Control biológico de nemátodos gastrointestinales en rumiantes mediante la bioencapsulación de Duddingtonia flagrans para su administración en agua de bebida

SAGÜÉS MARÍA F.; GARCIA M.C; IGLESIAS LUCÍA E.; FERNÁNDEZ ALICIA S; GUERRERO I.; ZEGBI S.; SAUMELL CARLOS A.

Centro Metropolitano de Diseño, CABA, Argentina.

Simposio; IV Simposio Argentino de Procesos Biotecnológicos; 2016

Los parásitos gastrointestinales de los rumiantes son una de las principales causas de pérdidas económicas en las producciones pastoriles en todo el mundo, Argentina no escapa a este problema. Los antiparasitarios de origen químico son el método de control mas difundido y han sido utilizados en las últimas décadas de forma desmedida y sin control profesional. Esto ha provocado tanto el desarrollo de resistencia a los diferentes principios químicos por parte de los nemátodos como efectos indeseados tanto en el ambiente como en los productos de origen animal dada la presencia de residuos químicos. Ante esta realidad y dada la mayor demanda de productos orgánicos y producciones ecológicas el control biológico mediante hongos nematófagos es una de las alternativas con mayor proyección en la actualidad. En este trabajo se plantea el desarrollo de una forma de administración de Duddingtonia flagrans, hongo predador de nemátodos, en el agua de bebida, siendo aplicable a todo tipo de sistema y categoría productiva. Mediante la técnica de gelificación iónica se busca encapsular al hongo con el objetivo de que las cápsulas formadas tengan la propiedad de flotar y mantener viable al hongo a través de la ingestión de agua por los animales, eliminación del hongo en las heces y su posterior acción en el medio ambiente.IntroducciónEl control biológico de los nemátodos gastrointestinales del ganado mediante el uso de hongos nematófagos es un método ecológico que permitiría reducir el uso de antiparasitarios químicos en las producciones ganaderas pastoriles. El hongo nematófago D. flagrans tiene la capacidad de atravesar el tracto gastrointestinal de los rumiantes luego de su administración oral y al ser eliminado junto con las heces, actuar en su microambiente atrapando las formas pre-parasiticas de los nematodos gastrointestinales. De esta manera se evita su diseminación a las pasturas logrando disminuir la infectividad. Esta fase libre de los parásitos representa el 95% del total de los mismos y solo el 5% se encuentra cumpliendo la fase parasitaria dentro del tracto gastrointestinal sobre los que actúan los productos químicos. A pesar de que hace años se trabaja con este hongo no se han desarrollado en el país productos comerciales para su administración en animales en pastoreo. MetodologíaLa bioencapsulación por gelificación iónica propone la incorporación de un microorganismo vivo a un sistema de polímeros biodegradables. La formación de cápsulas se produce al gotear alginato de sodio en un medio de cloruro de calcio en constante agitación (Aydin y cols., 1996). La adición de bicarbonato de sodio y ácido acético permite que la reacción genere además dióxido de carbono que al disminuir la densidad de las cápsulas les permite flotar (Badve y cols., 2007). Al sistema se incorpora además el hongo D. flagrans y aceite.Se probaron diferentes concentraciones de alginato de sodio (1%, 2%, 2,2%; 2,5% y 3%) y molaridades de cloruro de calcio (0,1 M y 0,25 M). Se evaluó el efecto de distintas cantidades de aceite de girasol para disminuir la tensión superficial de las cápsulas en el medio líquido donde se administraron. Se optimizaron las velocidades de goteo y de agitación, el diámetro de la aguja utilizada y la distancia de goteo además del tiempo necesario para su endurecimiento.ResultadosLos mejores resultados se obtuvieron con las mayores cantidades de bicarbonato de sodio y ácido acético con formación de mayor dióxido de carbono. Estas cápsulas requirieron la utilización de alginato de sodio a mayor concentración (3%) para no afectar la rigidez de la pared y así mantener una estructura esférica, que produzca cápsulas regulares y homogéneas (diámetro: 2mm). Se logró un tiempo de flotabilidad de 80 hs con porcentajes menores de las mismas hasta por cuatro semanas. Las cápsulas obtenidas en cada ensayo fueron sembradas en placas de agar agua con nemátodos de vida libre (Panagrellus spp) demostrando en todos los casos desarrollo del hongo y formación de redes tridimensionales para atrapamiento de los mismos. Esto muestra que ni los componentes ni sus concentraciones afectaron a D. flagrans. Al ser evaluado el rendimiento de encapsulación del hongo se demostró un porcentaje mayor al 80%. La estabilidad del hongo se evaluó durante siete semanas en medio líquido a 24ºC demostrando que la estructura de la cápsula no se altera y que el hongo permanece encapsulado.DiscusiónLa bioencapsulación de D. flagrans permitiría tanto el desarrollo de una forma para su administración como una protección para que las diferentes estructuras del hongo atraviesen el tracto gastrointestinal de los rumiantes. Esta forma de administración a través del agua de bebida, podría ser adoptada en cualquier tipo de explotación y especie animal o región geográfica, A estas ventajas descriptas debemos agregar que el uso de D. flagrans como agente de control biológico ha demostrado ser inocuo para el medio ambiente y los animales sin dejar residuos en los productos de origen animal (Knox y cols., 2002; Saumell y cols., 2008).ConclusionesSe lograron desarrollar cápsulas con estructura regular y homogenea, buenos tiempos de flotabilidad y manteniendo viable al hongo. Si bien es necesario una etapa donde las cápsulas sean evaluadas al ser administradas a animales los resultados preliminares son promisorios.BibliografíaAydín, Z.; Akbuğa, J. (1996). Preparation and evaluation of pectin beads. International journal of pharmaceutics. 137, 133-136Badve, S. S.; Sher, P.; Korde, A.; Pawar, A. P. (2007). Development of hollow/porous calcium pectinate beads for floating-pulsating drug delivery. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 65, 85-93.Knox, M.R.; Josh, P.F.; Anderson, L.J. (2001). Environmental impact of Duddingtonia flagrans deployment in sheep faeces. 18th International Conference of the World Association for the Advancement of Veterinary Parasitology, 26-30 August 2001, Stresa, Italy, Abstracts, p.122.Saumell, C.; Fusé, L.; Iglesias, L.; Fernández, S.; Fiel, C. (2008). Enfoque bioecológico del potencial de los hongos nematófagos en el control biológico de tricostrongilideos de rumiantes. Revista de Medicina Veterinaria. 89, 45-54.