Visión actual de la terapia fágica en la producción avícola

A) Estudio de la viabilidad de ooquistes de Coccidios expuestos a ZIx VIrox® .

% ooquistes viables

Tiempo de exposición

B) Porcentaje de desenquistamiento de ooquistes de Coccidios expuestos a ZIx VIrox® . % ooquistes desenquistadosAlto poder absorbente

Tranquiliza y entretiene en los lechones destetados

Mejora los índices productivos

No irritante para las personas y animales

El polvo respirado no irrita las vías respiratorias Aún con humedad no irrita la piel ni mucosas En caso de ingestión es inocuo

Respeta el medio ambiente Eficaz antibacteriano

Mejora el equilibrio mineral de purines o estiércoles No contiene fosfatos que provocan la eutrofización del medio

COMPOSICIÓN

Extractos de plantas. Algas. Minerales. Compuestos orgánicos Tiempo de exposición DESTINO Uso en todas las especies animales: cerdos, gallinas ponedoras, gallinas reproductoras, broilers, patos, pavos, perdices, codornices, faisanes, avestruces, conejos, corderos, terneros, vacas de leche, caballos

zix

Biocidas Biodegradables ZIX

Porcino:

Evita la transmisión de la cerda al lechón de gérmenes patógenos Lechones: rebozarlo en LITAZIX al nacimiento. Aplicar en suelo o placa de calor ISO 9001 zixDestete de lechones con estrés: espolvorear LITAZIX sobre suelo y animales Avicultura: Primeros días de vida. Zonas de humedad, aplicar en zona de bebederos y comederos. Aves con problemas de patas. Prevención de salmonella Rumiantes: Aplicar Litazix solo o mezclado con la cama en zonas de animales jóvenes y de descanso (cubículos) Conejos: Nidos de gazapos DOSIS Aplicación directa en la cama, cubículo, nido o box. De 50 a 400 gr/m2 Ver ficha técnica. Puede ser mezclado con la cama de paja, arroz, viruta, serrín o papel, etc. zix Nº 9000848-Q ISO 9001 Certificación BUREAU VERITAS ISO 14001 Litazix

BUREAU VERITAS PRESENTACIÓN BUREAU VERITAS

zixProducto en polvo. Sacos de 25 kg. Saco de 10 kg para conejos N.º Registro: Nº 9000848-Q Certificación Nº 9000848-MA Certificación Desinfectante Secante Biológico para Camas Pasaje Baleares 4, oficina 1 22004 Huesca (España) Tels. +34 974 230 381 +34 670 210 100 Fax +34 974 218 751 bbzix@bbzix.com www.bbzix.com Biocidas Biodegradables ZIX MAPA: Ministerio de Agricultura: Empresa BBZIX registrada en: Productos Zoosanitarios para la Higiene, Cuidado y Manejo de los Animales: HCM-0102 MAPA: Ministerio de Agricultura: 01063-H Bactericida, Virucida, Fungicida Evita la entrada de gérmenes a través de Heridas de piel Cordón umbilical Nº 9000848-MA ISO 14001 Certificación BUREAU VERITAS

Mamas zix Aparato urogenital Cicatrizante

VISIÓN ACTUAL DE LA TERAPIA FÁGICA EN PRODUCCIÓN

AVÍCOLA

Pilar Cortés, Montserrat Llagostera

Grupo de Microbiología Molecular. Departamento de Genètica i Microbiologia. Universitat Autònoma de Barcelona.

La producción intensiva en el sector avícola, estimada en alrededor de 132 millones de toneladas de carne de pollo en 2026 sólo es factible adoptando estrategias que permitan el control y prevención de infecciones con un importante impacto económico en dicho sector.

2018

En el año 2018, las dos zoonosis más comunes en humanos en la Unión Europea (EU) fueron causadas por

Campylobacter y Salmonella con un total de 246.571 y 91.857 casos, respectivamente. En este mismo año, la incidencia de infección (por cada 100,000 habitantes) en los Estados Unidos fue de 19,5 para Campylobacter y 18,3 para Salmonella.

La causa en la mayoría de casos fue el consumo de productos contaminados derivados de la avicultura.

Tanto Campylobacter como muchos serotipos de Salmonella enterica no producen enfermedad en las aves. No obstante,

S. Gallinarum o S. Pullorum o ciertas cepas de Escherichia coli son responsables de infecciones que causan significativas pérdidas económicas en el sector.

Para evitarlo se ha producido un abuso y mal uso de los antibióticos lo cual ha contribuido a la emergencia de patógenos bacterianos multiresistentes a antibióticos que resultan ineficaces en el tratamiento de determinadas infecciones bacterianas tanto en humanos como en animales.

En este sentido, la UE, siguiendo las últimas recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS), ha aprobado una regulación con aplicación en el año 2022, limitando aún más el uso preventivo de los antibióticos en avicultura.

A pesar de ello, se requieren

estrategias alternativas o complementarias a los antibióticos como la terapia fágica, para frenar la transmisión de patógenos resistentes a los antibióticos a través de la cadena alimentaria.

Los bacteriófagos virulentos, comparados con los antibióticos, aportan varias ventajas como:

Su origen natural Una alta especificidad La no afectación de la microbiota comensal

Capacidad de autoreplicación Baja afectación de las células del hospedador

No obstante, también presentan algunas desventajas como:

Su reducido rango de hospedador

El posible desarrollo de resistencias a los mismos,

Su posible degradación en ambientes adversos (p.ej. pH ácido del estómago)

Estas limitaciones pueden superarse utilizando cócteles de bacteriófagos que reconozcan diferentes receptores bacterianos o su encapsulación para protegerlos.

La eficacia de la terapia fágica en avicultura para el control de infecciones producidas por Campylobacter, Salmonella y E. coli ha sido previamente revisada.

A la derecha pollos de engorde en granjas experimentales y a la izquierda bacteriófagos de cola corta (superior) y de cola larga (inferior)

En el presente artículo se resumen los avances en los últimos 6 años con referencia al uso de bacteriófagos no encapsulados y encapsulados (Tabla 1).

La mayoría de los estudios son de carácter experimental y la efectividad de la terapia fágica es desigual, influenciada por diferentes factores como el tipo de microorganismo, la edad de los animales, la vía y el momento de la administración de los bacteriófagos o características individuales del fago o su especificidad.

La administración oral de bacteriófagos pertenecientes a los grupos II y III (Tabla 1) ha demostrado ser efectiva para el control de Campylobacter. Así, tanto la administración secuencial de dos fagos CP14 (II) y CP68 (III) (18) como de un cóctel de dos bacteriófagos CP20 (II) y CP 30A (III) en una suspensión al 30% de CaCO3 (19) produjeron reducciones significativas (> 2 log10 cfu/g) en pollos.

Además, se demostró que dicho tratamiento

no afectaba la composición de su microbiota intestinal.

Por lo que respecta a Salmonella, los estudios publicados difieren respecto a la especie (gallinas ponedoras, pollos de engorde y codornices), vía y pauta de administración (Tabla 1).

En gallinas ponedoras, la administración oral de un cóctel de dos fagos o de dos

dosis de un fago suministradas mediante

espray en una granja comercial con presencia de Salmonella reportaron discretas reducciones.

En pollos de engorde, la administración de un cóctel de fagos en agua de bebida en una granja comercial con presencia de Salmonella o en una granja experimental alcanzó resultados

similares.

Mayor eficacia se obtuvo administrando los bacteriófagos por vía oral simultáneamente o ligeramente posterior a la infección con Salmonella, o de forma previa a la infección y con

dosis continuas durante varios días (Tabla 1).

En este sentido, la aplicación de altas multiplicidades

de infección (MOI) (10⁶-10⁷) consiguió la ausencia de

Salmonella en ciego durante gran parte del período de estudio.

En otros estudios, con una MOI de 100, se obtuvo la

ausencia de Salmonella en órganos internos y reducciones

significativas en ciego desde el comienzo del estudio. Con una MOI similar, la administración de un cóctel de 21 fagos produjo una moderada disminución de Salmonella en ciego. Es destacable la reducción significativa de la

mortalidad causada por S. Pullorum en pollos obtenida por el fago YSP2 administrado a una MOI de 1000.

Por último, la administración diaria del fago PSE por

vía oral o aérea consiguió también la ausencia de Salmonella.

Con referencia a la terapia fágica frente a la

colibacilosis (Tabla 1), el tratamiento con fagos

mediante espray de las camas de las jaulas

y la administración por vía intramuscular de un cóctel de fagos consiguieron una reducción

significativa de la mortalidad, prevención de desarrollo de la infección y mejoras del estado

general (p. ej. peso) de pollos infectados.

En codornices, se obtuvieron reducciones similares de E. coli en pulmones y retraso en la aparición de signos clínicos tras la administración por vía intratraqueal.

Los trabajos mencionados refieren el uso de fagos libres. Los estudios empleando fagos encapsulados son escasos. Destacan

los experimentos en pollos de engorde de Colom y cols.,

contra Salmonella en los que la administración oral de

un cóctel de tres fagos encapsulados en liposomas y

alginato/CaCO3 antes y durante 7 días posinfección, mejoró significativamente la eficacia de la terapia fágica ya que permitió prolongar la reducción de Salmonella incluso una semana después de la administración del tratamiento (Tabla 1).

De forma similar, en el tratamiento de colibacilosis la

administración oral de una dosis del fago øKAZ14 encapsulado en quitosano permitió obtener una

supervivencia significativa (83,3 %) y destacables reducciones de E. coli en heces, pulmón, bazo y sangre.

Tabla 1. Estudios de terapia fágica en aves para el control de Campylobacter spp., Salmonella spp.y Escherichia coli desde 2014 hasta la actualidad.

Animales Contaminación

Pollos (1 día) Pollos (14 días) Pollos (45 días) Pollos (1 día) Codorniz (1 día) Gallinas ponedoras (41 semanas) Pollos (1 día) Gallinas ponedoras (60 semanas) Pollos (1 día) Pollos (18 días) Oral: C. jejuni 109

cfu/ml+ CaCO3 Oral: C. jejuni

10⁷ cfu/ml Oral: S. Enteritidis

10⁷ cfu/ml Cloaca: S. Typhimurium 1010 cfu/ml Oral: S. Enteritidis 1,2 x 10⁹ cfu/ml Oral e intracloacal: S. Enteritidis 10⁸ cfu/ml Ora 10⁵ cfu/pollo: i) S. Typhimurium y ii) S. Enteritidis Granjas contaminadas con S. Enteritidis Oral: S. pullorum 5 x 10⁷ cfu/pollo Granjas comerciales contaminadas con Salmonella

Tratamiento Efecto (reducción) Referencia

Campylobacter spp. (Fagos no encapsulados)

Oral: i) y iii) fago CP14 (5 x 10⁸ pfu/animal) ii) Cóctel de CP14 y P81 (5 x 10⁸ pfu/animal), día 27 de vida Oral: Cóctel (CP20 y CP30A; 10⁷ pfu/ml+ 30% CaCO3), día 24 de vida Oral: Cóctel de 21 bacteriófagos (10⁹ pfu/ml), 1 h posinfección Cloaca: Bacteriófago Φ st1 (1012 pfu/ml), 1 h posinfección Bacteriófago PSE. Tres días antes de la infección, una dosis cada 24 h durante 6 días: i) Oral (10⁹ pfu/ml) ii) Aérea por el pico (2 x 1010 pfu/ml) Cóctel de fagos (SP-1 y STP-1): i) 0,1 % y ii) 0,2 % ii) S. Enteritidis (1,03 x 1012 pfu/pollo), días 1, 2, 3, 6, 8, 10, 13, y 15 de vida Espray de dos dosis de bacteriófago (día 1 y 2) (10⁸ pfu/ml) Oral: bacteriófago YSP2 (1 × 10⁶ a 1 × 1010 pfu/ml) 2 h posinfección Agua bebida: Cóctel de seis fagos (Salmofree®) (10⁸ pfu/ml), días 18, 27 y 35 de vida iii) fago CP68 (5 x 1010 pfu/animal), día 28 de vida Ciego: i) >1 log10 a las 72h (p=0,0137) iii) > 3 log10 (p=0,0111)

ii) No reducción Ciego: 2,37 y 1,32 log10 cfu/g (2 y 5 días postratamiento, respectivamente; P ≤ 0,032) Íleon y colón: 1,36 (P=0,008) y 1,74 log10

Salmonella spp. (Fagos no encapsulados)

cfu/g (P ≤ 0,041) (3 días postratamiento) Ciego: 2 log10 cfu/ml (desde 3h hasta final estudio). Buche: 1 log10 cfu/ml desde 3h postratamiento. Indetectable hasta final

estudio (P > 0,001). Ciego: 5,55 log10 cfu a 6 y 12 h posinfección (P < 0,05). No detección (24 h-final estudio) No detección en hígado, corazón y bazo i) y ii) Ciego: ausencia de S. Enteritidis (12h posinfección-35 días). Oral: mayor eficacia profilaxis y tratamiento ausencia en ovario a 7 días posinfección posinfección (P < 0,05) i) y ii) Ciego: ausencia de Salmonella, día 5 hasta final del estudio (24h-7 días postratamiento) Reducción mortalidad del 50-20% hasta 10 días posinfección (dosis 1010 pfu/ml; P < 0.05) Hisopo cloacal: Reducción Salmonella a día 27 y ausencia a día 35. 18

19

24

25

Oral: i) S. Typhimurium (1,18 x 1011 pfu/pollo) y

ii) Ciego (0,98 log10) y bazo (0,4 log10), (P < 0,05). Heces (0,86 log10) a 6 días

Heces: 0,95-1,37 log10 cfu/g (P < 0,05)

28 20

27

21

26

22

Tabla 1. (continuación)

Animales

Pollos (1 día)

Pollos (1 día)

Pollos (1 día)

Pollos (1 día)

Contaminación

Oral: S. Enteritidis 6 x 10⁶ cfu/animal

Oral: S. Typhimurium 10⁷ cfu/animal

Oral: S. Typhimurium 10⁷ cfu/animal

i) Espray cama de jaulas: E. coli 2,8 x 108 cfu/ml ii) Oral: E. coli 5,5 x 108 cfu/ml

Tratamiento Efecto (reducción) Referencia

Salmonella spp. (Fagos no encapsulados)

Agua de bebida: Cóctel fagos (CNPSA 1, CNPSA 3, y CNPSA 4). i) día 6 a 10 de vida: 2,9 x 1010 pfu/pollo ii) día 31 a 35 de vida: 6,8 x 1010 pfu/pollo i) Ciego: 0,38 log10 cfu/g; día 1 al 10 postratamiento ii) Ciego: 1,08 log10 cfu/g; día 4 al 10 postratamiento (P ≤ 0,05)

Salmonella spp. (Fagos no encapsulados)

Oral: Cóctel fagos (UAB_Phi20, UAB_Phi78 y UAB_Phi87) no encapsulados y encapsulados en liposomas (1010 pfu/pollo) día -1 hasta día 7 posinfección. Mayor eficacia cóctel fagos encapsulados. Ciego: 3,8-1,5 cfu/g a los 8-15 días posinfección (P< 0,001)

Oral: Cóctel fagos (UAB_Phi20, UAB_Phi78 y UAB_Phi87) no encapsulados y encapsulados en alginato/CaCO3 (1010 pfu/pollo) día -1 hasta día 7 posinfección. Mayor eficacia cóctel fagos encapsulados. Ciego: 3,6-1,7 log10 cfu/g a los 8 (P< 0,001)-15 días (P< 0,05) posinfección

Escherichia coli (Fagos no encapsulados)

ii) Cóctel: 2 a 10 posinfección Retraso aparición signos clínicos (6 días días posinfección (P < 0,001)

Escherichia coli (Fagos encapsulados)

Fago encapsulado: 1) Disminución de la mortalidad (83,3 % supervivencia) Fago encapsulado y no encapsulado: Mejora de peso (P ≤ 0.05) a 21 días posinfección 23

Espray cama jaulas: Bacteriófago SPR02 (8 x 10⁸ pfu/ml) Reducción mortalidad hasta final experimento, i) (P ≤ 0,05) Prevención colibacilosis en la primera semana, aumento significativo de peso; i y ii (P ≤ 0,05) 33

34

Pollos (1 día) Oral: E. coli APEC-CH2 (O78) (OD600 ≈ 0,6) Cóctel fagos (PhAPEC2, PhAPEC5, PhAPEC7, y PhAPEC9) 2h posinfección: i) Intratraqueal; ii) intra-esofágica y iii) agua de bebida Tratamiento con fagos no reduce la mortalidad, ni produce mejora en el peso de los animales

Codorniz (1 día) Inyección sacos aéreos torácico (10⁸ cfu; E. coli (O78:K80 y O2:K1) Intramuscular (1010 pfu), i) fago TM3 o ii) cóctel de 4 fagos, 8 horas posinfección. Mayor eficacia, mejora de peso desde día 14 posinfección hasta final estudio (P<0,05) y reducción mortalidad (P<0,05). Pulmón: 2-3 log10 cfu/g, días

Pollos (1 día)

Pollos (1 día) Traquea E. coli APEC (O78) 10⁸ cfu

Traquea: E. coli O1:K1:H7 (109 cfu/ml) Traquea: fagos (108 pfu) días 1, 5, 8 y 13 de vida posinfección) Pulmón: 2-3 log10 cfu/ml, a los 9 y 15

Oral (107 pfu/ml): fago ΦKAZ14 no encapsulado y encapsulado en quitosano, 2h posinfección 2) Heces: 6,47 log10 cfu; P ≤ 0,05) días 7-21 posinfección. Pulmón, bazo y sangre: 1,4 -2,6 log10 cfu días 7- 28 posinfección 29 32

31

30

35

Es importante mencionar que, en

todos estos estudios se utilizaron concentraciones de infección de los diferentes patógenos muy superiores a los que se pudieran encontrar en cualquier granja en situación real.

Es evidente, por tanto, la efectividad de la terapia fágica en el control de este tipo de patógenos en avicultura. Sin embargo,

la política existente en la UE respecto al uso de bacteriófagos en la prevención de enfermedades, impide actualmente el uso de productos basados en fagos en

avicultura en los países miembros. Aunque existen productos basados en fagos en el sector agroalimentario, sólo existe referencia de un producto comercial para su uso en Rusia y Ucrania como aditivo en agua en el sector avícola (https://www. proteonpharma.com/).

Además, la Agencia de Seguridad

Alimentaria Europea (EFSA) no concede a los bacteriófagos la calificación de QPS

(Qualified Presumption of Safety).

Esto contrasta con lo que ocurre en los Estados Unidos donde la FDA (Food and Drug Administration) si reconoce su categoría como GRAS (Generally Recognized As Safe) y permite la comercialización de

hasta 10 productos para uso en la industria

alimentaria.

Además, recientemente el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) ha permitido la aplicación de fagos en el ganado previamente a su sacrificio.

Otros países como Israel, Canadá, Suiza, Australia y Nueva Zelanda están adoptando estrategias similares.

De forma similar al uso compasivo de la

terapia fágica en humanos, a la espera de que la Agencia Europea del Medicamento (EMA) desarrolle una legislación específica,

los bacteriófagos podrían aplicarse en el ámbito de la producción animal para resolver problemáticas concretas evitando, de ese modo, el uso de antibióticos.

De hecho, estrategias de este tipo se están utilizando en granjas avícolas en España y Portugal con resultados prometedores (comunicación personal). No obstante, es indispensable que

agencias como EFSA o EMA se involucren en el desarrollo de una legislación apropiada.

En este sentido, iniciativas como el proyecto Phagovet (Ref 820523), enmarcado dentro de la iniciativa Fast Track to Innovation del programa Horizon 2020 de la Comisión Europea y formado por un consorcio de empresas de España, Portugal y Polonia y con la participación del grupo de Microbiología Molecular de la Universitat Autònoma de Barcelona pueden contribuir a ello.

Este proyecto tiene como un primer objetivo desarrollar productos basados

en un cóctel de fagos para su uso como biocida y aditivo alimentario contra Salmonella en producción avícola.

Pero además pretende establecer

contactos con las agencias ECHA (European Chemicals Agency) y EFSA para incentivar el desarrollo de una regulación específica para los bacteriófagos que eviten posibles prácticas de uso no controlado en el entorno de la producción animal y que permitan registrar dichos productos para su futura comercialización.

Se pueden entender las reticencias expresadas por las diferentes agencias respecto la seguridad en la producción, aplicación y efectividad de los fagos, pero

la comunidad científica y las empresas, conscientes de ello, trabajan desde hace tiempo en la implementación de buenas prácticas de manufactura (GMP, Good Manufacturing Practices) y una profunda investigación en la selección de los fagos para asegurar su seguridad.

Esperemos que en un futuro próximo se emitan regulaciones que permitan la comercialización de productos basados en fagos que contribuyan a reducir la mortalidad debido al consumo de alimentos contaminados, estimadas por la OMS en unas 420.000 al año a nivel mundial y a mejorar las pérdidas económicas en producción animal.

El uso de los bacteriófagos en este sector supone una solución segura para el medioambiente, los animales y los seres humanos.

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