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¿Cómo evolucionan los genes de resistencia a antibióticos en los cerdos?


Los agentes antimicrobianos se usan de forma regular en la mayoría de sistemas de producción animal a nivel mundial con el objetivo de mejorar el estatus sanitario y el bienestar del ganado.

En los últimos años, ha incrementado la preocupación por la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos como consecuencia de, entre otras causas antropogénicas, este uso en los animales destinados al consumo humano.

En el Reino Unido, el 52 % de todos los antibióticos usados en producción animal se destinan al porcino y a la avicultura, con las tetraciclinas a la cabeza de la lista de clases de antimicrobianos más vendidas.

Las resistencias antimicrobianas en el sector porcino

Debido a la importancia del uso de antibióticos en el sector porcino, las asociaciones entre el uso de los antibióticos y la aparición de resistencias antimicrobianas (RAM) se han estudiado ampliamente.

Más concretamente, la administración de antibióticos se ha asociado con el aumento de RAM en bacterias como Escherichia coli, Staphylococcus aureus y las distintas especies de Campylobacter, Salmonella y Enterococcus.

Los estudios moleculares han revelado una gran diversidad y riqueza de genes relacionados con las RAM en cerdos a los que se les ha suministrado oxitetraciclina en el pienso; además, el origen de la granja se asoció con la abundancia de genes RAM detectados en las heces en matadero gracias al uso de la PCR cuantitativa y de conjuntos de datos metagenómicos.

Aun así, existen pocos estudios longitudinales sobre la presencia de RAM en producción porcina y la información sobre el uso de antibióticos en estos sistemas de producción suele derivar de los datos a nivel nacional en lugar de centrarse en los registros de medicamentos a nivel de granja.

¿Cómo evolucionan los genes de resistencia antimicrobiana en una granja de cerdos?

Este estudio ha sido conducido por un equipo de investigadores del Roslin Institute, con la colaboración del Scotland’s Rural College (SRUC), y se ha podido llevar a cabo gracias a los fondos del Natural Environment Research Council (como parte de la AMR Cross Council Initiative) y del Gobierno de Escocia.

Los investigadores analizaron las dinámicas de la población antimicrobiana y la abundancia y diversidad de los genes relacionados con las RAM a lo largo de seis meses de un ciclo de producción en una granja de cerdos.

Semanalmente, se recogieron muestras fecales de un lote de lechones que se siguió desde el nacimiento hasta el matadero.

Durante estos seis meses, los grupos de tratamiento incluyeron: acidificación del agua, suplementación con cinc en el pienso y un largo periodo de suministro de clortetraciclina en el pienso, seguido de la administración de tilosina.

Paralelamente, también se recogieron muestras fecales de una sala en la que se criaron cerdas y lechones sin medicación. Finalmente, en este grupo también se recogieron muestras fecales de las cerdas durante y después de una despoblación parcial (que involucró la administración de dos antibióticos a todas las cerdas) para analizar si esta práctica afecta a la abundancia de genes de RAM.

Se realizaron varias pruebas, entre las que se incluyen la PCR cuantitativa y la secuenciación metagenómica, para medir la diversidad alfa del microbioma, la abundancia de genes de RAM y su diversidad.

Resultados sorprendentes en los cerdos analizados

A largo plazo, el uso histórico de antibióticos ha dado como resultado que los genes de resistencia a los antimicrobianos se integren de manera más o menos estable en las granjas comerciales de cerdos.

Los hallazgos de este estudio destacan el grado de RAM, que puede limitar la efectividad de los tratamientos con antibióticos en la producción ganadera.

Los recuentos de genes de RAM fueron relativamente estables a lo largo del tiempo y no mostraron cambios en respuesta al tratamiento con antibióticos ni reducciones significativas en el uso general de antibióticos en granjas, lo que sugiere que el alto uso histórico ha resultado en que los genes se integren de manera estable en la flora intestinal.

Los científicos encontraron que el antimicrobiano que se administró aún era efectivo para limitar las enfermedades en la granja, a pesar de los altos niveles de genes de resistencia en la flora intestinal.

Se identificaron un total de 144 genes diferentes relacionados con las RAM en la granja. Además, se rastrearon cinco genes RAM individuales durante un ciclo de producción completo y se demostró que estuvieron presentes en altas concentraciones.

Conclusiones

La abundancia y diversidad de los genes relacionados con las RAM en esta unidad fue alta tanto en cerdas como en lechones, probablemente como consecuencia del uso histórico de antimicrobianos.

En este contexto, la administración de antibióticos en el pienso (clortetraciclina y tilosina) no afectó la abundancia o diversidad de genes de RAM fecales, lo que sugiere que los genes bajo selección positiva en presencia de estos antibióticos ya se han integrado de manera estable en el microbioma fecal.

Potencialmente, esto también explicaría el fracaso a la hora de intentar reducir los niveles de genes de RAM a pesar de reducciones dramáticas en el uso de antimicrobianos en la granja.

La suplementación con agua acidificada y cinc se relacionó con un aumento en la diversidad de genes de RAM.

Este estudio no identificó qué bacterias portaban estos genes de RAM ni qué genes se estaban expresando.

Los genes de resistencia antimicrobiana se han integrado de forma estable en los cerdos

Alexander Corbishley, profesor titular de prácticas de animales de granja en el Roslin Institute, University of Edinburgh, en declaraciones a su página web, comentó que los resultados suponen un descubrimiento sorprendente ya que "esperábamos ver grandes cambios en los genes de RAM en respuesta al tratamiento con antibióticos pero, en cambio, encontramos altos niveles de estos genes tanto en presencia como en ausencia de antibióticos. Esto sugiere que estos genes se han integrado de manera estable en las bacterias en los intestinos de los cerdos

Será necesario trabajar más para determinar qué bacterias están actuando como reservorio de estos genes”.

Los investigadores concluyen que se necesitan más estudios para poder determinar en qué organismos, además de estar presentes, estos genes también están activos.



*Pollock J, Muwonge A, Hutchings MR, et al. Resistance to change: AMR gene dynamics on a commercial pig farm with high antimicrobial usage. Scientific Reports, vol. 10, article nº: 1708 (2020). doi: 10.1038/s41598-020-58659-3.

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