Los agentes causales de la coccidiosis son organismos del género Eimeria spp. que se desarrollan dentro de las células intestinales de los hospedadores. Debido a que el desarrollo intracelular provoca la destrucción de las células en las que se multiplican, se les considera parásitos aunque no lleguen a provocar la enfermedad. La pérdida de células intestinales provoca el cambio en la morfología de las vellosidades, una aceleración del proceso de apoptosis aún en células no infectadas, aumento de la actividad mitótica con incremento en la proporción de células mucosas y enteroendócrinas en detrimento de la superficie de absorción. Los cambios ultraestructurales de las células infectadas producen alteraciones metabólicas graves y daños en las mitocondrias. Estas anomalías suelen observarse también en células no infectadas adyacentes e incluso alejadas de las infectadas y demuestran un efecto citotóxico. La diarrea propia de las coccidiosis se debe a una disminución en la absorción de agua y electrolitos, el daño tiende a ser menos grave cuando las lesiones se limitan al intestino delgado pues tienden a ser compensadas por el intestino grueso. A pesar de que la coccidiosis se presenta principalmente en animales jóvenes criados en condiciones con alta contaminación fecal de los alimentos, este modelo no explica todos los casos y es preciso revisar las características de cada especie y de la relación con el hospedador para establecer precisiones respecto a la asociación de situaciones de estrés fisiológico, ambiental, nutricional o inmunológico con la aparición de los casos clínicos. El estudio de la relación hospedador-parásito es importante para conocer los mecanismos de evasión inmune y de supervivencia del protozoario que se reflejan en una elevada patogenicidad. Una de las respuestas protectoras por parte del hospedador consiste en la producción de citocinas que favorecen la presentación de una respuesta celular del tipo Th1. En vista de ello se sugiere la estimulación de la respuesta inmune en el hospedador y actualmente la investigación está dirigida a la producción de una vacuna protectora. Sin embargo, la comercialización de una vacuna efectiva en el caso de rumiantes se considera a largo plazo, ya que las vacunas probadas en aves han demostrado que existe dificultad para la obtención del material biológico. Sin embargo, se sugiere el uso de bioactivos contenidos en los alimentos y especias comúnmente utilizados que puedan tener un efecto inmunoestimulante en los animales susceptibles a coccidiosis. Se han estudiado muchos de los compuestos presentes en varias plantas que han sido utilizados en la medicina tradicional y se ha demostrado que poseen actividades antioxidantes, quimiopreventivas (contra el cáncer), antimicrobianas, antifungales, antivirales y antiprotozoarios. También es importante mencionar que se ha demostrado que intervienen en la activación del sistema NF-kB y por lo tanto en la modulación del sistema inmune y la apoptosis. Entre los extractos botánicos más utilizados destacan por su bajo costo y facilidad de obtención la epigalocatequina 3-galato (EGCG) extraída del té verde, el ácido cafeico feniléster (CAPE) extraído del propóleo y la curcumina obtenida de la especia Curcuma longa. En el presente proyecto se propone utilizar un cultivo de células epiteliales intestinales de bovino infectadas con esporozoitos de Eimeria, así como un experimento in vivo con ovinos infectados naturalmente para evaluar el efecto inmunomodulador que tienen la curcumina, la EGCG y el CAPE en la respuesta del hospedador contra Eimeria spp. Particularmente se propone realizar un ensayo para evaluar la activación de NF-kB (p65/Rel-A, RelB, c-Rel, NF-kB1/p50, NF-kB2/p52) durante la coccidiosis en extractos nucleares in vitro e in vivo, así como conocer el efecto de los extractos botánicos sobre el equilibrio de la respuesta inmune celular Th1/Th2 en la infección causada por Eimeria spp. Se incluirá también un experimento en el que se utilice un derivado de la zeolita en la alimentación de los ovinos para evaluar su efecto sobre la respuesta inmune, la ganancia de peso y la cantidad de ooquistes de Eimeria spp. excretados. La contribución de este proyecto consiste principalmente en incrementar el conocimiento de la relación hospedador-parásito en el caso de la coccidiosis en rumiantes, así como en la propuesta de un método alternativo de prevención y control de la coccidiosis a través de la inclusión en las dietas de extractos naturales con posibles efectos detrimentales sobre las estrategias de supervivencia y evasión inmune de Eimeria en las células del hospedador. Asimismo, mediante la adición de la zeolita se contribuye a disminuir la emisión de gases por parte de los rumiantes que están influyendo en el calentamiento global.

La respuesta inmune contra las coccidias es extremadamente compleja y mecanismos efectores diferentes pueden estar involucrados dependiendo del estadio de vida del parásito, exposición previa del hospedador al parásito, el estado nutricional del hospedador y su genotipo. Se requiere de investigación para detallar los procesos mediante los cuales ocurre la protección contra las coccidias. El advenimiento de nuevas técnicas moleculares para manipular los genomas de los hospedadores y las coccidias, así como un entendimiento incrementado de las interacciones hospedador-parásito permitirán tener más perspectivas de vacunación contra las especies de Eimeria que afectan a los rumiantes. El conocimiento de las interacciones entre nutrición, infección e inmunidad está abriendo nuevas estrategias de control contra la coccidiosis que no dependen únicamente de la profilaxis química. Este proyecto propone obtener evidencia que proporcione un mejor entendimiento de la inmunobiología básica de las interacciones hospedador-parásito para el desarrollo de estrategias de control inmunológico contra la coccidiosis. A pesar de que existe información considerable sobre el potencial antioxidante e inmunoestimulante de extractos herbales como el té verde, el propóleo y la curcumina, es necesario evaluar el efecto de estos bioactivos en la inmunidad celular que presentan los rumiantes contra Eimeria spp., así como el efecto que puedan tener sobre la activación de los factores de transcripción NF-kB causada por el protozoario para evadir la respuesta inmune. Adicionalmente se incluirán resultados derivados de la adición de zeolita natural o sintética en la alimentación de los animales para determinar si ejerce algún efecto a nivel de la respuesta inmune celular, la ganancia de peso de los animales y la excreción de ooquistes. Al examinar la manera en la que Eimeria interactúa con el sistema NF-kB se contribuirá con un mejor conocimiento de las interacciones hospedador-parásito y la posible influencia que puedan tener los compuestos de origen natural sobre esta interacción a favor del hospedador. La baja biodisponibilidad de los compuestos bioactivos presentes en las plantas con usos en medicina tradicional hace necesario el desarrollo de formulaciones específicas y sistemas de liberación que permitan que no se requiera dosificar a los animales continuamente y hagan más efectivo el uso de posibles inmunoestimulantes, por lo que este proyecto propone la formulación farmacéutica de preparaciones nanoparticuladas que eviten la pérdida de integridad y desnaturalización de los compuestos bioactivos. Esto, a largo plazo, significará una mejora en la relación costo-beneficio en producción de carne, lana y leche en rumiantes. Por otro lado, al aumentar la respuesta inmune del animal se evita el uso de agentes quimioterapéuticos que tienen un impacto indeseable sobre los consumidores de los productos finales de los rumiantes. Es importante señalar que este proyecto también proporcionará evidencia que permita disminuir el impacto ecológico de las actividades pecuarias, en particular, de la ganadería, pues es un hecho bien documentado que la zeolita disminuye la emisión de gases como el metano que ejerce un efecto importante en el calentamiento global. Asimismo, con este proyecto se pretende publicar por lo menos 2 artículos en revistas internacionales indizadas con alto impacto en el área de parasitología veterinaria, así como a la formación de recursos humanos mediante la apertura de una nueva línea de investigación en parasitología veterinaria que permita la realización de tesis de licenciatura y grado.