Alternativas naturales para el control de las Escherichias coli multirresistentes

Existe un gran número de cepas de EC con características muy diversas. Pero quizás una de las más importantes en la industria avícola son las EC patogénicas aviares (APEC por su sigla en inglés). Las APEC son causantes de diversas enfermedades extraintestinales:

• Aerosaculitis
• Enfermedad respiratoria crónica (conjuntamente con micoplasma)
• Síndrome de cabeza hinchada
• Colimeningitis
• Celulitis

Este tipo de cepas y enfermedad ocasiona pérdidas millonarias al sector (Barnes H. et al) y se estima que el 30% de las parvadas de los Estados Unidos fueron afectadas en algún momento por APEC (Ewers C. et al).

Las APEC suelen ser aisladas comúnmente de los serogrupos O1, O2, O78 (Dho-Moulin, et al).

Se han realizado varios estudios para diferenciar los genes de virulencia asociados a las APEC. Johnson et al (2008) describió una lista de algunos de los genes asociados a virulencia. De dicha lista, los genes más comúnmente utilizados en la literatura para la evaluación de APECs son: iutA, iroN (determinan la capacidad de secuestrar hierro), iss (determina la habilidad para escapar del sistema de complemento) y hlyF (asociado a la producción de toxinas).

Estos genes han sido estudiados en profundidad y se han desarrollado técnicas moleculares rápidas para su reconocimiento y diagnóstico.

Pero independientemente de los genes de virulencia, el factor que más ha hecho que la enfermedad se distribuya tanto y sea una problemática no solo para la avicultura sino para la salud humana, es la capacidad de estas cepas de poseer y transmitir diversos genes de resistencia a los antimicrobianos.

Las APEC suelen presentar diversas resistencias a los antimicrobianos. Una de las características más preocupantes es la producción de enzimas hidrolíticas de amplio espectro contra beta-lactamasas (ESBL por su sigla en inglés).

Estas enzimas les confieren resistencia a drogas como penicilinas, cefalosporinas, entre otras. Además de estos genes, se pueden observar que las APEC normalmente tienen resistencia a varios de los antibióticos normalmente utilizados en la avicultura (Gentamicina, Enrofloxacina, Tetracilinas, entre otros) aunque suelen ser sensibles a los florfenicoles o la fosfomicina.

*Rojo indica cepas resistentes al antibiótico evaluado.
Resultados parciales del trabajo de investigación liderado por la Dra. Renata
Katsuko Takayama Kobayashi y el Dr. Gerson Nakazato, de la Universidad
Estatal de Londrina, Brasil.

El uso indiscriminado de antibióticos, no solo con fines terapéuticos sino con fines preventivos (promotores de crecimiento) ha generado un incremento en la cantidad y distribución de los genes de resistencia (Dierikx et al 2013).

Se han reportado casos de APEC multirresistentes tanto en animales de producción (Dierikx et al 2013), animales domésticos (Weiler et al 2011) e incluso humanos (Smet et al 2009).

Estas cepas se distribuyen en la población humana no solo por contacto directo con los animales sino también por consumo de carne con presencia de dichas bacterias (Koga et al 2015).

Esto genera preocupación a nivel de la salud pública, algo que se puede evidenciar claramente en el incremento de publicaciones científicas en los últimos años:

Hoy en día existen numerosas alternativas que facilitan el control de APEC ya sea de manera directa o indirecta. Algunas de las herramientas son:

• Vacunas:

las vacunas vs EC pueden ser inactivadas o vivas. Las primeras se aplican en las reproductoras para que confieran protección a la progenie. Pero al no realizarse una revacunación en los pollitos, la protección disminuye a medida que los anticuerpos son eliminados del organismo.

Las vacunas vivas, tienen que ser sepas mutantes para asegurar que no ocasionen enfermedad en las aves. Estas cepas muchas veces tienen eficacia cruzada con las cepas de campo. El problema es que debido a la gran cantidad de cepas no siempre tendremos el mayor porcentaje de eficacia posible. Es por esto que las vacunas son una herramienta viable pero no deben ser utilizadas como única estrategia.

• Prebióticos:

Existe una gran variedad de prebióticos. La mayoría tiene un efecto general indirecto sobre EC ya que actúan modulando el microbioma intestinal y con ello dificultan el desarrollo de EC y el establecimiento de la disbiosis. Sin embargo, también existen prebióticos que tienen una acción directa sobre EC y otras bacterias Gram Negativas.

Los ácidos orgánicos tienen la capacidad de penetrar dentro de las bacterias y causar un desequilibrio electrolítico que, en bacterias sensibles a los cambios de pH como las bacterias Gram Negativas, ocasionan la muerte de estas.

Otra estrategia se basa en el bloqueo de adhesión:

• las EC poseen Fimbrias Tipo I que les permite adherirse al epitelio intestinal.
• Los prebióticos a base de MOS (mannano-oligosacáridos) tienen la capacidad de bloquear dichas fimbrias disminuyendo la capacidad de las EC de adherirse y multiplicarse.

• Probióticos:

Al igual que los prebióticos, existen estrategias directas e indirectas con probióticos. De forma indirecta, los probióticos compiten por los nutrientes con EC y modulan la microbiota intestinal dificultando el crecimiento de la misma. A su vez, existen probióticos que poseen la capacidad de producir bacteriocinas contra bacterias específicas como EC. Algunos de estos probióticos son algunas cepas específicas de Lactobacillus y Bacillus subtilis.

El equipo de investigación liderado por la Dra. Renata Katsuko Takayama Kobayashi y el Dr. Gerson Nakazato, de la Universidad Estatal de Londrina, Brasil, realizaron el análisis de perfil de resistencia antimicrobiana de muestras de campo.

Se recolectaron muestras de swabs de cloaca de aves y swabs cama de 3 granjas comerciales. Se evaluó la presencia de EC y luego se realizó una PCR pentaplex para confirmar la presencia de genes de virulencia (APEC).

Una vez confirmados se realizaron antibiogramas para ver la resistencia a los distintos antimicrobianos de mayor importancia.

Posteriormente, un equipo de investigación liderado por la Profesora Dra. Ana Angelita S. Baptista, llevó a cabo ensayos para evaluar el efecto de un probiótico (Floramax B11) sobre dichas cepas de E. coli (APEC) con multirresistencia a los antibióticos.

Como se puede observar, las cepas fueron mayormente resistentes a los antimicrobianos (con la excepción del florfenicol, fosfomicina, cloranfenicol e impenem). Sin embargo, las mismas cepas fueron susceptibles a la acción de los lactobacillus del FloraMax B11.

La utilización de diferentes estrategias naturales no solo es capaz de controlar y disminuir la población de APEC sino que también contribuye a la disminución de la circulación de genes de resistencia. Permitiendo que, cuando realmente sea necesario realizar una terapia antimicrobiana, esta funcione correctamente.

REFERENCIAS

Dho-Moulin M, Fairbrother JM. Avian pathogenic Escherichia coli (APEC). Vet Res. 1999 Mar-Jun;30(2-3):299-316. PMID: 10367360.

Dierikx, C. M., van der Goot, J. A., Smith, H. E., Kant, A., and Mevius, D. J. (2013). Presence of ESBL/AmpC-producing Escherichia coli in the broiler production pyramid: a descriptive study. PLoS One 8:e79005. doi: 10.1371/journal.pone. 0079005

Ewers, C., G. Li, H. Wilking, S. Kiessling, K. Alt, E. M. Antao, C. Laturnus, I. Diehl, S. Glodde, T. Homeier, U. Bohnke, H. Steinruck, H. C. Philipp, and L. H. Wieler. 2007. Avian pathogenic, uropathogenic, and newborn meningitis-causing Escherichia coli: how closely related are they? Int. J. Med. Microbiol. 297:163–176

Johnson, T.J., Wannemuehler, Y., Doetkott, C., Johnson, S.J., Rosenberger, S.C., Nolan, L.K., 2008. Identification of minimal predictors of avian pathogenic Escherichia coli virulence for use as a rapid diagnostic tool. J. Clin. Microbiol. 46, 3987–3996.

Koga, V. L., Rodrigues, G. R., Scandorieiro, S., Vespero, E. C., Oba, A., de Brito, B. G., et al. (2015). Evaluation of the antibiotic resistance and virulence of Escherichia coli strains isolated from chicken carcasses in 2007 and 2013 from Paraná, Brazil. Foodborne Pathog. Dis. 12, 479–485. doi: 10.1089/fpd.2014. 1888

Smet, A., Martel, A., Persoons, D., Dewulf, J., Heyndrickx, M., Herman, L., et al. (2009). Broad-spectrum b-lactamases among Enterobacteriaceae of animal origin: molecular aspects, mobility and impact on public health. FEMS Microbiol. Rev. 34, 295–316. doi: 10.1111/j.1574-6976.2009.00198.

Wieler, L. H., Ewers, C., Guenther, S., Walther, B., and Lübke-Becker, A. (2011). Methicillin-resistant staphylococci (MRS) and extended-spectrum beta-lactamases (ESBL)-producing Enterobacteriaceae in companion animals: nosocomial infections as one reason for the rising prevalence of these potential zoonotic pathogens in clinical samples. Int. J. Med. Microbiol. 301, 635–641. doi: 10.1016/j.ijmm.2011.09.009