la sanidad animal de nuestro país.

La falta de vacunación contra el Carbunclo, a pesar de existir leyes especificas para su aplicación en nuestra provincia (3), es uno de los principales problemas a resolver junto a la eliminación eficiente de cadáveres producto de estas enfermedades. Solo un trabajo sisitemático integrado con las instituciones relacionadas con el sector (Fundación – INTA – SENASA – Círculo de Veterinario – Municipalidad) podrán generar los cambios permanentes para mejorar esta realidad.

Agradecimiento

El agradecimiento a todos los Médicos Veterinarios del Partido de Azul que desde 1975 hacen esfuerzos por controlar esta zoonosis.

Bibliografía

1. Carrazoni J. A-Historia de Ganaderos y de Veterinarios –Altuna Editor –Bs. As-Argentina – I.S.B.N. 987.99397-0-0 – 1993.
2. Hugh-Jones M.- 2001 Global anthrax. 5 th International Conference on Anthrax, March 30, 2003, Nice, France.
3. Ley de Fomento Ganadero y Policía Sanitaria de la Provincia de Buenos Aires Nº 6703/61. – Ley 15465 de Notificación obligatoria de enfermedades transmisibles.
4. Noseda R. P. – Carbunclo bovino y su relación con la enfermedad humana – Disertación Academia Nacional de Agronomía y Veterinaria – Premio Fundación Dr. Alfredo Manzullo 2000 – Anales - ISSN 0327-8093 – Tomo LV Pág. 113 -129 – 2001.
5. Noseda R. P.; Cordeviola J. M.; Bardón J. C.; Martínez A. H.; Combessies G. – Carbunclo Bovino, distribución porcentual anual y estacional en 30 partidos de la Pcia. de Bs. As. – I Congreso Argentino de Zoonosis – 23 – Veterinaria Argentina, Vol. 12 Nº 110, Pág.606 – 1995.
6. Noseda R. P.; Cordeviola J. M.; Fiscalini B.; Bardón J. C.; Martínez A. H.; Combessies G. M. – Carbunclo Bovino: Encuesta Epidemiológica sobre 46 focos en la Pcia. de Bs. As. y su relación con la enfermedad humana – Veterinaria Argentina, Vol. XVIII, Nº 178, Págs.: 578-87. 2001.
7. Noseda R. P.; Mock M.; Leux M.; Cordeviola J. M.; Fiscalini B.; Bigalli C.; Combessies G. M.; Martínez A. H.; Bardón J. C.; Acuña C. M. – Carbunclo Bovino: su infección al humano, diagnóstico por métodos tradicionales y caracterización molecular (PCR) – Veterinaria Argentina, Vol. XIX, Nº 188 – Octubre 2002.
8. Parkinson R., Rajic A., Jenson C., -Investigation of an Anthrax outbreak in Alberta in 1999 using a Geographic Information System. – Canadian Veterinary Journal 2003; 44: 315-318.
9. Convenio de cooperación técnica INTA-CERBAS y su EEA Cuenca del Salado (Rauch) – Laboratorio Azul Diagnostico S.A, 18/08/04.
10. Plan voluntario control del Carbunclo – Alerta y Respuesta ante epidemia de ocurrencia natural, accidental o deliberada de B. anthracis en el partido de Azul. Decreto Municipal Nº 661 – 2004.
11. Vazquez P.; Entraigas, I. Optimización del control sanitario bovino a partir del uso de sistemas de información geográfica. Gerencia Ambiental. (Publicación sobre Tecnologías y Normativas Ambientales). Año 10, Nº 94. 282-288 (2003).