Bacteriófagos

“Qué son, cómo actúan y sus ventajas competitivas”

Oscar Morales y Diana Olamendi
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CTC Bio

Los tiempos en los que nos ha tocado vivir (y producir), requieren de mayor control y racionalidad al uso de los antibióticos, siendo esto una respuesta de la industria hacia las recomendaciones de la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación), y las de la OMS (Organización Mundial de la Salud), a fin de inclinarse la reducción de las resistencias bacterianas mediante el uso racional de antibióticos.

La industria pecuaria ha asumido este gran reto mediante la adopción de programas de reducción, uso racional y – en algunos casos- la eliminación del uso de antibióticos a fin de continuar produciendo en forma segura, eficiente y aceptable para los mercados y el consumidor.

Los bacteriófagos han sido desarrollados como una alternativa para reemplazar el uso de antibióticos, e inclusive hacer sinergia con ellos. En el libro de “Microbiología e Inmunología”, el Doctor Gene Mayer Professor emeritus, de la Escuela de Medicina de la Universidad de Carolina del Sur, describe a los bacteriófagos de la siguiente manera:

“Los bacteriófagos son los microorganismos más abundantes en la Tierra y son normalmente conocidos como fagos, estos son agentes microscópicos que infectan a bacterias específicas, y cuentan con ácido nucleico el cual puede ser DNA o RNA, pero no ambos. Los ácidos nucleicos de los fagos en ocasiones son protegidos de las endonucleasas por bases modificadas, para que éstos no se rompan como sucede con los ácidos nucleicos de la bacteria huésped durante la infección”.

Estructura del Bacteriófago

1. Tamaño – Los fagos son pequeños: pueden estar entre un rango de 24- 200 nm de longitud y 80-100 nm de ancho
2. Cabeza o Cápside – Los fagos poseen estructuras a manera de cabezas o cápsides, algunos son icosaédricos y otros son filamentosos; varían de tamaños… y esta forma actúa como una protección para el ácido nucleico que está dentro de ella. También está compuesta de varias copias de una o más proteína
3. Cola – La mayoría de los fagos tienen una cola unida a la cabeza, esta cola semeja un “tubo hueco” que perfora la bacteria e inserta el ácido nucleico del fago durante la infección. La cola llega a estar rodeada de una cortina retráctil que ayuda a la hora de la infección.

Modo de acción

En algunos fagos puede presentarse una placa en la base y una o más fibras unidas, las cuales están involucradas en la unión de los fagos con las células bacterianas. Si bien no todos los fagos cuentan con ella, existen otras estructuras que se ven asociadas en esta unión.

a) Bacteriófagos de acción lítica

Fijación

La infección de los fagos inicia cuando las fibras o puntas, se adhieren y fijan a las superficies bacterianas específicas.

Penetración e inyección del genoma Después de esta fijación irreversible, usando su enzima, el fago hace una perforación en la pared de la bacteria e inyecta su ácido nucleico el cual pasa a través de su cola dentro de la bacteria hospedera. En esta función se transfiere el material genético específico de los fagos.

Replicación del genoma y ensamble de nuevos fagos

El ARN polimerasa de la bacteria huésped, reconoce los promotores de los fagos, los cuales son direccionados a la codificación de los componentes del fago. Los genes del bacteriófago toman el control del funcionamiento de la bacteria y hacen que la bacteria se dedique a fabricar nuevos fagos en forma masiva. En las nuevas procapsides se empaca el DNA, después se desarrollan las patas, las cápsulas de la cabeza y al final las colas son ensambladas.

Cuando la bacteria llega a contener cientos de fagos, las enzimas de éstos lisan la pared bacteriana, destruyendo la bacteria a manera de una explosión que libera cientos de fagos que salen a infectar otras bacterias. Cada uno de estos ciclos explosivos se denomina “ráfaga de bacteriófagos”, y multiplica la cantidad de bacteriófagos entre 100 y 200 veces.

b) Bacteriófagos de acción lisogénica

Algunos tipos de fagos llamados lisogénicos, tienen un ciclo de multiplicación diferente: el material genético del fago se integra dentro el ADN de la bacteria hospedera, permanece inactivo y se replica inofensivamente junto con el ADN de la bacteria, transmitiéndose a la progenie cada vez que la bacteria se divide. El genoma del virus se mantiene latente en la población de bacterias hospederas. Cuando las bacterias son sometidas a condiciones de estrés el genoma del fago se vuelve activo e inicia un ciclo lítico que terminan con la lisis de las bacterias hospederas. Los fagos lisogénicos no se utilizan como herramientas de control bacteriano.

VENTAJAS DE LOS BACTERIÓFAGOS

eXolution® Bacteriophage F

Este es un coctel de bacteriófagos líticos para el control de enterobacterias patógenas desarrollado e investigado por CTCBIO en Corea. El producto es compatible con la mayoría de los procesos de fabricación del alimento, y tiene varias ventajas:

• Los bacteriófagos pueden ser utilizados como alternativa a los antibióticos para control de poblaciones
• También pueden usarse en conjunto con los antibióticos ya que muestran un gran efecto sinérgico.
• Cumplen con una función bactericida, pues los bacteriófagos contenidos en eXolution® Bacteriophage F han sido seleccionados por tener únicamente ciclos líticos, que siempre terminan con la muerte de la
• Los bacteriófagos son eficaces contra bacterias sensibles y resistentes a antibióticos, debido a que su efecto lítico es independiente de los mecanismos de resistencia
• Las enzimas del bacteriófago tienen acción sobre las biopelículas (biofilms) formadas por las
• Al controlar específicamente poblaciones de bacterias enteropatógenos, disminuye la inflamación y las lesiones en tracto
• Como consecuencia se obtienen mejores resultados sanitarios y productivos: los animales expresarán mejor su potencial

Resultados en campo con eXolution® Bacteriophage F: mejoras sanitarias reflejadas en producción y rentabilidad

ANTECEDENTES

En 2019, una importante compañía productora de huevo de mesa, en Colombia, estaba enfrentando una situación sanitaria compleja: presentación de heces acuosas, incremento de mortalidad, aumento del porcentaje de huevo mala calidad, disminución en el peso del huevo y bajas en producción. Los análisis clínicos, microbiológicos y de histopatología indicaron lesiones intestinales y sistémicas complicadas por presencia de E. coli, Salmonella spp y Clostridum perfringens.

Se decidió iniciar la aplicación de eXolution® Bacteriophage F en un grupo de 45,270 aves de 30 semanas de edad, comparándolo con un grupo control de 134,826 aves de la misma edad. La evaluación comparativa se hizo por 8 semanas, entre las 30 y 38 semanas de edad de las aves.

Mortalidad y huevos por ave alojada (h.a.a): Se mostró una diferencia de 4.5% a favor del grupo tratado por eXolution® Bacteriophage F, la disminución de mortalidad se reflejó con 2.0 más huevos por ave alojada (h.a.a) durante las 8 semanas de prueba.

*Por los resultados, menor mortalidad, mayor número de h.a.a la granja adopto el uso de eXolution en todas las aves.

Masa de huevo: La clasificación del huevo por peso mostró que las aves que recibieron eXolution® Bacteriophage F redujeron significativamente la cantidad de huevo pequeño, produciendo huevos de mayor peso especialmente en las categorías AA y AAA.

PIGMENTACIÓN Y SALUD INTESTINAL

En otra situación de campo, en una granja de ponedoras cuyas aves presentaban alteraciones digestivas leves

– diagnosticada como disbacteriosis- se realizó una evaluación comparativa con 73,000 ponedoras recibiendo eXolution® Bacteriophage F en el alimento en dosis de 500 g/ton. Un grupo de 72,400 aves sirvió como control no tratado.

RESULTADOS

Mortalidad y huevos por ave alojada (h.a.a): Se mostró una diferencia de 4.5% a favor del grupo tratado por eXolution® Bacteriophage F, la disminución de mortalidad se reflejó con 2.0 más huevos por ave alojada (h.a.a) durante las 8 semanas de prueba.

*Por los resultados, menor mortalidad, mayor número de h.a.a la granja adopto el uso de eXolution en todas las aves.

Masa de huevo: La clasificación del huevo por peso mostró que las aves que recibieron eXolution® Bacteriophage F redujeron significativamente la cantidad de huevo pequeño, produciendo huevos de mayor peso especialmente en las categorías AA y AAA.

PIGMENTACIÓN Y SALUD INTESTINAL

En otra situación de campo, en una granja de ponedoras cuyas aves presentaban alteraciones digestivas leves

– diagnosticada como disbacteriosis- se realizó una evaluación comparativa con 73,000 ponedoras recibiendo eXolution® Bacteriophage F en el alimento en dosis de 500 g/ton. Un grupo de 72,400 aves sirvió como control no tratado.

RESULTADOS

Durante las 8 semanas de tratamiento se observó un aumento gradual de la pigmentación de las yemas en las aves tratadas con eXolution® Bacteriophage F: la diferencia observada entre 1 y 2 en la escala del abanico colorimétrico es significativa y valiosa para el mercado.

* Por los resultados obtenidos y por el mayor valor obtenido en la comercialización del huevo, la granja adoptó el uso de eXolution® Bacteriophage F.