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Testando secuestrantes de micotoxinas de in vitro a in vivo

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Testando y comparando secuestrantes de micotoxinas in vitro a in vivo

¿Qué son los secuestrantes de micotoxinas?

La estrategia más habitual para mitigar la exposición de los animales a las micotoxinas es reducir la biodisponibilidad de estas toxinas incorporando varios agentes detoxificadores en el pienso con el objetivo de disminuir su absorción y distribución por el torrente sanguíneo a los órganos vulnerables.

En función de su mecanismo de acción, estos aditivos para alimentación animal pueden:

→ Alterar la biodisponibilidad de las micotoxinas (en ese caso reciben el nombre de agentes adsorbentes o secuestrantes de micotoxinas)

Los agentes adsorbentes de micotoxinas son compuestos de gran peso molecular que el animal no digiere y que se excretan en las heces. Estos adsorbentes deben poder unirse a las micotoxinas presentes en el pienso contaminado sin disociarse de ellas durante su recorrido por el tracto gastrointestinal del animal, de forma que el complejo micotoxina-agente adsorbente pueda eliminarse a través de las heces minimizando así la exposición de los animales a las micotoxinas (EFSA, 2009). Los agentes adsorbentes pueden ser compuestos minerales (Silicatos (HSCAS):

⇒ Orgánicos (paredes celulares de levadura, polisacáridos…)

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Transformarlas en metabolitos menos tóxicos (son los llamados agentes biotransformadores)

Los agentes biotransformadores son enzimas o microorganismos que pueden degradar o detoxificar algunas micotoxinas transformándolas en metabolitos no tóxicos.

 

Figura 1. Modo de acción de los agentes detoxificadores de micotoxinas

Métodos para testar la actividad/eficacia de los agentes detoxificadores

Dada la gran variedad de posibles agentes adsorbentes, los métodos para testarlos son fundamentales para poder evaluar la eficacia de cada uno de ellos y seleccionar los candidatos más apropiados.

→ Pruebas in vitro

Las pruebas in vitro son una primera herramienta para identificar posibles agentes detoxificadores de micotoxinas.

Esta eficacia in vitro puede analizarse tanto en:

⇒ Método de concentración única

El método de concentración única es el más simple de realizar, el que menos toxina desaprovecha y el más ampliamente usado de los métodos in vitro.

↳ Mide la adsorción de preparaciones de toxinas purificadas en medios acuosos, en los que una cantidad conocida de micotoxina reacciona con una cantidad conocida de producto a testar.

Los resultados normalmente se expresan como “%ads”, la fracción de toxina ligada al agente adsorbente (Figura 2).

Fig

Figura 2. Principio del método de concentración única

Isotermas de adsorción

Las isotermas de adsorción se han usado eficazmente para evaluar la conducta de los agentes detoxificadores (Grant y Phillips, 1998; Ramos y Hernández, 1996).

↳ La cantidad de micotoxina adsorbida por unidad de peso se compara con la concentración de micotoxina en solución a una temperatura constante y bajo condiciones estables.

Este sistema considera que la adsorción de micotoxinas es un proceso reversible que puede caracterizarse como un equilibrio químico.

Los resultados de los estudios con isotermas se suelen interpretar ajustándose a una curva, usando uno o varios modelos como el de Freundlich, Langmuir, etc., (Figura 3).

Testando secuestrantes de micotoxinas
Figura 3. Ejemplo de curva isoterma

Modelos gastrointestinales experimentales

Los modelos gastrointestinales estáticos difieren mucho de las condiciones in vivo al contrario que el modelo gastrointestinal in vitro dinámico, multi-compartimental y controlado por ordenador (TIM) reportado por Avantaggiato et al. (2003; 2004 y 2007) (ver Figura 4).

↳ El sistema TIM, que comprende cuatro compartimentos conectados por válvulas peristálticas, simula la cinética de los procesos digestivos en el estómago, duodeno, yeyuno e íleo respectivamente.

Los parámetros incluyen:

Unas membranas de fibra hueca semipermeables se conectan a los compartimentos del yeyuno y del íleo para dializar continuamente los compuestos digeridos y liberados (la fracción biodisponible) y la absorción de agua.

Tal y como afirmaban Avantaggiato et al., 2007, “Como las micotoxinas se absorben principalmente por difusión pasiva, el sistema de diálisis es una manera adecuada para estudiar la biodisponibilidad de las micotoxinas y la eficacia de los agentes detoxificadores”

Testando secuestrantes de micotoxinas Figura 4. Modelo dinámico gastrointestinal (TIM, TNO)

⇒  Método recomendado para testar agentes detoxificadores de micotoxinas

El método in vitro estático más ampliamente usado es el método de concentración única.

Este método no está estandarizado y eso hace que los resultados varíen mucho dependiendo de las condiciones en las que se realice el test, como ya demostraron Vekiru et al. (2015 & 2007) cuando se usan diferentes pH o soluciones tampón (Figuras 5 y 6).

Figura 5. Adsorción de aflatoxinas dependiendo del pH y de la solución tampón.

Testando secuestrantes de micotoxinas

→ Los modelos estáticos también pueden conducir a una sobreestimación de la capacidad de detoxificación (Versantvoort et al., 2005).

→ Los adsorbentes (Vekiru et al. 2007) y los agentes biotransformadores (Hahn et al., 2015) son generalmente menos eficientes cuando se simulan condiciones específicamente gastrointestinales con un modelo dinámico

→ El impacto de este tipo de métodos fue bien ilustrado en los trabajos de Avantagiatto et al. (2005) cuando probaron la eficacia del carbón activado.

Testando secuestrantes de micotoxinas

Figura 6. Porcentaje de AFB1, adsorbida por dos esmectitas distintas (R1 y R2) en diferentes soluciones: tampón acetato, jugo gástrico artificial o jugo gástrico real. Adaptado de Vekiru et al., 2007.

Con el método de concentración única, el carbón activado pudo adsorber hasta el 95% de DON mientras que sólo el 45% de DON se adsorbió en el modelo dinámico TIM.

A diferencia de los métodos in vitro estáticos, los estudios con el sistema TIM sobre la biodisponibilidad de las micotoxinas, simulando las condiciones gastrointestinales, tienen una capacidad altamente predictiva: los resultados concuerdan con las pruebas in vivo (Avantaggiato et al., 2004 y 2007; Blanquet et al., 2004).

→ Pruebas in vivo

Las pruebas in vivo son las únicas en las que podemos evaluar la eficacia real de los agentes detoxificadores de micotoxinas.

↳ Permite evaluar la eficacia en condiciones reales, aunque no permite una medida directa del % de adsorción o de micotoxina controlada, su eficacia se basa en parámetros productivos y de salud.

Su implementación puede ser cara y costosa en trabajo y tiempo, pero es sin duda la manera más real de evaluar la eficacia de un agente detoxificador.

Los estudios realizados en institutos y centros de investigación oficiales e independientes garantizan la fiabilidad y repetibilidad de los resultados.

Ventajas e inconvenientes de los diferentes métodos para testar agentes detoxificadores

Para poder hacer la mejor evaluación de los agentes detoxificadores, se recomienda utilizar un modelo dinámico gastrointestinal como el sistema TIM (Figura 7), aunque las pruebas in vivo siguen siendo los métodos más fiables.

 

Figura 7. Ventajas e inconvenientes de los diferentes métodos para testar agentes detoxificadores

Testando secuestrantes de micotoxinas

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