Estudio de la orina – Tratamiento terapéutico o de residuos en granjas porcinas

En la actualidad, las principales autoridades garantes de la Salud Pública abogan por una racionalización en el uso de antimicrobianos, no sólo en el ámbito de Medicina humana sino en el de Medicina veterinaria, dentro del enfoque One Health.

La principal razón de estas recomendaciones es reducir la ya extendida generación de antibiorresistencias, fenómeno especialmente grave entre las bacterias patógenas que se hacen resistentes frente a los tratamientos antibióticos. Tanta es la preocupación por la emergencia de estas nuevas “superbacterias”, que la OMS cataloga la resistencia a antibióticos como una de las mayores amenazas para el desarrollo, la seguridad alimentaria y la salud mundial.

Encontrar el equilibrio entre el uso de los antibióticos como terapia, necesaria frente a cuadros comunes en las explotaciones, y la protección frente a la generación de resistencias bacterianas no siempre es sencillo.

Es por ello que entidades como el PRAN en España y homólogos en otros países se encargan de ofrecer información y consejo al sector. Además, en la actualidad, numerosos grupos de investigación siguen trabajando para poder ofrecer herramientas que ayuden a los responsables de la producción y sanidad animal a afrontar esta importante tarea.

Recientemente, en el marco del proyecto TESTACOS, desarrollado por la Universidad de Zaragoza-Instituto Agroalimentario de Aragón en colaboración con otras cinco entidades del área transfronteriza España-Francia-Andorra, se ha llevado a cabo una investigación sobre la utilidad del estudio de la excreción de residuos de antimicrobianos por orina de cara a:

La elección del tratamiento terapéutico.

El tratamiento de residuos para reducir las emisiones de antimicrobianos al medio ambiente.

CONTAMINACIÓN AMBIENTAL

Idealmente, la gestión de un brote de enfermedad en una explotación porcina comenzará por un diagnóstico adecuado del agente causal mediante la recogida de una muestra adecuada para el cultivo microbiológico, lo que además permitirá[registrados] el estudio de la susceptibilidad frente a los agentes terapéuticos más apropiados.

Normalmente, el tratamiento de gran parte de los cuadros clínicos se basa en el uso de antibióticos y el estudio de la sensibilidad microbiana se lleva a cabo mediante un antibiograma.

Sin embargo, éste no es el único factor a tener en cuenta, puesto que el uso de algunos antimicrobianos queda restringido a Medicina humana (European Medicines Agency, EMA, 2020) y, en algunas ocasiones, la forma de administración puede no ser la más adecuada a las características de la explotación.

Tras su administración, los antimicrobianos se distribuyen por el organismo del animal, alcanzando la mayor parte de los tejidos. No obstante, la concentración en cada órgano dependerá de las características farmacocinéticas del antibiótico y del momento del tratamiento. Lo que sí es común a todos ellos es que, una vez ejercen su función, se eliminan de los tejidos por diferentes vías, siendo la orina una de las más importantes (Riviere, 2009; Qiu y col., 2016, Chiesa y col., 2017).

Tras su excreción a través de la orina, los residuos de antimicrobianos pueden llegar al exterior de la granja a través del estiércol, al ser utilizado como fertilizante de campos de cultivo, y de ahí alcanzar, por lixiviación, las aguas subterráneas e incluso cursos fluviales.

Una vez ahí, no sólo tienen efectos nocivos sobre animales y humanos, sino que ejercen una intensa presión selectiva que da lugar a la generación de poblaciones microbianas resistentes.

Tan preocupante es el problema, que estudios llevados a cabo sobre el estiércol de varias explotaciones han encontrado concentraciones tan altas como 20.000 μg kg-1 de sulfamidas en Suiza (Haller y col., 2002), 43 μg kg-1 de tiamulina en Alemania (Schlüsener y col., 2003) y 31 antibióticos diferentes en China, con concentraciones de sulfametazina superiores a 5.650 μg kg-1 (Zhou y col., 2020). Por su parte, la USGS (United States Geological Survey) encontró 21 antibióticos diferentes en los cursos fluviales en los años 1999-2000 (Kolpin y col., 2002).

Puesto que, una vez que estos compuestos alcanzan el medio ambiente, no es posible destruirlos y muchos de ellos no son biodegradables, la mejor forma de eliminarlos pasaría por gestionarlos de forma previa a su salida de la granja.

En este sentido, son muchos los tratamientos efectivos para su eliminación del estiércol, entre ellos:

La sorción en materiales de carbono (Ahmed y col., 2017).

La digestión anaeróbica (Gros y col., 2019; Han y col., 2020).

El compostaje (Gurmessa y col., 2020; Zhang y col, 2019).

La separación sólido-líquido (Marti y col., 2020).

La elección del tratamiento de residuos dependerá del antibiótico y su concentración, y esta elección dependerá de la sensibilidad del agente microbiano causal del brote y de las recomendaciones europeas. Dentro de la visión One Health, un adecuado estudio de la excreción de los residuos antibióticos tras el tratamiento podría mejorar su gestión a nivel de granja.

ESTUDIO TESTACOS – EXCRECIÓN DE ANTIMICROBIANOS EN ORINA

Con el objetivo de evaluar estas hipótesis, TESTACOS planteó un estudio en el que se comparó la tasa de excreción en orina de tres antimicrobianos tras el tratamiento de 62 cerdos (se trataron 20 cerdos con sulfametoxipiridazina, 20 con oxitetraciclina y 22 con enrofloxacina) en las instalaciones de la Facultad de Veterinaria de la Universidad de Zaragoza.

Se recogió orina a intervalos predeterminados a lo largo del periodo de supresión y se analizó por cromatografía LC-MS/MS en el Laboratorio de Seguridad Pública del Gobierno Vasco (Bizkaia, España).

Con esos datos se podría elegir el compuesto más adecuado para el tratamiento de los animales frente a una patología, garantizando el éxito desde el punto de vista sanitario al tiempo que se controla la diseminación de sus residuos al medio ambiente.

El estudio se llevó a cabo de acuerdo a la iniciativa ARRIVE (Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments) y fue aprobado por la Comisión Ética Asesora para la Experimentación Animal de la Universidad de Zaragoza (PI58/17). Además, los animales se manejaron de acuerdo al RD 53/2013 que regula las normas básicas para la protección de los animales usados en experimentación, de acuerdo a la Directiva 2010/63 del Parlamento Europeo.

Excreción de los antimicrobianos por orina

Cada día de muestreo se recogió orina de 1- 9 cerdos. La Gráfica 1 muestra la tasa de excreción de sulfametoxipiridazina, oxitetraciclina y enrofloxacina por orina.

En todos los casos, los compuestos presentaron concentraciones elevadas al comienzo del periodo de supresión, que van decreciendo conforme éste avanza siguiendo un ritmo exponencial.

En el caso de la sulfametoxipiridazina, las concentraciones en orina descendieron hasta valores próximos al límite de detección de la técnica (LoD, 10 ppb), de forma que el respeto del periodo de supresión indicado para este compuesto asegura la excreción casi completa.

Para la oxitetraciclina y la enrofloxacina, la concentración excretada por orina se mantuvo elevada el último día del periodo de supresión, que fue el último día muestreado en este estudio, lo que implica que los animales seguirían eliminando el antimicrobiano más allá del tiempo de espera señalado por el fabricante del medicamento*.

*OBTENER INFORMACIÓN DETALLADA SOBRE EL ESTUDIO

Tiempos de vida media

A partir de los datos de la Gráfica 1, se calcularon los ritmos de eliminación (λ_z) por orina de los antimicrobianos. Los correspondientes tiempos de vida media T_1/2 se calcularon a partir de la siguiente ecuación y la Tabla 1 recoge los resultados.

Si comparamos la excreción de los tres compuestos (Gráfica 2), se comprueba que la oxitetraciclina alcanzó las concentraciones más altas al comienzo del periodo de supresión. Este hecho, junto con el menor ritmo de excreción (T_1/2 de 4,18 días), hace que, desde el punto de vista de la gestión de residuos, sea el compuesto más problemático.

Por su parte, la enrofloxacina tiene un T_1/2 de 1,48 días y la sulfametoxipiridazina de 0,49 días, de forma que en este estudio se describen diferencias de hasta 10 veces en el ritmo de excreción dependiendo del antimicrobiano seleccionado, hecho que ratifica la necesidad crítica de conocer los ritmos de excreción de cara a una racionalización en la emisión de sus residuos al entorno.

ELECCIÓN DEL TRATAMIENTO ANTIBIÓTICO

De cara a la efectividad de un tratamiento terapéutico, será el antibiograma el elemento crítico que determinará el antibiótico a elegir, siempre cumpliendo con las definiciones de la EMA (EMA, 2020).

La EMA clasifica las sulfonamidas y tetraciclinas en la categoría D de antibióticos para uso veterinario, de forma que serían compuestos de primera elección, mientras que la enrofloxacina pertenece a la categoría B, y por tanto, es de importancia significativa en Medicina humana, debiendo usarse sólo cuando no haya antimicrobianos de efectividad equivalente en las categorías C o D.

Entre los antimicrobianos estudiados, sulfametoxipiridazina y oxitetraciclina serían los antimicrobianos a considerar. De acuerdo a los datos presentados, a igual efectividad, la sulfametoxipiridazina sería el de elección de cara a una racionalización en la gestión de residuos, ya que se excreta de forma más rápida, necesitando periodos de tratamiento de residuos inferiores (1 semana frente a 20 días para la enrofloxacina o más de 3 meses para la oxitetraciclina), lo que se traduce en ahorro energético y económico, al tiempo que se minimizan las emisiones de residuos de antimicrobianos al medio ambiente.

Leer más sobre el protecto POCTEFA-TESTACOS:

Banco de muestras biológicas – Investigación biotecnológica aplicada al proyecto Testacos

Nuevos métodos de detección de residuos antibióticos en animales vivos

Bibliografía

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