Role of Clostridium perfringens toxins in necrotic enteritis in poultry

Abstract

Poultry products represent over 30% of animal protein consumption worldwide, and its demand is growing considerably. The current global annual production of poultry meat and eggs is more than 115 million tons and 70 million tons, respectively. Necrotic enteritis (NE) in poultry is a reemerging infectious disease caused by certain strains of Clostridium perfringens. This bacterium is found in limited quantities as a normal inhabitant of the birds’ gut; however, under certain circumstances, a pathogenic strain proliferates and secretes a variety of bacteriocins, mucins, and adhesins that favors bacteria colonization and establishment. Once bacterial population reaches a certain density, toxin production is triggered which induces mucosal damage. NE generates a dramatic reduction of production levels and a significant increase in mortality in flocks of broilers and laying hens, leading to annual economic losses for the poultry industry estimated to be over $6 billion. NE may manifest as an acute or chronic enterotoxemia. Acute infection is associated with higher rates of mortality and chronic infection, with loss of weight and productivity in sick animals. There is evidence that immunization with formalin-inactivated crude supernatants, native or modified toxins, or other proteins induces partial protection against NE. This review summarizes the findings concerning virulence factors associated with NE pathogenesis and the efforts oriented to develop rational strategies to prevent and control this disease

Los productos avícolas representan más del 30% del consumo de proteína animal en todo el mundo, y su demanda está creciendo considerablemente. La actual producción mundial anual de carne y huevos de ave es de más de 115 millones de toneladas y 70 millones de toneladas, respectivamente. La enteritis necrótica (EN) en las aves de corral es una enfermedad infecciosa reemergente causada por ciertas cepas de Clostridium perfringens. Esta bacteria se encuentra en cantidades limitadas como habitante normal del intestino de las aves; sin embargo, en determinadas circunstancias, una cepa patógena prolifera y secreta una variedad de bacteriocinas, mucinas y adherencias que favorece la colonización y el establecimiento de la bacteria. Una vez que la población bacteriana alcanza una cierta densidad, se desencadena la producción de toxinas que induce el daño de la mucosa. El NE genera una reducción drástica de los niveles de producción y un aumento significativo de la mortalidad de los pollos de engorde y las gallinas ponedoras, lo que provoca pérdidas económicas anuales para la industria avícola que se estiman en más de 6.000 millones de dólares. La NE puede manifestarse como una enterotoxemia aguda o crónica. La infección aguda se asocia con tasas más altas de mortalidad e infección crónica, con pérdida de peso y productividad en los animales enfermos. Hay pruebas de que la inmunización con sobrenadantes crudos inactivados con formol, toxinas nativas o modificadas u otras proteínas induce una protección parcial contra el NE. Esta revisión resume los hallazgos relativos a los factores de virulencia asociados con la patogénesis de la enfermedad neurológica y los esfuerzos orientados a desarrollar estrategias racionales para prevenir y controlar esta enfermedad.