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Terapia fágica en animales de granja

Terapia fágica en animales de granja
Los bacteriófagos son una alternativa a los sistemas actualmente en uso para el control de bacterias patógenas en muchos ámbitos, entre ellos, la sanidad animal y el control de las zoonosis.
Pilar García*, Beatriz Martínez,
Diana Gutiérrez, Lorena Rodríguez
y Ana Rodríguez

Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA-CSIC).

Apdo. 85. 33300 Villaviciosa, Asturias.
pgarcia@ipla.csic.es


El uso inapropiado de antibióticos en animales destinados al consumo humano (promotores del crecimiento, profilácticos, terapéuticos) ha contribuido al incremento de manera exponencial de bacterias resistentes durante los últimos años. Las cepas resistentes pueden llegar a través de la cadena alimentaria al ser humano, transferir los genes de resistencia a bacterias del intestino y, posteriormente, causar infecciones. Aunque en el momento actual existe una amplia gama de productos (probióticos, prebióticos, ácidos orgánicos, enzimas, etc.) que pueden usarse como sustitutivos de los antibióticos promotores del crecimiento (prohibidos en la UE), estos productos son más caros y su eficacia depende de las condiciones de explotación de los animales. Por tanto, las industrias del sector deben buscar nuevas alternativas que ofrezcan las garantías higiénico-sanitarias adecuadas y demuestren su eficacia ante las nuevas restricciones establecidas para estos compuestos.

Figura 1. Morfología de un bacteriófago

Los bacteriófagos: morfología y ciclo de vida
Los bacteriófagos o fagos son virus que infectan únicamente bacterias. Están formados por una cápsida con forma icosaédrica compuesta por proteínas, en el interior de la cual albergan su material genético. Presentan una cola, también proteica, que está unida a la cápsida a través del cuello y que puede llevar fibras en las que se encuentran los receptores para el reconocimiento y unión a la bacteria (figura 1).

Los fagos son muy abundantes en el ambiente y se pueden encontrar en prácticamente cualquier hábitat en el que se desarrolle su hospedador, ya que son parásitos intracelulares estrictos que dependen de la maquinaria biosintética de la bacteria para desarrollarse. Su extraordinaria abundancia en la biosfera (1031 partículas) avala su inocuidad para los seres humanos, los animales y las plantas.

La capacidad de actuar como agentes bactericidas se debe a su ciclo de vida. Los fagos pueden realizar dos tipos de ciclo de desarrollo: lítico o lisogénico (figura 2). Únicamente aquellos fagos capaces de realizar un ciclo lítico producen la eliminación eficaz de las bacterias, por lo que son los que se utilizan en la terapia fágica. El ciclo lítico consta de varias fases: en la primera se produce la adsorción de los fagos a la célula bacteriana mediante la unión a receptores específicos (componentes de la superficie bacteriana); posteriormente, el fago inyecta el material genético en la bacteria mediante la contracción de la cola y la formación de un agujero en la pared celular. Una vez en el citoplasma, los genes fágicos se expresan y el genoma se replica dando lugar a varias copias. Las proteínas estructurales de los nuevos viriones se ensamblan formando partículas virales maduras, finalmente tiene lugar la degradación de la pared de la bacteria por acción de las proteínas fágicas, lo que ocasiona la lisis de la misma y la liberación de la progenie viral.

Pasado y presente de la terapia fágica
Son varias las características de los fagos que los hacen buenos candidatos para ser utilizados en la terapia de enfermedades infecciosas:
especificidad (que permite eliminar las bacterias no deseadas, sin afectar a su microbiota endógena),
eficacia (infectan incluso a bacterias resistentes a antibióticos)
y auto-amplificación (tras el proceso de infección de la bacteria se producen nuevos viriones, aumentando así la eficacia del antimicrobiano).

Con este fin los fagos pueden ser utilizados eficazmente para el tratamiento o la profilaxis de enfermedades infecciosas causadas tanto por bacterias Gram positivas como por Gram negativas. El uso de los fagos como antimicrobianos en el tratamiento de enfermedades infecciosas se inició a principios del siglo XX, muy poco después del descubrimiento de estos microorganismos. Durante los años posteriores se comercializaron preparaciones fágicas para el tratamiento de infecciones bacterianas supurativas (peritonitis, osteomielitis, etc.). La llegada de los antibióticos en los años cuarenta propició el abandono de la terapia fágica en la mayor parte de los países de Europa. Sin embargo, los fagos siguieron siendo utilizados en la Unión Soviética y en los países de su entorno de influencia. Como centros de referencia caben citar el Instituto Eliava (Tbilisi, Georgia) y el Instituto Hirszfeld de Inmunologia y Terapia Experimental (HIIET) (Varsovia, Polonia).

Recientemente, la comunidad científica ha recuperado el interés por los bacteriófagos como alternativa a los antibióticos para combatir infecciones bacterianas. Una buena prueba del potencial de los bacteriófagos es la creación en los últimos años de multitud de empresas biotecnológicas centradas en la explotación de este tipo de virus como antimicrobianos (García et al., 2008). Esto ha venido propiciado en gran medida por el extenso conocimiento que actualmente se tiene de la biología de los fagos; la secuenciación de más de 500 genomas fágicos completos y su análisis han llevado a un mejor entendimiento de su evolución, de las interacciones con las bacterias, de su ecología y de su origen.

Además, los resultados obtenidos previamente en los países del Este de Europa han sido corroborados en la actualidad. Existen estudios que han determinado incluso la inocuidad de las preparaciones fágicas en ensayos con voluntarios que recibían oralmente 100.000 bacteriófagos/ml de agua.

También se han realizado ensayos clínicos para el tratamiento de infecciones de oído, heridas y quemaduras causadas por Pseudomona aeruginosa. De hecho, actualmente están disponibles algunos tratamientos de enfermedades basados en este tipo de terapia (The Southwest Regional Wound Care Center, Texas, www.woundcarecenter.net; The Georgian Therapy Center, Tijuana, Mexico (www.phageinternational.com).

Figura 2. Esquema representativo del ciclo de vida de un bacteriófago.

A) Ciclo lítico. B) Ciclo lisogénico.


Terapia fágica en animales de granja
El concepto de la lucha contra los agentes patógenos debe modificar su enfoque actual, y una posibilidad es la utilización de la terapia fágica. En animales de granja se utilizarían los bacteriófagos inicialmente para reducir la colonización por bacterias patógenas (en la piel, el tracto gastrointestinal o incluso el ambiente) con el fin de prevenir las enfermedades en los propios animales y a la vez evitar que estos microorganismos sean transferidos al hombre a través de la materia prima que de ellos se obtiene.

Los estudios realizados en la aplicación de bacteriófagos en animales de granja se han centrado fundamentalmente en la eliminación de tres bacterias patógenas: E. coli O157:H7 en terneros, cerdos y ovejas, Salmonella en pollos y cerdos, y Campylobacter en pollos. Los primeros estudios se realizaron hace bastante tiempo utilizando los fagos como una medida profiláctica para proteger a los terneros contra el efecto letal de E. coli (Smith & Huggins, 1983). Más recientemente, se llevaron a cabo ensayos en ovejas y vacas, utilizando mezclas de fagos frente a E. coli O157:H7 (Sheng et al., 2006). En este tipo de pruebas los fagos se aplican por vía oral, lo que les mantiene de manera estable en el tubo digestivo del animal, donde reducen la carga bacteriana, y desde donde se dispersan al ambiente protegiendo a otros animales. Otra aplicación de los fagos en el ganado vacuno es en el lavado y desinfección de las ubres, para evitar la mastitis producida por Staphylococcus aureus. Este tipo de desinfección se puede realizar también en las superficies y el ambiente de las instalaciones, ya que éstas son una fuente de contaminación para los propios animales. Así, los fagos pueden eliminar las biopelículas bacterianas o biofilms producidos por este tipo de bacterias. Algunos bacteriófagos pueden inducir la síntesis de polisacárido-depolimerasas, enzimas que son capaces de degradar los componentes de las matrices del biofilm, ayudando así a su dispersión (Azeredo y Sutherland, 2008).

En el caso de pollos se observó que el tratamiento por vía oral con fagos frente a Salmonella enterica serovar Enteritidis reducía el número de estas bacteria en el contenido fecal, lo que tenía un efecto beneficioso sobre el peso de los animales y, a la vez, permitía disminuir la probabilidad de su entrada en la cadena alimentaria (Fiorentin et al., 2005). En estas aves es frecuente también la presencia de Campylobacter jejuni, una bacteria patógena que forma parte de la microbiota comensal y que puede transferirse fácilmente a través de la carne. Para evitarlo, se han realizado ensayos de administración de fagos a los animales durante varios días observándose claramente un descenso en el número de bacterias patógenas en el buche (Wagenaar et al., 2005). Además de estas aplicaciones en la prevención de zoonosis, los fagos también se han ensayado para evitar una de las enfermedades respiratorias más comunes en pollos que es producida por E. coli. En estos casos la inyección intramuscular de fagos en los pollos reducía significativamente la mortalidad de los mismos (Huff et al., 2003).

Conclusiones
Los fagos son los organismos más abundantes del planeta y se encuentran en una gran variedad de ecosistemas. El desarrollo actual de la biología molecular permite explotar sus propiedades antimicrobianas en distintos ámbitos, uno de los cuales puede ser el veterinario. De hecho, los resultados obtenidos hasta el momento demuestran que los tratamientos contribuyen a disminuir la carga microbiana y a frenar procesos infectivos, incluso los causados por bacterias resistentes a antibióticos. La terapia fágica abre, por tanto, nuevas perspectivas prometedoras dirigidas a mejorar la sanidad animal. Actualmente hay productos comerciales basados en fagos para su aplicación en Medicina, agricultura, seguridad alimentaria y sanidad animal.

Bibliografía disponible en www.albeitar.grupoasis.com/bibliografias/terapiafagica131.doc
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    Últimos comentarios de los lectores (2)

    1427 | Moderadora del foro - 19/11/2012 @ 08:29:54 (GMT+1)
    Hola Leticia:
    Puedes registrarte en nuestra página web (en la parte superior derecha) y recibirás semanalmente nuestra newsletter). No obstante, te dejo aquí el enlace directo para que te registres: http://albeitar.portalveterinaria.com/formulario_suscripcion/index.asp?operacion=nuevo_registro
    Un saludo.
    1424 | MONICA LETICIA GONZALEZ MUÑIZ - 17/11/2012 @ 22:08:57 (GMT+1)
    Hola! n_n esta pagina me encanto
    ¿Como le puedo hacer para que me lleguen estos articulos a mi cuenta de correo? Si no es mucha la molestia quiero saberlo. Soy estudiante de MVZ.

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