Eficacia de secuestrantes de aflatoxinas B1 mediante modelo en patos

03/10/2019

Aditivos Micotoxinas

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Eficacia de secuestrantes de aflatoxinas B1 mediante modelo en patos
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Escrito por: Equipo técnico Wisium Neovia
Revista: Trimestre3 LATAM 2019

Las aflatoxinas son metabolitos secundarios de los hongos, producidos por algunas especies de Aspergillus spp.
Las aflatoxinas pueden causar una variedad de efectos negativos incluyendo pobres desempeños productivos.

 

Con el objetivo de estudiar los efectos de las toxinas en los animales, pero también evaluar la eficacia de los productos contra las aflatoxinas B1 en los alimentos, se ha desarrollado un modelo in vivo específico, rápido y
reproducible en los patos.

 

Introducción

Las aflatoxinas son contaminantes naturales de las materias primas y de los alimentos para los animales, tienen fuertes efectos hepatotóxicos y cancerígenos y están reguladas por la ley en al menos 100 países (Van Egmond et al. 2004).

Existen varios tipos de aflatoxinas, entre ellas, la aflatoxina B1 (AFB1) la cual se encuentra con mayor frecuencia y es considerada la de mayor toxicidad.

Los efectos negativos de las aflatoxinas en la salud animal se han estudiado significativamente, lo que permite resaltar sus efectos en el rendimiento de los animales (Yunus et al. 2011).

Las aflatoxinas pueden causar una variedad de efectos que incluyen patología hepática, inmunosupresión y cambios en el peso relativo de los órganos (Modirsanei et al; 2004).

Los efectos negativos de las aflatoxinas en la salud animal se han estudiado significativamente, lo que permite resaltar sus efectos en el rendimiento de los animales (Yunus et al. 2011).

Las aflatoxinas pueden causar una variedad de efectos que incluyen patología hepática, inmunosupresión y cambios en el peso relativo de los órganos (Modirsanei et al; 2004).

Una disminución en la concentración de proteínas plasmáticas totales y en albúmina se destacó como indicadores relevantes de la alteración en la síntesis de proteínas observada en la aflatoxicosis (Quezada et al.2000).

Otros estudios han demostrado que el pato es la especie más afectada por la intoxicación aguda por aflatoxinas. La DL50 de un pato de un día es de 0.3 mg/kg de peso corporal, en comparación con 6.3 para el pollo (Dhanasekaran et al. 2011).

 

Diversos métodos han sido investigados para reducir la exposición de los animales a las aflatoxinas en alimentos contaminados. La adición de agentes secuestrantes o capturantes en los alimentos balanceados es uno de los más utilizados mundialmente.

 

Los estudios in vitro utilizados para verificar la capacidad de captura de las micotoxinas son muy útiles para una primera selección de los candidatos potenciales.

Sin embargo, es difícil asumir con certeza que un producto con una buena eficacia in vitro podría tener un buen desempeño cuando se suministra en el alimento de animales intoxicados. Por lo que, los métodos in vivo son cruciales para evaluar objetivamente la eficiencia de un aditivo.

 

Desarrollo del modelo

El modelo desarrollado es específico, rápido, reproducible y se basa en los animales más sensibles a las aflatoxinas: los patos.
Este modelo in vivo está mucho más cerca de las condiciones de campo en comparación con un modelo in vitro en un laboratorio.
El modelo consiste en administrar diferentes tipos de aditivos a los patos expuestos a aflatoxinas.

Los parámetros fisiológicos y zootécnicos de estos patos se comparan con los patos no expuestos a las micotoxinas y los patos expuestos a las micotoxinas sin ningún tratamiento.

  • Los análisis de parámetros fisiológicos específicos permiten la detección de intoxicaciones antes de la medida de los parámetros zootécnicos.

 

 

Estudio preliminar del modelo

Material & Métodos

DIETAS:

Dietas contaminadas = dieta base + adición de 50, 125, 250 y 500 ppb de aflatoxina B1 pura sintética.

ANIMALES:

Patos Pekín de 240 días de edad fueron alojados en 10 jaulas (2 réplicas de 24 aves para cada dieta)

DURACIÓN :

21 días.

PARÁMETROS EVALUADOS:

  • La mortalidad, pesos individuales y consumo de alimento por jaula fueron registrados cada semana. Los animales
    fueron sacrificados a los 21 días de prueba.
  • El peso relativo de sus órganos fue calculado.
  • Parámetros sanguíneos (colesterol, tasa de proteínas plasmática, albúmina) fueron analizados como biomarcadores de intoxicación.

 

Resultados

  • El análisis del contenido de AFB1 de las dietas reveló una contaminación de 26, 92, 183 y 367 ppb respectivamente.
  • Una depresión significativa (p<0.05) del peso corporal y del consumo de alimento fue observado en todas las edades con 367 ppb de aflatoxina (dosis más alta).
  • Al día 21 de prueba, los pesos relativos de los órganos aumentaron significativamente (p <0.001) para el corazón (desde 92 ppb) (Gráfica 1), el bazo (desde 183 ppb), el proventrículo (desde 367 ppb) y la molleja (desde 367 ppb).
  • El peso relativo del hígado no fue afectado significativamente.
  • En cuanto a los parámetros sanguíneos, cambian muy rápidamente debido a la reducción de la función hepática.
  • A los 21 días de prueba, las proteínas plasmáticas totales y la albumina fueron significativamente disminuidas para todas las concentraciones de aflatoxinas (Gráfica 1).

 

 

Conclusión

Se concluyó que los 3 diferentes parámetros plasmáticos son valiosos indicadores para evaluar la posible prevención de los efectos tóxicos de la aflatoxina con el uso de secuestrantes de toxinas.

El nivel de proteína plasmática fue conservado como el biomarcador más preciso de intoxicación, debido a que mostró tener el más bajo nivel de variación individual y como tal, fue posteriormente correlacionado con otros parámetros plasmáticos.

PT/albúmina: r = 0.98 y PT/colesterol : r = 0.9

El nivel de contaminación de 92 (100 ppb) de aflatoxina B1 fue también validado como referencia para un control positivo (contaminado).

  • Este nivel de contaminación permite observar el efecto fisiológico (tasa de proteína plasmática) pero también el efecto zootécnico en el rendimiento de los animales, cuando una dosis más baja provocaría solo efectos fisiológicos en un período de corto plazo.

 

  • Si bien esta contaminación puede ser considerada como baja, comparada con niveles probados en algunos estudios in vivo y con niveles encontrados en algunas ocasiones en materias primas naturalmente contaminadas, esta dosis fue elegida como el mejor compromiso entre la economía y la sensibilidad del modelo.

Finalmente, 10 días de exposición fueron estimados como el tiempo suficiente para observar efectos de aflatoxina.

 

Validación del modelo

Estudio de validación

Por un lado, el modelo fue validado por 18 estudios sobre el efecto del nivel de contaminación por aflatoxinas en animales:

ANIMALES:

673 patos Pekin de un día de edad

DURACIÓN:

duración media del ensayo de 15.4 días

DIETAS:

comparación de un alimento libre de micotoxinas con una dieta contaminada con aflatoxina B1

RESULTADOS:

variación media de la tasa de proteína plasmática de 30.7 para el grupo no contaminado y 22.2 para el grupo contaminado – entre 95 a 100ppb de aflatoxina B1.

Por otro lado, hubo 24 estudios sobre el efecto de los secuestrantes

ANIMALES:

2066 patos Pekin de un día de edad

DURACIÓN:

duración media del ensayo de 14 días

DIETAS:

comparación de una dieta de control y una dieta contaminada por aflatoxina B1 con el producto secuestrante

RESULTADOS:

La descripción y el análisis de la última versión de prueba realizada en 2018 se encuentra a continuación.

 

 

Ejemplo de resultados de prueba

  • Una dieta estándar para patos a partir de materias primas libres de aflatoxinas (control no contaminado) se comparó con dietas contaminadas sin (control positivo) y con secuestrantes (Producto en prueba* y productos competidores).

 

  • Las aflatoxinas sintéticas (Sigma-Aldrich) fueron mezcladas con trigo hasta una dilución en 1 kg de trigo.

 

  • Las dietas contaminadas se prepararon con trigo contaminado para obtener una contaminación de 90 ppb de aflatoxina B1 para todas las dietas contaminadas.

 

  • 320 patos de Pekin (machos) de un día de edad fueron alojados en 32 jaulas para probar 10 dietas diferentes, detalladas en la Tabla 1 (32 patos por dieta y 3 repeticiones por dieta), alimentados desde el día 1 hasta el día 15.

 

  • Todos los productos competidores (CP) están basados en bentonitas.

 

  • Las aves fueron pesadas individualmente en los días 0 y 15, también se registró el consumo de alimento por jaula y en el día 15 fueron sacrificadas.

 

  • La tasa de proteína plasmática se analizó como el biomarcador seleccionado del modelo.

 

  • Los animales sacrificados fueron diseccionados para evaluar la coloración hepática.

 

 

 

Efecto sobre el aumento de peso

La contaminación tuvo un efecto en el crecimiento de los animales (Grafica 2).

  • La ganancia de peso se redujo significativamente un 21.4% (p <0.001) para los animales que consumieron el alimento contaminado (dieta B) en comparación con el control no contaminado (dieta A).
  • Entre los productos probados, tanto el producto en prueba* como los productos comerciales 1 y 2 (CP1 y CP2) permitieron un buen rendimiento de crecimiento, y no mostraron diferencias significativas con respecto al grupo control no contaminado (p <0.001).
  • Otros productos (CP3, CP4, CP5), por el contrario, no restauraron el rendimiento del crecimiento.
  • El aumento de las dosis del producto comercial 5 (CP5) no tuvo un efecto significativo sobre el crecimiento del pato.

 

 

 

Efecto sobre la tasa de proteína plasmática

El efecto perjudicial de la aflatoxina B1 se ve claramente en la reducción significativa de la tasa de proteínas plasmáticas totales.

El desafío de contaminación fue significativamente eficiente aquí:

  • 55.1% de proteínas plasmáticas para el lote contaminado (dieta B) (valor p <0.001).
  • Incluso si todos los productos probados no volvieron al nivel del control no contaminado
  • El producto en prueba* mejoró significativamente el contenido de proteínas plasmáticas en comparación con el grupo control contaminado (+ 57%), como se puede ver en la Tabla 2.
  • Considerando los tres lotes del producto comercial 5 (CP5): las tasas de 0.5 y 1.0 kg/tonelada no son suficientes para mejorar el nivel de proteína plasmática. Con una dosis de 2.0 kg/tonelada se puede observar una mejora significativa de este parámetro.

 

 

 

Conclusión

El modelo in vivo con patos, basado en la modificación de parámetros fisiológicos y zootécnicos:

  • Permite evaluar el impacto de las aflatoxinas B1 en los animales, y también la eficiencia de los secuestrantes de toxinas.
  • Requiere bajos niveles de toxinas (dosis reales), un bajo número de animales, y un corto tiempo de exposición.
  • Es sensible, reproducible y permite diferenciar de forma rápida y económica los secuestrantes de aflatoxinas potentes o ineficaces.

Con respecto al último ensayo presentado, el desafío de contaminación está bien validado, con una disminución del 21.4% en la ganancia de peso, y del 55.1% en el contenido de proteínas plasmáticas entre los controles no contaminados y contaminados (p <0.001).

Esta prueba confirma los resultados positivos que tiene el producto en prueba*, ya sea en términos de crecimiento, o de una constante sanguínea: los resultados conseguidos son los mejores entre todos los productos probados.





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