Biomarcadores para micotoxinas. Potencial y desafíos

Una parte importante de un plan eficaz de gestión del riesgo por micotoxinas es el análisis periódico de los piensos.

La alimentación de animales de granja con piensos contaminados puede exponerlos a micotoxinas, con los efectos perjudiciales que éstas tienen para su salud.

Durante más de 30 años, los científicos han estado trabajando en el desarrollo de “biomarcadores” que permitan vincular la exposición a micotoxinas con sus efectos sobre la salud a través de la medición de algún parámetro crucial en la sangre u otras muestras fisiológicas.

Una mirada hacia el futuro de los biomarcadores de micotoxinas

Las micotoxinas son metabolitos tóxicos producidos por hongos filamentosos y se pueden encontrar en casi todos los tipos de cultivos.

Casi el 95% de la contaminación por micotoxinas ocurre antes de la cosecha.

Como las consecuencias y los efectos de las micotoxinas sobre la salud difieren mucho de un animal a otro, científicos, veterinarios y ganaderos se han embarcado en una persistente búsqueda de biomarcadores concluyentes para un diagnóstico en campo.

¿Qué son los biomarcadores de micotoxinas?

Es importante diferenciar entre biomarcadores de exposición y biomarcadores de efecto.

Biomarcador de exposición  Los biomarcadores de exposición miden la micotoxina o sus metabolitos en sangre, leche, orina, heces u otras muestras fisiológicas. Un buen ejemplo de biomarcador de exposición es la Aflatoxina M1 (AFM1) en la leche de las vacas (Tabla 1). Las micotoxinas pueden ser detectadas en muestras fisiológicas parcialmente intactas mientras que el resto es metabolizado.

Por ello, realizar un análisis de micotoxinas en pienso es la estrategia recomendada para prevenir el riesgo económico de producir productos de origen animal contaminados con unos niveles de micotoxinas que sobrepasen los niveles máximos permitidos por la UE.

Biomarcadores de efecto Los biomarcadores de efecto, también llamados biomarcadores basados en el mecanismo de acción, deben de estar directamente ligados a un paso específico de los procesos de disrupción metabólica o celular. Por ejemplo, el primer paso que lleva al edema pulmonar en cerdos es la disrupción del metabolismo de los esfingolípidos por la fumonisina B1 (FB1). Este compuesto inhibe la ceramida sintasa, resultando en una elevada ratio esfinganina-esfingosina (Sa/So).

La ratio Sa/So está reconocida científicamente como un biomarcador del efecto de las fumonisinas (FUM) en cerdos, pero no en humanos.

¿Por qué no ELISA?

A pesar de ser rápida y barata, la técnica ELISA solo se puede utilizar en materias primas validadas y no es un método apropiado para analizar muestras fisiológicas no validadas (Tabla 1).

Este hecho quedó demostrado en un estudio en el que dos laboratorios diferentes analizaron la exposición a DON en muestras de suero y leche.

El primer laboratorio detectó concentraciones de DON en un rango de 69,5-117,5 μg/L por ELISA, mientras que en el segundo los niveles se encontraron por debajo del umbral de detección por HPLC.

Evidentemente, los resultados obtenidos por ELISA eran falsos positivos, ya que este método no es el apropiado para analizar micotoxinas en matrices complejas como pienso, leche o sangre.

Estas son las razones por las que no se han establecido pautas para los niveles críticos de DON o cualquier otra micotoxina en sangre u otras muestras fisiológicas de animales, haciendo que la interpretación de los datos obtenidos no sea posible.

La situación se complica aún más por el tiempo necesario para obtener muestras representativas para el análisis.

Esto se debe a que el pico de DON y sus metabolitos en la sangre se encuentra dentro de las primeras dos horas después de la ingestión, seguido de un descenso rápido.

En el caso de la ZEN, este descenso ocurre más tarde debido a su circulación enterohepática (absorción en la sangre, excreción vía bilis y reabsorción en sangre).

Los animales de granja normalmente se encuentran en un régimen ad libitum, lo que hace que el tiempo de muestreo sea impredecible y, por lo tanto, los resultados no son representativos

El DON, como otras micotoxinas, se convierte en metabolitos como el DON-glucurónido, deepoxy-DON y otros metabolitos desconocidos. La proporción depende de las especies, el ciclo de vida, la microbiota intestinal y el estatus sanitario del animal.

La toxicidad de los metabolitos puede ser diferente a la de la micotoxina inicial. Por ejemplo:

El metabolito deepoxy-DON no es tóxico.

La ZEN puede encontrarse en la forma de α- o β-zearalenol, α- o β-zearalanol y sus formas glucuronadas en los animales, aunque la transformación de ZEN en α-zearalenol incrementa su estrogeneicidad.

Ruta metabólica de DON en cerdos

Dependiendo de la microbiota intestinal disponible, el DON ingerido es metabolizado, dando una sustancia no tóxica llamada deepoxy-DON (DOM-1).

DON y DOM-1 se absorben parcialmente en el torrente sanguíneo y se convierten en el higado en DON-glucuronido (DON-GlcA) y DOM-1- glucoronido (DOM-1-GlcA).

Después, a través de la circulación sistémica, los metabolitos son excretados vía urinaria (30-93% del DON ingerido).

Solo pequeñas cantidades se pueden encontrar en las heces (1-3%). El porcentaje que falta son metabolitos no definidos aún y DON mucho más degradado. Para cuantificar DON en los animales, todos los metabolitos deben de ser analizados y esto no se puede hacer en condiciones prácticas.

Analizando Biomarcadores

Una tendencia de los últimos años es el desarrollo de metodologías basadas en la técnica de la Cromatografía liquida – espectrometría de masas/ espectrometría de masas (LC-MS/MS).

Estos métodos son lo suficientemente selectivos y sensibles para detectar micotoxinas a concentraciones muy bajas.

El método LC-MS/MS ofrece la posibilidad de cuantificar diferentes metabolitos en paralelo.

En contraste, los métodos basados en ensayos por inmunoabsorción ligados a enzimas (ELISA) pueden servir solo para un cribado aproximado, ya que los efectos de los fluidos corporales sobre la matriz influyen sobre los resultados.

Los anticuerpos usados en los test ELISA para cuantificar micotoxinas tienen una amplia reactividad cruzada con metabolitos relacionados. La reactividad cruzada por diferentes metabolitos, a menudo, no está lo suficientemente evaluada ni explicada en los manuales de usuario de estos kits.

A pesar de que los biomarcadores son herramientas muy valiosas en estudios científicos, se necesita más conocimiento de los factores que influyen en la biodisponibilidad, la cinética y el perfil metabólico de las micotoxinas en los animales antes de que los biomarcadores pueden ser utilizados a nivel de granja. Hay todavía una falta de correlación lineal para los biomarcadores y el uso de grupos control y un muestreo elaborado es indispensable, lo que hace que el procedimiento sea muy costoso.

El análisis de micotoxinas en pienso es un método bien establecido y fiable para analizar los posibles riesgos y, por lo tanto, es el método de elección.