La industria avícola enfrenta importantes desafíos relacionados con el control de infecciones bacterianas y la reducción del uso de antibióticos. En este contexto, los bacteriófagos han surgido como una alternativa prometedora debido a su especificidad, eficacia antimicrobiana y potencial para mejorar la bioseguridad en los sistemas de producción avícola.
DEFINICIÓN Y REPLICACIÓN DE BACTERIÓFAGOS
Los bacteriófagos son un tipo de partículas virales que pueden infectar una o varias especies de bacterias. Su forma puede ser poliédrica, filamentosa o pleomórfica y algunos pueden tener una “cola” para infectar a la célula huésped.
Para replicarse, los bacteriófagos utilizan la maquinaria metabólica de las bacterias susceptibles. El proceso de replicación puede llevarse a cabo mediante:
- Ciclo lítico, llevado a cabo por bacteriófagos virulentos.
- Ciclo lisogénico, llevado a cabo por bacteriófagos temperados.
La principal diferencia entre los dos ciclos es que:
- En el ciclo lítico, los bacteriófagos se replican, se ensamblan y se liberan inmediatamente, provocando la lisis de la célula bacteriana hospedera.
- En el ciclo lisogénico, se produce una infección latente en la cual el genoma del bacteriófago se integra al genoma de la célula bacteriana y permanece como parte de ella durante varias generaciones.
Bajo ciertos factores estresantes, el genoma fágico se desintegra del genoma bacteriano, induciendo así la replicación del bacteriófago y la lisis de la bacteria huésped.
BACTERIÓFAGOS EN LOS ECOSISTEMAS
Los bacteriófagos están distribuidos en:
- Ecosistemas acuáticos con altas concentraciones de sales.
- Cuerpos de agua dulce y aguas residuales.
- Ecosistemas terrestres como suelo, desiertos y regiones polares.
- Dentro de organismos distintos a bacterias.
Los estudios de secuenciación metagenómica han detectado bacteriófagos a partir de diferentes muestras de personas, animales y elementos abióticos como el agua del océano, lagos y aguas residuales, mostrando que los bacteriófagos pueden tener grupos genéticos y funcionales diferentes con base en el nicho ecológico donde se encuentran.
Esto indica que los bacteriófagos podrían tener un impacto en el microbioma, al contribuir activamente en los ciclos biogeoquímicos como reguladores del número de las comunidades bacterianas y favorecer la evolución microbiana a partir de la transferencia lateral de genes.
La presencia de bacteriófago es común en estudios de metagenómica, por lo que esta herramienta molecular ha sido enfocada y propuesta en diversas áreas de investigación, por ejemplo, aplicada a la calidad de agua para uso humano.
Sin embargo, uno de los mayores aportes de la metagenómica al estudio de los bacteriófagos es la reevaluación de su taxonomía.
VARIABILIDAD GENÉTICA Y TAXONOMÍA
Los bacteriófagos tienen variabilidad genética y muchos de ellos no han podido ser asignados a una familia u orden taxonómico, o ya no pertenecen a un orden taxonómico.
Un ejemplo de esto son las familias:
- Siphoviridae
- Myoviridae
- Podoviridae
Estas familias anteriormente estaban agrupadas en el orden Caudovirales y actualmente se consideran fagos polifiléticos.
La familia Siphoviridae es la más abundante, con 17 especies que reportaron actividad lítica en contra de Salmonella enterica. El 50% de las muestras de donde se identificaron los bacteriófagos provinieron de aguas de plantas de tratamiento o drenaje, y el 11.1% de los fagos encontrados reportaron su uso como alternativa a los antibióticos para tratar infecciones causadas por serovariedades de Salmonella enterica.
La Tabla 1 resume algunos de los bacteriófagos aislados en aguas residuales y ambientes avícolas contra Salmonella enterica en los últimos años.
Tabla 1. Bacteriófagos líticos contra serovariedades de Salmonella enterica
APLICACIONES EN EL SECTOR AVÍCOLA
Durante varias décadas, los bacteriófagos han sido aislados y caracterizados por su actividad lítica, lo que ha permitido estudiar su aplicación como:
- Alternativa a los antibióticos
- Terapia génica en medicina
- Biotecnología
- Estrategia de biorremediación de suelos contaminados por bacterias patógenas
- Agentes de regulación bacteriana en ecosistemas acuáticos
En el sector avícola, el uso de bacteriófagos como aditivos alimentarios ha demostrado ser eficaz para prevenir y tratar infecciones bacterianas a nivel intestinal en aves de corral.
Asimismo, se han empleado en la desinfección de superficies durante los procesos de las plantas de producción y procesamiento de pollo.
Actualmente, se desarrollan y comercializan productos a base de bacteriófagos enfocados en garantizar la bioseguridad durante los procesos de producción en la industria avícola (Tabla 2).
Tabla 2. Productos a base de bacteriófagos con aplicaciones en el sector avícola.
LIMITACIONES DEL USO EN EL SECTOR AVÍCOLA
A pesar de la cantidad de productos de bacteriófagos que se comercializan para la industria avícola, una de las principales inquietudes sobre su uso radica en el estatus regulatorio, ya que actualmente no existe ninguna normativa regulatoria que establezca los criterios de identidad, seguridad y eficacia que garanticen la calidad de los productos.
- Dentro de los avances del marco regulatorio en Latinoamérica, en Estados Unidos se ha implementado, a través de la Food and Drug Administration (FDA), el estatus GRAS (Generalmente reconocido como seguro) a los productos de bacteriófagos que han demostrado ser seguros bajo las condiciones de su uso previsto.
Además, la Food Safety and Inspection Service, bajo la Directiva FSIS 7120.1, incluye a los productos a base de bacteriófagos como sustancias y/o ingredientes aptos para utilizarse en la producción de productos cárnicos, avícolas y de huevo.
Por otro lado, la pérdida significativa, de hasta el 99% del título del fago, de soluciones y presentaciones líquidas de bacteriófagos durante el procesamiento y almacenamiento, representa una problemática para su comercialización en la industria avícola.
Por ello, las investigaciones recientes se han enfocado en desarrollar formulaciones sólidas como, nanosomas, liposomas, microesferas, aerosol y microcápsulas. Lo anterior evitaría la disminución en la cantidad de bacteriófagos administrados.
