Para leer más contenidos de Trimestre 2 LATAM 2021
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Estudio de bacterias con potencial probiótico
En los últimos años, se ha incrementado la demanda de proteína de origen animal, siendo la carne de aves y sus subproductos derivados de ella, una fuente de recursos que debe ser protegida con introducción de nuevas tecnologías que vayan a la par del crecimiento de su demanda.
La FAO plantea para los próximos años un incremento potencial de la demanda de la carne aviar, ya que ella representa alta rentabilidad en la producción a nivel mundial, e incluso varias economías de países subdesarrollados dependen de sus exportaciones para generar ingresos genuinos en esos países.
| Las campañas sobre el efecto del cambio climático en las explotaciones de ese tipo y la lucha constante contra el hambre que presiona a países marcados por la falta de agua y alimento, han impulsado a diferentes organizaciones como la FAO, OIE y OMS en mediar y unir fuerzas para responder a todas las necesidades que presentan los diferentes agentes involucrados en la cadena alimenticia. |
En Argentina, varios científicos se han abocado a dar respuestas a la búsqueda de mejoras en la producción y sanidad de la explotación avícola. Desde nuestro lugar, en San Miguel de Tucumán, docentes-investigadores del Instituto de Microbiología –Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia de la Universidad Nacional de Tucumán (FBQF-UNT) y del Centro de Referencia para Lactobacilos (CERELA) del Consejo Nacional De Investigaciones Científicas (CONICET) hemos estado abocados al estudio de la microbiota intestinal, seleccionando y estudiando el beneficio de una gran variedad de bacterias aisladas de aves de corral para su potencial aplicación como probióticos.
Los microorganismos estudiados por nuestro grupo comprenden a los géneros Lactobacillus y Enterococcus, además de las actinobacterias, representadas por los géneros Acidipropionibacterium y Bifidobacterium.
Dentro de estos géneros, existen bacterias capaces de aportar propiedades funcionales únicas, lo que impulsa al uso de combinaciones de microorganismos en reemplazo del uso más conservador de cultivos individuales.
En este artículo se resumen evidencias científicas del potencial que tienen las bacterias autóctonas del intestino aviar, y abre las puertas a la interacción con la industria que busca nuevos suplementos microbianos diferenciados, con mayor eficacia que los disponibles actualmente en el mercado internacional.
Beneficios de la combinación de microorganismos
Recientemente, demostramos que cepas de Lactobacillus, Enterococcus y dos actinobacterias, combinadas en una mezcla inocua y segura, tienen la propiedad de eliminar agentes antinutricionales que están presentes de manera natural en los alimentos, como lo son las lectinas de soja (SBA) y trigo (WGA).
Estas hemaglutininas tienen efecto citotóxico demostrado tanto en células epiteliales libres como en fragmentos de epitelio intestinal. Su presencia, aún en pequeñas cantidades en la dieta, afecta la actividad de varias enzimas intestinales, y causa alteraciones en algunos parámetros morfológicos y en la integridad de la mucosa intestinal del ave.
Sin embargo, en los pollos que recibieron el mix probiótico capaz de remover y eliminar las lectinas con parte de la digesta, demostramos que la mucosa intestinal de los animales se mantiene funcional, con actividad normal de las enzimas en mucosa y una morfometría intestinal compatible con un estado saludable, facilitando la nutrición del animal.
Las actinobacterias como Acidipropionibacterium acidipropionici LET 107 son buenas productoras a nivel cecal de ácidos acético y propiónico, habitualmente agrupados como ácidos grasos de cadena corta (AGCC).
En estudios in vitro e in vivo, pudimos demostrar que la presencia de estas bacterias y sus metabolitos estimulan la producción y secreción de mucus por la mucosa intestinal, un efecto fisiológico muy importante porque lleva a fortalecer la barrera intestinal frente a patógenos como Salmonella.
En el complejo ecosistema intestinal, los géneros microbianos presentes mantienen relaciones de cooperación basadas en el consumo de metabolitos producidos por algunos de ellos y la liberación de nuevos productos metabólicos por otros miembros.
Es así como, el ácido láctico producido por lactobacilos y enterococos, puede ser utilizado por varios géneros diferentes, como Acidipropionibacterium, Eubacterium y Clostridium, produciendo ácidos acético, propiónico y butírico, que constituyen el pool de AGCC del intestino humano y de animales.
El ácido butírico es reconocido por su alto valor nutricional para la mucosa intestinal; además, es capaz de regular el estrés oxidativo y modular al sistema inmunológico.
Control de Salmonella
Diferentes serovares de Salmonella, que pueden estar presentes como microbiota comensal en aves de corral, fueron confrontadas con cepas de Acidipropionibacterium en ensayos in vitro y posteriormente en ensayos en animales.
| El control de Salmonella en este nicho ecológico es alta de relevancia, puesto que puede estar presente en aves sin desarrollar enfermedad, pero transmitirse al hombre a través de la cadena alimenticia, lo que representa un problema para la seguridad pública. |
Nuevos aislamientos
Algunas cepas de origen lácteo y/o de intestino de humano pertenecientes al género Bifidobacterium, han sido estudiadas para su uso en aves de corral y otros animales, siendo muy variable su respuesta a la producción.
Durante el estudio de las cepas, se seleccionó algunas de ellas como potenciales probióticos gracias a sus propiedades funcionales como:
La persistencia y proliferación en el ambiente intestinal
La capacidad para captar lectinas citotóxicas e inhibir y coagregar patógenos
La posibilidad de estimular la mucosa intestinal
Algo muy particular observado, es que varias de ellas demostraron la capacidad de metabolizar los α-galactosidos que se encuentran presentes en la harina de soja, utilizada normalmente como ingrediente en el alimento de las aves.
La escasa digestibilidad de estos α-galactosidos conduce normalmente a una mala absorción de nutrientes y menor aumento de peso en aves.
Algo no menos importante es la presencia de actividad fitasa en una de las cepas aisladas, Bifidobacterium thermophilum LET 411. Esta enzima es generalmente utilizada como suplemento dietario en la explotación avícola para mejorar la nutrición, ya que incrementa la biodisponibilidad de fósforo y evita indirectamente la formación de quelatos con el ácido fítico y otros micronutrientes presentes en el alimento, logrando así mejorar el rendimiento del mismo.
El Surfaceoma
Otro tópico de actualidad que hemos comenzado a estudiar recientemente, es la superficie de estas bacterias, que algunos científicos denominan el “Surfaceoma”. Este sistema, revela estructuras que juegan un rol clave en las propiedades probióticas de muchas bacterias.
Así, identificamos ciertas proteínas en la pared celular de cepas de origen aviar con potencial probiótico, como L. salivarius LET 201, que son fundamentales para:
Permitir la adhesión a la mucosa intestinal
Favorecer la persistencia de la bacteria en el ambiente intestinal
Incrementar su acción probiótica
Involucradas en la adhesión, y a su vez en vías metabólicas esenciales, podemos citar como ejemplos a:
Estas proteínas con capacidad de unión a mucinas y afinidad a diferentes matrices extracelulares relacionados con el huésped, no son las únicas estructuras que participan:
Esto implica que la conservación de estas estructuras es importante durante los procesos de producción de la biomasa y el escalamiento, o bien al momento de definir los tipos de tecnologías de conservación a aplicar, para preservar la o las propiedades por las cuales se caracterizó a la cepa como probiótico.
Estos aspectos de la elaboración de productos conteniendo probióticos para animales se encuentra aún en etapa de investigación, y no existen todavía tecnologías estandarizadas o que puedan ser recomendadas globalmente, debido a la variedad de cultivos probióticos diferentes que existen y a que las propiedades probióticas pueden estar asociadas a características estructurales o metabólicas diferentes en cada cultivo.
Entre las tecnologías en desarrollo en nuestro grupo se encuentran:
Probióticos de tercera generación: implican la formulación de microcápsulas
Probióticos de cuarta generación: utilizan la tecnología de doble recubrimiento
Éstos se formulan con agentes biodisponibles derivados de leguminosas en interacción con exopolisacáridos bacterianos, para generar una protección a las cepas probióticas y maximizar su vida de estante o “Shelf-life”.
| Estudios preliminares de la microencapsulación de L. salivarius LET201 llevó a una mayor viabilidad de esta cepa luego de la digestión gástrica, en comparación con el microorganismo libre, lo que muestra la importancia de proteger a los probióticos de todo tipo de estrés, desde su producción, durante la conservación y finalmente en el paso por el tracto digestivo del animal. |
Todo esto nos lleva a plantear las posibles matrices para el diseño de vehículos de probióticos para aves de corral, que preserven el surfaceoma que, en parte, es responsable de su interés funcional.
| Los resultados de estos últimos años y los ensayos preliminares comentados en este artículo por el grupo de trabajo, son de vital interés para los diferentes productos comerciales que puedan surgir de la demanda e interacción con el sector empresarial.
Desde aquí, la ciencia abre sus puertas a generar aportes al desarrollo de tecnologías que permitan impulsar el crecimiento de la industria avícola, garantizando una producción segura. |
