Mantener la estructura y la función óptimas del tracto gastrointestinal (TGI) es necesario para conseguir una producción porcina sostenible y económica rentable.
El TIG es el responsable de regular la homeostasis fisiológica que proporciona al cerdo la capacidad de afrontar desafíos infecciosos (por ejemplo, patógenos entéricos) y no infecciosos (por ejemplo, factores estresantes de la producción).
¿Qué significa el término ‘salud intestinal’?
La ‘salud intestinal’ es un término comúnmente utilizado que atrae mucha la atención, aunque falta realmente una definición clara de la expresión pero, en términos generales, según Pluske et al. 2018:
La ‘salud intestinal’ abarca una serie de características fisiológicas y funcionales que incluyen:
➢ la digestión y absorción de nutrientes
➢ metabolismo y generación de energía
➢ una microbiota / microbioma estable y apropiado
➢ mecanismos de defensa que incluyen la función de barrera y los mecanismos inmunes de la mucosa
➢ y las interacciones entre estos componentes
Debidos a los cambios profundos en la estructura y función de TIG asociados a la transición posterior al destete, la «salud intestinal» en los lechones es obviamente de gran interés para la producción porcina
Un deterioro en la salud intestinal del cerdo, en presencia de enfermedades entéricas después del destete, puede ser sinónimo de la afectación de la salud general del animal, y aunque se pueden establecer algunas relaciones directas entre el rendimiento y la eficiencia del cerdo y un TGI «saludable» a veces esta conexión es más sutil y menos obvia, especialmente en ausencia de enfermedades entéricas manifiestas (Pluske et al., 2018).
Debemos anotar que, como sinónimo, microbioma describe los genomas colectivos de los microorganismos que residen en el TGI o los propios microorganismos.
Si bien el término microbioma se refiere técnicamente a la población de bacterias, levaduras, hongos, virus y protozoos dentro de un ecosistema, el término a menudo se usa ampliamente para referirse solo a la composición bacteriana.
Sin embargo, la terminología apropiada cuando se explora la población bacteriana es microbioma o microbiota bacteriana.
El barrido del microbioma bacteriano en cerdos y sus complejas interacciones con el huésped y el entorno externo (por ejemplo, a través de la dieta o a través del medio ambiente) es un fenómeno relativamente nuevo, e impulsado en gran medida por la creciente disponibilidad y menor costo de las nuevas tecnologías de secuenciación genómica.
➢ Un número cada vez mayor de estudios sugieren que existe un microbioma bacteriano porcino «central», que podría utilizarse como referencia para una población de TGI «sano».
La investigación sobre la microbiota del TGI del cerdo ha adquirido una perspectiva nueva y más urgente por las ya mencionadas prohibiciones / reducciones en el uso de algunos compuestos antimicrobianos para la producción porcina, en la que se hace necesario mantener una microbiota del TGI sano ante campos de interés clave con diversos factores estresantes y enfermedades infecciosas. (Brüssow, 2017).
Sin embargo, algunos compuestos antimicrobianos todavía se permite su uso en algunos países en todo el mundo, por lo que se ha creado una área paralela de interés (y preocupación) frente a la capacidad de numerosos miembros de la comunidad de microbiota del TGI para ser resistentes a algunos tipos de compuestos antimicrobianos, y especialmente a los antibióticos denominados – CIAs, critically important antibiotics -utilizados también en medicina humana.
[registrados]
Qué es y qué comporta la Resistencia antimicrobiana (AMR)
La resistencia a los antimicrobianos (AMR, por sus siglas en inglés) ha sido descrita como una de las mayores amenazas a largo plazo para la salud humana (Viens y Littmann, 2015), y, de hecho, para la salud y la producción animal.
En septiembre de 2016 y, por cuarta vez en su historia, la Asamblea General de las Naciones Unidas se reunió para debatir en torno a un asunto considerado de salud mundial, comprometiéndose a «un enfoque amplio y coordinado para abordar las causas de la AMR en múltiples sectores, especialmente en la salud humana y animal, y la agricultura «(OMS, 2016).
Según cómo describió en 2016, la Comisión Europea, la resistencia a los antimicrobianos es un fenómeno evolutivo que ocurre naturalmente a través del tiempo pero se acelera por:
- el uso inapropiado de medicamentos antimicrobianos en los sectores de salud, animales, alimentos, agricultura y acuicultura
- la falta de acceso a servicios de salud, incluyendo diagnóstico y capacidad de laboratorio
- y la exposición a residuos antimicrobianos en el suelo, los cultivos y el agua
La mayoría de los AMR de importancia médica humana se asocian con el uso de antimicrobianos en la población humana, pero la resistencia en los patógenos zoonóticos transmitidos por los alimentos como Salmonella spp. y Campylobacter spp., y bacterias comensales del ganado tales como Escherichia coli y Enterococcus spp., están bajo un verificación creciente en todo el mundo.
¿ Por qué ocurre este fenómeno ?
Principalmente se debe a la dependencia actual de que muchas de las mismas clases de fármacos se usan en la medicina humana para el tratamiento y en el control de enfermedades bacterianas del ganado, especialmente cerdos, pollos y ganado.
Sin embargo, además está relacionado con:
➢ historicamente el uso histórico de algunas clases de antimicrobianos (utilizados tanto en humanos como en ganado) a niveles subterapéuticos para incentivar el crecimiento (los llamados ‘promotores del crecimiento antibiótico’ o AGP)
➢ y el uso profiláctico (o metaprofiláctico) de antimicrobianos en alimentos o agua para prevenir infecciones en grupos de animales.
Además, el desarrollo de resistencia a múltiples fármacos en patógenos tales como E. coli enterotoxigénica puede provocar el uso no aprobado de antibióticos críticamente importantes (CIAs) como las cefalosporinas de amplio espectro (ESC, por ejemplo, cefalosporinas de tercera generación) (Abraham et al. 2017, 2018).
La mayor parte de las resistencias de los CIAs está codificada en elementos genéticos móviles tales como plásmidos y elementos conjugativos integradores, y esto puede provocar que la transferencia de estos genes ocurra fácilmente entre especies bacterianas y entre humanos y animales.
Además, la AMR críticamente importante puede vincularse con una AMR de menor importancia mediante un proceso conocido como co-selección (Mukerji et al 2017).
Este fenómeno de co-selección es particularmente importante para las industrias ganaderas, donde la transmisión de genes de resistencia a los CIAs puede combinarse con la resistencia a los antimicrobianos de primera línea e incluso a los aditivos alimentarios estándar como el zinc y el cobre cuando se usan a niveles suprafisiológicos.
➢ De esta forma, el uso estándar de aditivos para piensos y terapias de primera línea puede promover la proliferación de bacterias resistentes a la CIA en algunas situaciones (Mukerji et al 2017).
En este contexto, según ya han apuntado varios autores (Wegener, 2003; Marshall and Levy 2011, Mukerji et al 2017) los cerdos constituyen un reservorio potencial de AMR que puede transferirse a bacterias patógenas en humanos a través de:
• la cadena alimentaria
• el contacto directo con cerdos
• y (o) la liberación de estiércol en el medio ambiente.
Como consecuencia a esta situación, se han implementado numerosos programas e intervenciones en todo el mundo para intentar abordar este problema.
Sin embargo, los datos y la información relacionados con la resistencia a los antimicrobianos en los cerdos y su posible contribución a la cuestión más amplia pueden:
- Ser Inconsistentes
- Variar entre los países
- Ser difíciles de predecir
¿Qué sabemos sobre las Resistencias AntiMicrobianas (AMR) en porcino?
Un estudio reciente en Dinamarca (Birkegård et al., 2017) cuantificó la relación entre la exposición de por vida de los antimicrobianos y siete genes de AMR en granjas danesas de porcino.
• Los niveles del gen AMR se cuantificaron mediante qPCR en muestras fecales obtenidas de 681 lotes de cerdos de sacrificio.
• El estudio mostró que el efecto de la exposición a los antimicrobianos en los niveles de los genes de AMR era complejo y único para cada gen individual.
• Varias clases de antimicrobianos tenían correlaciones positivas y negativas con los genes AMR.
En este estudio solo se pudo explicar el 10-42% de la variación en los niveles del gen AMR por factores incluidos en los análisis estadísticos.
Una posible razón de esto podría ser que existen factores de riesgo no antimicrobianos que se sabe que afectan los niveles de AMR, pero que no se incluyen en este estudio debido a que no se puede obtener información de los registros disponibles.
Estos incluyen el transporte, la temperatura de la nave, la gestión de la granjay el consumo de metales. Además, la composición bacteriana del intestino porcino y las estrategias de alimentación también afectan los niveles de los genes AMR porque muchas bacterias intrínsecamente llevan genes AMR.
En conclusión, se descubrió que estas asociaciones eran más complejas de lo que se describió anteriormente y dependían tanto de los genes de AMR específicos como de las clases de antimicrobianos en cuestión. Además, losresultados indican que la exposición a los antimicrobianos no es el único determinante importante de los niveles del gen AMR.
Claramente, y de acuerdo con la literatura y lo que se reconoce en ella, numerosas influencias además de la exposición a los antimicrobianos, contribuyen a la AMR en los cerdos.La comprensión incompleta de las presiones selectivas de resistencia en el ganado, las tasas de transmisión de AMR entre animales y personas, y las prácticas de manejo, que ayudan o dificultan la aparición y la persistencia de resistencias en las granjas, han dificultado la evaluación del riesgo planteado por el uso de antimicrobianos en el ganado y la realización de una predicción certera (Rosengren et al., 2010).
Fig. 1 Asociación entre la exposición a los antimicrobianos y los genes de resistencia a los antimicrobianos. Mapa de asociación que muestra el efecto de las variables de exposición antimicrobiana y otros factores en los niveles de genes de resistencia a los antimicrobianos. La figura es un resumen del efecto de la clase de antimicrobianos y otras variables incluidas en los análisis de regresión final. La línea azul punteada indica una correlación negativa y la línea roja continua indica una correlación positiva. Adaptado de Birkegård, A.C., Halasa, T., Græsbøll, K., Clasen, J., Folkesson, A. and Toft, N. (2017). Association be tween selected antimicrobial resistance genes and antimicrobial exposure in Danish pig farms. Scientific Reports 7: 9683 (2017) doi:10.1038/ s4 1 598-017-10092-9
Investigación sobre cefalosporinas de amplio espectro (ESC)
Parte del trabajo que se lleva a cabo en la Universidad de Murdoch sobre AMR se refiere al uso y la aparición de resistencia a ESC en la producción porcina en Australia.
Actualmente hay una gran incidencia de AMR en los CIAs en bacterias que causan infecciones graves en humanos en todo el mundo, entre las que se incluyen, según la OMS (2017)
• cefalosporinas de amplio espectro (ESC)
• fluoroquinolonas (FQ)
• carbapenémicos
• colistina
Ceftiofur y cefquinome , son cefalosporinas (ESC) de tercera generación que están registradas en todo el mundo para el tratamiento principalmente de infecciones respiratorias en animales de granja, incluidos los cerdos.
»Ya se han podido argumentar que el uso excesivo o el uso indebido de estas ESC ha provocado la aparición de un reservorio de Enterobacteriaceae resistentes a ESC incluyendo E. coli y Salmonella enterica en el ganado de todo el mundo.
Fig. 2 Mapa genómico del plásmido pCTXM1-MU2 transportado por cepas de E. coli resistentes a cefalosporina de amplio espectro (ESC) que pertenecen a múltiples linajes de E. coli en una granja de cerdos australiana después de la eliminación voluntaria de ceftiofur. Las posiciones de las clases de genes se indican por color; A – La vista expandida de la isla genómica que consiste en aadA5 y dfrA17 en una transposasa Tn3. b ; B – Vista ampliada de la región ISEcp1-CTX-M-1 Adaptado de Abraham, S., Kirkwood, R., Laird, T., Saputra, S., Mitchell, T., Singh, M., Linn, B., Abraham, R.J., Pang, S., Gordon, D.M., Trott, D.J. andO’Dea, M. (2018). Dissemination and persistence of extended-spectrum cephalosporinresistance encoding IncI1-blaCTXM-1 plasmid among Escherichia coli in pigs. The ISME Journal (Artículo aceptado para su publicación).
Dado que el primer informe de E. coli resistente a ESC y serovariedades de Salmonella en animales productores de alimentos estuvo relacionado con el uso de ESC en el ganado, ha habido una creciente alarma de salud pública debido a la transferencia directa de bacterias resistentes o al potencial de transferencia de resistencia mediada por plásmidos a humanos (Allen y Poppe 2002).
Un estudio reciente de la Universidad Murdoch (Abraham et al., 2018) investigó la ecología, epidemiología y características del plásmido de E. coli resistente a ESC en cerdos sanos durante un período de cuatro años (2013-2016) después de la retirada de este antibiótico.
Durante este periodo, se observaron altas tasas de transferencia de E. coli resistente a ESC:
Este estudio demuestra que la resistencia ESC puede persistir durante un período prolongado después de la eliminación de la presión de selección directa, lo que resulta en la aparición de resistencia ESC tanto en comensal E. coli como en aislamientos de E. coli enteropatógenos atípicos de importancia potencial para la salud humana y animal.
Conclusiones
La «salud intestinal» es un objetivo de gran importancia para el sector de investigación porcina, y en especial lo es el realizar un exahustivo examen de estrategias y técnicas de alimentación para establecer un microbioma del TGI apropiado para una producción y eficiencia de cerdo óptimas en ausencia de algunos antimicrobianos.
El uso de los antimicrobianos en la producción porcina ha evolucionado desde ser una herramienta para mejorar la eficiencia y las infecciones bacterianas a un instrumento de producción cada vez más comprometido dado el aumento de las resistencias a estos compuestos, y conllevando a su vez ha a prohibiciones / reducciones en su uso.
Sin embargo, algunos antimicrobianos son reconocidos como una intervención necesaria para la atención veterinaria y el bienestar de los cerdos y, por lo tanto, es necesario preservar su uso antimicrobiano apropiado.
Esta situación de cambio en el uso de los compuestos antimicrobianos se ha vuelto aún más crucial desde la aparición de resistencia a CIAs en sistemas ganaderos en todo el mundo, lo que subraya el requisito de vigilancia continua y caracterización genómica de bacterias resistentes a CIAs para mitigar la propagación de AMR en cerdos y su posible impacto en la salud humana.
En este sentido, las investigaciones futuras pueden tener como objetivo el potencial de sobrecrecimiento de bacterias resistentes que afectan a la microbiota estándar.
De manera similar al desarrollo de la disbiosis después de la administración a corto plazo de antibióticos terapéuticos, los microbios resistentes pueden sobrepoblar el TGI frente a ciertos tratamientos profilácticos y que resulta en una disminución de la «salud intestinal» y la producción.
Por lo tanto, los nutricionistas y los fabricantes de alimentos no solo deben conocer las normas y reglamentos vigentes sobre el uso de antimicrobianos y cómo esto determina la formulación y / o suministro del alimento, sino que deben ser partícipes en proyectos y conversaciones con el fin de confirmar la eficacia de las soluciones nutricionales y comprender mejor así los mecanismos y las interrelaciones que permiten diferentes y apropiadas medidas para mejorar la salud animal y el estado inmunológico.
Además, debe existir una mayor comprensión de los factores socioeconómicos por parte de los productores de carne de cerdo quienes toman decisiones sobre estos alimentos nutricionalmente optimizados, así como también de los consejos emitidospor sus expertos de confianza.
[/registrados]