En ganadería, el uso excesivo o inadecuado de estos antimicrobianos repercute directamente en una mayor mortalidad de la cabaña ganadera al generar un aumento de las resistencias bacterianas en las granjas, acarreando importantes mermas productivas, sanitarias y económicas para el sector y el correspondiente impacto en la salud humana por transmisión horizontal.
Reducir o eliminar la administración de estos medicamentos es precisamente el objetivo del Grupo Operativo MICOALGA-FEED, un proyecto colaborativo que busca reducir el uso de estos medicamentos en avicultura a través de una alimentación basada en el uso de hongos y microalgas.
Para lograr esta reducción del uso de antibióticos, el proyecto está desarrollando nuevos piensos funcionales formulados a partir de moléculas activas extraídas de los hongos y las microalgas. Dichas moléculas, seleccionadas por su actividad antibiótica, antiinflamatoria e inmunomoduladora contribuirán, mediante su consumo diario en pienso, a la prevención de patologías de tipo respiratorio o gastrointestinal propias de las aves, como las causadas por bacterias del género Salmonella, E. coli o Campylobacter.
Esta iniciativa está liderada por FEUGA, y cuenta con la participación de Hifas Veterinary, Neoalgae y Grupo Uvesa. Con la fecha de finalización en marzo de este año, ya se han obtenido en el marco del proyecto numerosas conclusiones de relevancia, y que a continuación se exponen.
Producción de ingredientes
En primer lugar, se llevó a cabo un exhaustivo proceso de revisión bibliográfica, tanto externa como propia, para comprobar la eficacia teórica de los productos a base de hongos y microalgas aplicados en animales avícolas. Con ello, se han determinado las especies de hongos y microalgas más adecuadas, así como su formato y dosificación.
Una vez seleccionadas aquellas especies que, por bibliografía, demostraron tener un mayor potencial antimicrobiano, inmunomodulador y/o antiinflamatorio, se comenzó con la producción a escala piloto de los hongos y las microalgas, con el fin de generar la cantidad suficiente de estos ingredientes como para dar comienzo a los ensayos in vitro.
Imagen 1. Obtención de compuestos activos de los hongos.
El proceso de escalado comenzó una vez se obtuvieron los primeros resultados de los ensayos in vitro. Estos arrojaron que la microalga con mayor potencial era la Chlorella vulgaris (Cv) y dos muestras de hongos, elaboradas a partir de los núcleos de “seta de ostra” (P. ostreatus), “reishi” (G. lucidum) y “shiitake” (L. edodes). Por tanto, se escaló la producción de estas especies, aumentando la eficiencia en un proceso de mejora continua, teniendo en cuenta una correcta preservación, mantenimiento y trazabilidad de los productos.
Imagen 2. Fotobiorreactor para la producción de Chlorella.
Evaluación in vitro de ingredientes y combinaciones
Los primeros ensayos in vitro de los ingredientes y sus combinaciones, se realizaron con un total de 5 muestras de 90g de microalgas y 5 muestras de 100g de hongos.
Efecto antimicrobiano
En primer lugar, se llevó a cabo una selección de las cepas de interés para que actúen de diana en los diferentes ensayos. Teniendo en cuenta las que presentan mayor relevancia, se seleccionaron los patógenos E. coli, Campylobacter y Salmonella.
Para determinar la capacidad antimicrobiana de los mismos, se realizaron pruebas in vitro empleando medios de cultivo para diagnosticar el grado de inhibición que los extractos ejercen sobre los microorganismos diana.
Efecto inmunomodulador
Los macrófagos son las células del sistema inmunitario que orquestan la respuesta innata y adaptativa ante una perturbación. Para los ensayos, se seleccionó la línea celular de macrófagos aviares HD11, siendo las citoquinas de interés: IL-1β, IL-6 e IL-10.
Por otro lado, es fundamental evaluar el efecto dual de los hongos y microalgas, ya que los macrófagos, células de defensa, pueden encontrarse “activas” o “inactivas”, según el animal esté sano o no.
Cuando los macrófagos están inactivos se evalúa el efecto inmunoestimulante mientras que, cuando están activos, se estudia el efecto antiinflamatorio.
Sin embargo, antes de evaluar el efecto funcional de los productos, es imprescindible conocer su biocompatibilidad con la línea celular HD11. Los ensayos realizados arrojaron que la concentración máxima biocompatible para hongos y microalgas es de 250 ug/mL.
Efecto antiinflamatorio
Al contrario que en el caso anterior, en esta ocasión las células HD11 (macrófagos aviares) se exponen a un activador que incrementa la expresión de citoquinas proinflamatorias en estas células y simula un contexto inflamatorio. A continuación, se incorporan las muestras de hongos y microalgas para evaluar la disminución de estas citoquinas, que implica la reducción de la inflamación y por tanto un efecto antiinflamatorio de las muestras.
En las siguientes tablas se agrupan, a modo de resumen, los resultados obtenidos en cuanto a la capacidad antimicrobiana, inmunomoduladora y antiinflamatoria de hongos y microalgas. Como se observa, todas las muestras de hongos han demostrado un efecto inmunoestimulante en las células de defensa inactivas. Además, las muestras M1 y M4 muestran un efecto antiinflamatorio cuando las células de defensa están activadas. Por tanto, M1 y M4 son las muestras de mayor interés por su doble capacidad.
Por su parte, las muestras de microalgas poseen un efecto inmunoestimulante en las células de defensa inactivas. Cuando estas últimas están activadas, únicamente la muestra Cv (a una concentración de 50 ug/mL), ha demostrado un efecto antiinflamatorio.
Por otro lado, no se detectó actividad antimicrobiana en ninguno de los ingredientes evaluados.
Tabla 1. Resumen del efecto inmunomodulador y antiinflamatorio, respectivamente, de las muestras de hongos.
Tabla 2. Resumen del efecto inmunomodulador y antiinflamatorio, respectivamente, de las muestras de microalgas.
En base a estos resultados, se optó por comprobar la capacidad inmunomoduladora y antiinflamatoria de la combinación del hongo M1 y la microalga Cv, y de la combinación del hongo M4 con Cv. Los resultados más satisfactorios fueron para la primera combinación (M1 + Cv). Asimismo, estos estudios in vitro mostraron que se debe incluir 5 veces más ingrediente de hongo M1 que de microalga Cv para tener una combinación efectiva.
Evaluación in vitro de piensos
En base a estos resultados, se desarrollaron piensos a los que se incorporó la muestra Cv de microalgas, la M1 de hongos y una combinación de ambas, además del pienso control. Estos 4 piensos se duplicaron para incorporar dos correctores salinos diferentes. Es decir, un total de 8 piensos MICOALGA-FEED, como se recoge a continuación:
Tabla 3. Piensos MICOALGA-FEED desarrollados
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T-1 |
Control con corrector salino 1 (CS1) |
T-5 |
Control con corrector salino 2 (CS2) |
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T-2 |
CS1 + hongos (M1) |
T-6 |
CS2 + hongos (M1) |
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T-3 |
CS1 + microalgas (Cv) |
T-7 |
CS2 + microalgas (Cv) |
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T-4 |
CS1 + hongos (M1) + microalgas (Cv) |
T-8 |
CS2 + hongos (M1) + microalgas (Cv) |
Siguiendo el mismo protocolo que en los ingredientes, se hizo un análisis de la capacidad antimicrobiana, inmunomoduladora y antiinflamatoria de estos 8 piensos. La tabla de la izquierda hace referencia a los resultados de los piensos que incluían el corrector salino 1, y la de la derecha el corrector salino 2.
Tabla 4. Efecto inmunomodulador (arriba) y antiinflamatorio (abajo) de los piensos con corrector salino 1 (izquierda) y corrector salino 2 (derecha).
En cuanto a la capacidad antimicrobiana, ningún pienso proporcionó resultados positivos.
Evaluación in vitro de digeridos
Tan importante es la capacidad de los piensos como de los digeridos obtenidos tras su paso por el sistema gastrointestinal aviar, pues serán estos últimos los que sean asimilados por el animal en el intestino. Los digeridos de los piensos se obtuvieron con un simulador de la digestión gastrointestinal aviar que incluye el buche, el estómago y el intestino delgado, reproduciendo las condiciones de temperatura, tiempo y pH de cada sección del aparato digestivo.
Ninguno de los digeridos demostró capacidad antimicrobiana. En cuanto a la capacidad inmunomoduladora y antiinflamatoria, los resultados obtenidos se muestran en la siguiente tabla.
Tabla 5. Efecto inmunomodulador (arriba) y antiinflamatorio (abajo) de los digeridos con corrector salino 1 (izquierda) y corrector salino 2 (derecha).
Conclusiones de los ensayos in vitro
Capacidad antimicrobiana. Los resultados en las condiciones ensayadas no han sido satisfactorios en el caso de los ingredientes y sus combinaciones. Tampoco ha sido posible encontrar actividad antimicrobiana en los piensos formulados ni sus digeridos.
Efecto inmunomodulador. El que mejores resultados ha demostrado es el que incorpora la combinación de hongos (M1) y microalgas (Cv), ya que muestra un efecto inmunoestimulante tanto en los piensos como en los digeridos, independientemente del corrector salino.
Efecto antiinflamatorio. Ninguno de los piensos formulados ha mostrado un resultado negativo frente a la actividad inmunomoduladora o antiinflamatoria tanto de los piensos como de sus digeridos.
En la última etapa del proyecto, actualmente en ejecución, se están llevando a cabo los ensayos in vivo en una granja experimental, mediante los que se observará la evolución de diferentes parámetros de producción y bienestar animal, así como marcadores serológicos en diversos grupos de pollos de engorde alimentados con piensos convencionales y con los piensos MICOALGA-FEED.
MICOALGA-FEED es un proyecto de innovación cofinanciado en un 80% por el Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural (FEADER) de la Unión Europea y en un 20% por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, en el marco del Programa Nacional de Desarrollo Rural 2014-2020. La Dirección General de Desarrollo Rural, Innovación y Formación Agroalimentaria (DGDRIFA) es la autoridad encargada de la aplicación de dichas ayudas. Presupuesto total del proyecto: 523.259,66€, Subvención total: 505.519,66€.
GO MICOALGA-FEED es la entidad responsable del presente contenido.
