Banco de muestras biológicas – Investigación biotecnológica aplicada al proyecto Testacos

Son muchos los avances experimentados en las últimas décadas en el área de la Biotecnología, ciencia que estudia la aplicación de procesos tecnológicos basados en seres vivos para el desarrollo de productos útiles para el ser humano. Del mismo modo, son muchos los ámbitos en los que esta ciencia ha mejorado procesos, englobando campos tan diversos como la medicina, la agricultura, la ganadería, la pesca o el desarrollo de biocombustibles.

Sin embargo, en muchas ocasiones, la Biotecnología necesita apoyarse en metodologías básicas para alcanzar su propósito.

El proyecto TESTACOS, centrado en la obtención de herramientas adaptadas a animal vivo que permitan disminuir la incidencia de residuos antibióticos en la cadena alimentaria, utiliza la Biotecnología para desarrollar sus propuestas.

  TESTS RÁPIDOS PARA LA DETECCIÓN DE ANTIBIÓTICOS EN ANIMAL VIVO  

Una de las herramientas que se propone para controlar la llegada de antibióticos a la carne implica el desarrollo de un test rápido basado en el crecimiento de un esporo, Geobacillus stearothermophilus que permita su detección en una matriz de fácil obtención a partir de animales vivos.

La elección de la matriz ideal no está supeditada a esta única necesidad, sino que debe cumplir un requisito imprescindible: la concentración de antimicrobianos en la matriz procedente del animal vivo debe ser representativa de la concentración existente en el producto final, la carne.

Para llevar a cabo esta valoración, el proyecto TESTACOS requirió de [registrados]la construcción de un banco de muestras biológicas diferentes, naturalmente contaminadas por antimicrobianos.

  INTERÉS DE LA DETECCIÓN ANTE MORTEM DE RESIDUOS ANTIMICROBIANOS  

En la actualidad, la calidad de la carne que consumimos es óptima gracias a las buenas prácticas de los productores y a los exhaustivos controles llevados a cabo por las autoridades sanitarias.

Así lo demuestran los últimos datos publicados por la EFSA (European Food Safety Agency, 2020) correspondientes al año 2018, cuando sólo se detectaron un 0,17% de muestras contaminadas con residuos antibióticos por encima del LMR (Límite Máximo de Residuos, Reg. 37/2010).

A pesar de la baja incidencia, este informe no refleja la proporción de muestras que contienen residuos por debajo de estos límites.

La ingesta de carne contaminada (aunque mínimamente) puede tener consecuencias directas en el consumidor, tales como alergias y disbiosis intestinales.

La entrada y diseminación de estos compuestos en la cadena alimentaria puede dar lugar a un incremento en la generación de antibiorresistencias.

Además del impacto para la salud, no sólo humana sino global (enfoque “One Health”), debe considerarse el impacto económico que supone para los productores la detección de canales contaminadas, ya que tienen que hacer frente a los requerimientos legales además de perder el capital invertido para criar un animal que no es apto para el consumo, por no hablar del impacto medioambiental devenido de las emisiones de su cría y de su destrucción.

Ante esta situación, la implementación de tests de detección de antimicrobianos de forma previa al sacrificio del animal podría ser la solución a esta problemática.

En caso de encontrar un animal positivo, la forma de proceder sería tan sencilla como prolongar el tiempo de espera y realizar un nuevo test para comprobar la efectividad de esta medida.

  FUNCIONAMIENTO DEL TEST RÁPIDO PARA LA DETECCIÓN DE ANTIBIÓTICOS EN ANIMAL VIVO 

El proyecto TESTACOS engloba varios socios, uno de ellos Zeulab, S.L., empresa que lleva trabajando en el ámbito del desarrollo de test de detección varias décadas.

Entre ellos, tiene experiencia en los test de detección de residuos antimicrobianos en carne (Explorer^®, Imagen 1), tecnología que decidió utilizarse en el desarrollo de la nueva herramienta.

Este test está basado en el crecimiento de G. stearothermophilus de forma que, cuando se enfrenta a una muestra que contiene sustancias inhibitorias del crecimiento microbiano como los antibióticos, se produce una inhibición total o parcial de su crecimiento.

La tasa de crecimiento de la bacteria se traduce en cambios de color en el medio que son registrados por un lector objetivo (e-Reader^®, Imagen 1) que da un resultado binario (positivo/negativo) en el plazo de tres horas, aproximadamente.

El microorganismo es sensible a más de 50 moléculas antimicrobianas, por lo que este test de screening necesita de un análisis posterior para la identificación y cuantificación del compuesto inhibitorio.

  DESARROLLO DEL BANCO DE MUESTRAS

A pesar de que la tecnología en la que se basa el test está perfectamente caracterizada para carne, la adaptación del test a animal vivo requiere la elección de la matriz más adecuada.

Con este objetivo, se construyó en la Facultad de Veterinaria de la Universidad de Zaragoza un banco de muestras procedentes de cerdos no tratados y tratados con:

Oxitetraciclina (una tetraciclina)

Sulfametoxipiridazina (una sulfamida)

Enrofloxacina (una quinolona)

Amoxicilina (una penicilina)

Estos antibióticos se eligieron de entre todos los disponibles por su incidencia en aparición en muestras de carne comercializada (EFSA, 2020), porque pertenecen a familias de relevancia en medicina veterinaria (Cimavet, 2020) y por sus diferencias en farmacocinética (Adams, 2001).

Una vez finalizado el tratamiento y a intervalos predeterminados a lo largo del periodo de supresión indicado por el fabricante de los medicamentos, los animales se fueron sacrificando siguiendo las guías establecidas por el Reglamento (CE) nº 1099/2009 del Consejo, relativo a la protección de los animales en el momento de la matanza. Tras el sacrificio, se conservó músculo (en porciones de 50 g, Imagen 2), sangre (suero sanguíneo en fracciones de 10 mL, Imagen 3), orina (frascos de 10 mL, Imagen 3), heces y saliva (hisopos conservados en una solución de glicerol), además de recoger muestras (a excepción de músculo) de animales vivos sujetos al mismo tratamiento y periodo de supresión. Estas muestras se mantienen congeladas a -20ºC y están caracterizadas por análisis cromatográficos (HPLC-FLD y LC-MS/MS) por el Laboratorio de Salud Pública del Gobierno Vasco. Las concentraciones descritas en músculo oscilan entre más de 40 veces el LMR y valores inferiores al límite de detección de la técnica (10 μg/kg).

  ESTUDIO DE LA CORRELACIÓN ENTRE EL CONTENIDO DE ANTIMICROBIANOS EN MÚSCULO Y MATRICES DE FÁCIL OBTENCIÓN DE ANIMAL VIVO   

pesar del interés inicial de todas las matrices obtenidas, el análisis cromatográfico de las heces resultó inviable debido a la complejidad de la matriz. Del mismo modo, la saliva se descartó por razones metodológicas relacionadas con la obtención de la muestra.

La Figura 1 ilustra las concentraciones detectadas en las otras tres matrices (músculo, sangre y orina) a lo largo del periodo de supresión, evidenciando:

Una eliminación importante de antibióticos por orina

Una mejor correlación entre las concentraciones descritas en sangre y músculo

Los resultados de este análisis podrían sentar las bases para el desarrollo del nuevo test ante mortem.

  DESCRIPCIÓN DEL BANCO DE MUESTRAS  

En conjunto, el banco está compuesto por más de 11.000 muestras de músculo (Tabla 1), con sus muestras pareadas.

Este hecho, junto con la diversidad de concentraciones descritas, es indicativo de la envergadura del banco construido, que en el marco del proyecto TESTACOS fue útil para el estudio de la correlación entre fluidos procedentes de animal vivo y músculo (producto para consumo).

Asimismo, el proyecto TESTACOS pone al servicio de otras investigaciones un material tan valioso y escaso como son muestras biológicas perfectamente caracterizadas, naturalmente contaminadas con residuos de antibióticos.

Leer más sobre el proyecto TESTACOS

Más información del proyecto POCTEFA-TESTACOS en www.testacos.com

El proyecto ha sido cofinanciado al 65% por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) a través del Programa Interreg V-A España-Francia-Andorra (POCTEFA 2014-2020).

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