Resistencia a los antimicrobianos en la cadena alimentaria avícola y nuevas estrategias para el control bacteriano

La mayoría de las parvadas avícolas se crían en condiciones intensivas, lo que incrementa la necesidad de control microbiano. En las últimas décadas, el uso continuo de diversos productos antimicrobianos para prevenir y tratar patógenos ha aumentado el riesgo de resistencia antimicrobiana (RAM) en la cadena de producción avícola.

• Cuando se exponen a productos utilizados para su control, la RAM se desarrolla en bacterias, hongos, parásitos y virus como parte de un proceso evolutivo natural.
• Al hablar de RAM, se deben incluir todos los microorganismos, no solo las bacterias.
•  Sin embargo, la resistencia a los antibióticos en el control de bacterias ha recibido más atención.

Existen dos vías principales asociadas con la evolución y el desarrollo de la RAM:

1. La primera está relacionada con la resistencia mediada por fenotipos preexistentes en poblaciones bacterianas naturales.

• • Durante el proceso evolutivo, las bacterias acumulan errores genéticos en genes existentes dentro del cromosoma bacteriano o plásmidos, y transfieren esos determinantes genéticos responsables de la resistencia innata/natural o intrínseca a las células de la progenie a través de la transferencia vertical de genes.

1. El segundo escenario se refiere a la resistencia adquirida mediante mecanismos de transferencia horizontal de genes que pueden ocurrir entre las mismas o diferentes especies bacterianas.

• • Esta transferencia genética horizontal se puede desarrollar mediante una vía directa que implica mutaciones genéticas, o una vía indirecta por medio de la adquisición de fragmentos de ADN que codifican resistencia, conocidos como transposones, integrones, fagos, plásmidos o secuencias de inserción. La vía horizontal ocurre a través de conjugación, transformación o transducción. Estos son mecanismos biológicos para la transferencia de dichos genes.

La RAM puede provocar fallos en el tratamiento de las parvadas avícolas, lo que conlleva pérdidas económicas para los productores. Sin embargo, la principal preocupación es que las aves de corral puedan convertirse en una fuente de bacterias y genes resistentes, y que las bacterias zoonóticas pueden suponer un riesgo para la salud humana.

La RAM es una de las principales amenazas globales para la salud pública y el desarrollo. Las fuentes primarias de desarrollo de la RAM son los productos terapéuticos, especialmente los antibióticos, para uso humano en hospitales, y la contaminación del agua.

No obstante, se ha demostrado que el uso de antibióticos para la prevención y el tratamiento de enfermedades animales contribuye al aumento del problema de la RAM.

• Solo en EE.UU. se producen más de 2,8 millones de infecciones por RAM al año.
• Más de 35.000 personas mueren como consecuencia, según el Informe sobre Amenazas de Resistencia a los Antibióticos 2019 de los CDC.
• La RAM pone en riesgo muchos de los avances logrados en la medicina moderna.
• Esto hace que las infecciones sean más difíciles de tratar y vuelve otros procedimientos y tratamientos médicos, como cirugías, cesáreas y quimioterapia contra el cáncer, considerablemente más arriesgados.

La Carga Global de Enfermedad (GBD, por sus siglas en inglés) pronostica que 191 millones (156–226 millones) de muertes podrían ser atribuibles a la RAM, y que 822 millones (685–965 millones) de muertes asociadas a la RAM podrían ocurrir a nivel mundial hasta el año 2050.

Se proyecta que, para el año 2050, las superregiones con las tasas más altas de mortalidad por resistencia antimicrobiana (RAM) en todos los grupos etarios serán Sudeste Asiático, América Latina y el Caribe. El incremento más significativo en muertes atribuibles a la RAM se registrará en personas mayores de 70 años.

Además de la muerte y la discapacidad, la RAM conlleva costos económicos significativos para las sociedades. El Banco Mundial estima que la RAM podría generar US$1 trillón en costos adicionales de atención médica para 2050 y entre US$1 trillón y US$3,4 trillones en pérdidas anuales del producto interno bruto (PIB) para 2030.

• Por lo tanto, es crucial prestar más atención a este tema en la industria avícola y evitar contribuir al problema.

Se ha identificado un aumento en la detección de aislamientos con resistencia antimicrobiana (RAM) en patógenos comunes de las aves de corral, como Escherichia coli (APEC), Salmonella Pullorum/Gallinarum, Pasteurella multocida, Avibacterium paragallinarum, Gallibacterium anatis, Ornithobacterium rhinotracheale (ORT), Bordetella avium, Clostridium perfringens, Mycoplasma spp., Erysipelothrix rhusiopathiae y Riemerella anatipestifer.

• • Entre las bacterias de la familia Enterobacteriaceae, los aislamientos APEC mostraron niveles significativamente más altos de RAM en comparación con S. Pullorum/Gallinarum, con prevalencias de resistencia superiores al 80% para ampicilina, amoxicilina y tetraciclina en diversos estudios.
  • Entre los patógenos gran negativos no Enterobacteriaceae, el ORT mostró los niveles más altos de resistencia fenotípica, con niveles medios de RAM contra cotrimoxazol, eenrofloxacina, gentamicina, amoxicilina y ceftiofur que superaron el 50%.
  • En contraste, los niveles de resistencia entre los aislados de P. multocida fueron inferiores al 20% para todos los antimicrobianos.

• Estas condiciones pueden variar considerablemente entre regiones, empresas y explotaciones agrícolas, dependiendo del historial de uso de antibióticos.

Un factor crítico en los sistemas de producción avícola que utilizan antibióticos es la contaminación del medio ambiente cuando los residuos de estos fármacos son liberados al entorno, contaminando el suelo y las fuentes de agua. Las mejoras en los sistemas de tratamiento de aguas residuales y desechos pueden ayudar a minimizar esta amenaza.

Para combatir la RAM, los productores avícolas en todo el mundo han venido restringiendo el uso de antimicrobianos durante las últimas tres décadas, al mismo tiempo que adoptan prácticas de producción libre de antibióticos (ABF, por sus siglas en inglés) y orgánica para satisfacer las demandas de los consumidores. 

No obstante, la RAM continúa emergiendo y propagándose sin respetar fronteras.

• Aunque aún no existe un consenso definitivo sobre la contribución del uso de antibióticos en animales destinado al consumo humano al desarrollo de la RAM, estudios epidemiológicos y moleculares indican una conexión entre el uso de antimicrobianos y la aparición de cepas bacterianas resistentes en animales, así como su diseminación hacia los seres humanos a través de la cadena alimentaria.
• Las intervenciones para restringir el uso de antibióticos en aves de corral se han relacionado con una reducción en la RAM.

No obstante, aún se comprende poco cómo las prácticas de producción ABF, orgánica y alternativas a los antibióticos promotores del crecimiento influyen en los perfiles de RAM del microbioma intestinal de las aves de corral.

Se han reportado diversas bacterias Gram negativas (Salmonella enterica serovars, Campylobacter jejuni/coli, E. coli) y Gram positivas (Enterococcus spp., Staphylococcus spp. y Clostridium perfringens) que albergan múltiples determinantes de RAM en aves de corral, incluyendo tanto pollos criados orgánicamente como en sistemas libres de antibióticos (ABF). Sin embargo, la prevalencia de RAM es claramente menor en los sistemas ABF.

Además de la variedad de aditivos comunes presentes en la alimentación que actualmente se utilizan para modular parcialmente el microbiota de las aves, están surgiendo dos nuevas categorías con potencial para contribuir al control de bacterias con resistencia antimicrobiana (RAM): los péptidos antimicrobianos y los bacteriófagos. Sin embargo, sus altos costos de producción y su susceptibilidad a la degradación enzimática y del pH aún limitan su implementación generalizada.

Los péptidos antimicrobianos (AMPs) son pequeñas proteínas (<10 kDa) compuestas por entre 12-50 aminoácidos, que exhiben una actividad antimicrobiana de amplio espectro contra bacterias, hongos, protozoos y virus.

• Estos se han desarrollado como mecanismos de defensa del huésped frente a microorganismos y cumplen un papel importante en la inmunidad innata. 
• Los AMPs pueden exhibir diversos modos de acción, se degradan fácilmente en la naturaleza, presentan una acumulación reducida, mejoran la inmunidad del huésped, neutralizan la actividad de numerosos microorganismos y, además, parecen tener una baja frecuencia de resistencia.
• Los AMPs pueden ser utilizados como promotores del crecimiento e inmunomoduladores.
• Como promotores del crecimiento, la mayoría de los AMPs actúan alterando la membrana bacteriana a través de diversos mecanismos, tales como: electroporación, despolarización no lítica de la membrana, desestabilización de la membrana, formación de poros, adelgazamiento o engrosamiento de la membrana, y focalización en lípidos oxidados.
• Sin embargo, algunos AMPs también pueden interactuar con objetivos intracelulares, inhibiendo la síntesis de las paredes celulares, proteínas y ácidos nucleicos, e interferir con el recambio metabólico bacteriano.
• Los AMPs estabilizan la integridad de la barrera epitelial y estimulan la colonización del epitelio intestinal.
• Algunos AMPs pueden inhibir la producción de citocinas proinflamatorias o modular las respuestas de células dendríticas (CD) y células T.
• La sobreexposición de patógenos a los AMPs puede desarrollar cepas resistentes a los AMP mediante diversos mecanismos, como la alteración de las membranas bacterianas, la modificación del potencial iónico celular bacteriano y la producción de biopelículas.

Los bacteriófagos son virus que se replican mediante bacterias específicas. Dependiendo sus interacciones con las bacterias y su ciclo de vida, los fagos se pueden dividir en líticos (o virulentos) y lisogénicos.

• Los bacteriófagos se clasifican en muchos órdenes y 15 familias.
• La mayoría de los fagos (96%) pertenecen al orden Caudovirales, que corresponde a los fagos con cola. Este orden se divide a su vez en tres familias:
  • Siphoviridae (que incluye el 61% de los fagos con cola),
  • Myoviridae (25%) y
  • Podoviridae (14%).
• Las mutaciones en los lipopolisacáridos de la membrana pueden hacer que las bacterias se vuelvan resistentes a los fagos. Para evitar este problema, se recomienda administrar cócteles de fagos en lugar de fagos aislados.
• Sólo se deben utilizar fagos líticos potentes con genomas bien caracterizados.

La resistencia a los antimicrobianos es un problema que debe ser vigilado de cerca, y se deben implementar estrategias de control, ya que afecta la sostenibilidad y rentabilidad del sistema de producción avícola.