Biotransformación, Adsorción, Bioprotección - Tres estrategias combinadas garantizan el éxito en el control de micotoxinas

AUTOR:  Verena Starkl, Gerente de Producto en Latinoamérica. Biomin

En los últimos años se han realizado grandes avances en la investigación sobre los principales efectos de las micotoxinas y los daños que pueden provocar en los animales, afectando directamente los bolsillos de los productores. No obstante las micotoxinas son un grupo de toxinas muy complejas producidas por hongos y todavía estamos lejos de haber descubierto todo sobre ellas. En total se conocen más de 400 diferentes micotoxinas, de las cuales aproximadamente solo 10 consideramos relevantes en la producción animal. Dentro de este grupo se encuentran las aflatoxinas, ocratoxinas, fumonisinas, toxina T2, diacetoxyscirpenol, deoxynivalenol y zearalenona. Estas micotoxinas son consideradas de gran importancia debido a su toxicidad y su frecuente presentación en las materias primas y los alimentos a nivel mundial.
La mejor estrategia para enfrentar las micotoxinas seria prevenir la formación de estas, evitando:

Sin embargo, se estima que en total más del 25% de las cosechas anuales a nivel mundial están contaminadas con micotoxinas. Como consecuencia de la globalización y de la adquisición de alimentos en diferentes partes del mundo se pueden encontrar todo tipo de micotoxinas en cualquier lugar del planeta. La utilización de diferentes tipos de aluminosilicatos fue una de las primeras estrategias para contrarrestar las micotoxinas con la limitación de que básicamente solo sirve para micotoxinas con estructuras polares en posiciones disponibles para la adsorción por el material Adsorbente. Es conocido que la adsorción funciona muy bien para las aflatoxinas pero su eficacia es menor frente a otras micotoxinas como ocratoxinas, fumonisinas y zearalenona. Con respecto a las micotoxinas del grupo de tricotecenos la eficacia es prácticamente cero (Huwig et al., 2001). La desactivación enzimática o “biotransformación”, por el contrario, inactiva específicamente estas micotoxinas que no pueden ser adsorbidas. La biotransformación hoy en día es la única solución eficaz para las micotoxinas no adsorbibles como los tricotecenos (deoxynivalenol, toxina T-2, diacetoxyscirpenol, etc.) o poco adsorbibles como la zearalenona y la ocratoxina A.
La cuarta generación de los productos de la línea Mycofix® ofrece una solución a medida y completa para la desactivación de las micotoxinas más comunes en la agricultura. Esta línea de productos se basa en tres estrategias para contrarrestar a las micotoxinas, la biotransformación, la adsorción y la bioprotección que se detallaran a continuación.

Biotransformación de tricotecenos, ocratoxinas y zearalenona

La biotransformación de tricotecenos (deoxynivalenol, toxina T-2, diacetoxyscirpenol, etc.), ocratoxina y zearalenona consiste en la transformación de cada una de las micotoxinas a un metabolito no-tóxico por medio de enzimas específicas. Hasta ahora a nivel mundial solo hay dos microorganismos patentados que tienen la capacidad de biotransformar micotoxinas específicas en el tracto intestinal de los animales: En el año 1997 en los laboratorios de Biomin se aisló una cepa bacteriana del rumen de bovinos, que más tarde se denominó, Eubacterium BBSH 797 (Binder et al., 2001). El BBSH 797 produce enzimas específicas, llamadas de-epoxidasas, que cambian la estructura principal tóxica de los tricotecenos, el anillo epóxido, a un metabolito no-tóxico (Figura 1). Por ejemplo, en el caso de deoxynivalenol (DON) el metabolito se llama de-epoxy-deoxynivalenol (DOM-1). Como todas las micotoxinas del grupo de tricotecenos (más de 170) tienen este anillo epóxido, todas son detoxificadas por el BBSH 797.



Figura 1: Detoxificación de tricotecenos (DON, DAS, T-2, etc.) a metabolitos no-tóxicos en el tracto intestinal de los animales, por de-epoxidasas producidas por Eubacterium BBSH 797.




Figura 2: Mecanismo de detoxificación de OTA (separando las uniones amidas) por Trichosporon. mycotoxinivorans (MTV). El metabolito ocratoxina alpha es 500 veces menos tóxico que ocratoxina A.

En el año 2003, después de un intenso proceso de selección, se escogió una levadura por sus excelentes propiedades para biotransformar ocratoxina y zearalenona. Esta levadura llamada Trichosporon mycotoxinivorans (MTV) biotransforma la ocratoxina A (OTA) a ocratoxina alpha (Figura 2), un metabolito que tiene 500 veces menos toxicidad que la OTA inicial (Schatzmayr et al., 2003, Molnar et al., 2004). Esta levadura también tiene la capacidad de biotransformar zearalenona a un metabolito no-tóxico, sin efectos estrogénicos.
Es importante que además de la eficacia para detoxificar las micotoxinas, los microorganismos seleccionados cumplan con algunos requisitos mínimos con el fin de ser utilizados como aditivo alimenticio para animales:

Cuando se respetan estos requisitos mínimos los microorganismos son la forma más factible para contrarrestar el espectro más amplio de micotoxinas. Utilizando el Eubacterium BBSH 797 y Trichosporon mycotoxinivorans MTV se puede detoxificar enzimáticamente 170 tricotecenos (DON, DAS, T-2, etc.,), ocratoxina A y zearalenona.


Adsorción de aflatoxina y fumonisina

El mecanismo de acción más conocido para contrarrestar micotoxinas incluye el uso de adsorbentes que cuentan con la capacidad de adsorber (“secuestrar”) básicamente a las micotoxinas con polaridad (aflatoxinas) en el tracto gastrointestinal de los animales y por lo tanto reducir su biodisponibilidad. También se puede adsorber la fumonisina bajo ciertas condiciones (100%, en pH acido). En varios estudios científicos independientes, los aluminosilicatos han demostrado ser los adsorbentes más prometedores para prevenir la aflatoxicosis en animales de granja. Podemos decir que hoy en día la adsorción de aflatoxinas no es solo económicamente factible, sino que también es una estrategia científicamente comprobada y bien establecida. Durante el proceso de desarrollo de los productos de la línea Mycofix®, varios estudios de adsorción se realizaron en conjunto con universidades Austriacas e internacionales para poder encontrar los mejores adsorbentes para contrarrestar las aflatoxinas y las fumonisinas, y al mismo tiempo contar con una forma de aplicación segura. Una mezcla de minerales premium fue diseñada para formar parte de los productos Mycofix® para lograr una máxima adsorción especifica bajo las diferentes condiciones en el tracto intestinal (adsorción comprobada en pH ácido y neutro, ver Figura 3). La mezcla de minerales que es parte de la formulación de la línea Mycofix® cumple con las siguientes exigencias:



Figura 3: Adsorción de diferentes concentraciones de aflatoxina B1 (30, 80, 200ppb) con diferentes inclusiones de Mycofix® (0,5, 1 y 2kg/t de alimento), y en dos pH importantes durante la digestión.


Bioprotección del hígado y del sistema inmune
A pesar de los grandes esfuerzos científicos técnicos empleados nunca será posible contrarrestar cada una de las 400 micotoxinas identificadas. Sin embargo hay efectos generales que producen todas las micotoxinas como inmunosupresión y daño hepático, por esta razón, a los productos Mycofix® se les agrega una mezcla científicamente estudiada y cuidadosamente seleccionada de extractos de plantas y de algas que son capaces de eliminar estos efectos. Los extractos de algas inmunoestimulantes incorporados a los productos Mycofix® fueron seleccionados utilizando diferentes sistemas de evaluación in vitro, incluyendo el ensayo de activación de macrófagos y la prueba de proliferación de linfocitos. El efecto hepato-protector que proporcionan los extractos de plantas presentes en la formulación de los productos Mycofix® fue comprobado científicamente en una prueba de campo en pollos de engorde realizado en la Universidad Nacional de Colombia.

Conclusión

Encontrar estrategias exitosas para contrarrestar las micotoxinas relevantes para la agricultura no es una tarea fácil. Varios años de intensa investigación fueron necesarios para poder desarrollar los métodos que se describieron anteriormente. La cuarta generación del Mycofix® es actualmente el producto más completo y único para contrarrestar exitosamente las micotoxinas. La combinación de varios componentes que actúan según tres estrategias (biotransformación, adsorción y bioprotección) garantiza el éxito en el control de micotoxinas. El BBSH 797 y el Trichosporon mycotoxinivorans, producen enzimas específicas que degradan las micotoxinas y ofrecen un mecanismo biológico natural para realizar estas actividades en el tracto digestivo de los animales. Los aluminosilicatos cuidadosamente seleccionados garantizan una alta adsorción de aflatoxina y fumonisina con niveles de inclusión de Mycofix® muy bajos. Las plantas y los extractos de algas seleccionadas que contrarrestan los efectos de las toxinas no degradables y no-adsorbibles completan el producto.

Referencias
Binder, E.M., Heidler, D., Schatzmayr, G., Thimm, N., Fuchs, E., Schuh, M., Krska, R., Binder, J. Microbial detoxification of mycotoxins in animal feed. Mycotoxins and Phycotoxins in perspective at the turn of the Millennium. 271–277, 2001.

Huwig A., Freimund S., Käppeli O., Dutler H. Mycotoxin detoxication of animal feed by different adsorbents Toxicology Letters 122, 179 – 188, 2001.

Molnar, O., Schatzmayr, G., Fuchs, E., Prillinger H.J.. Trichosporon mycotoxinivorans sp. nov., A New Yeast Species Useful in Biological Detoxification of Various Mycotoxins. Applied and Systematic Microbiology, 27(6), 661-671(11), 2004.

Schatzmayr, G., Heidler D., Fuchs, E., Mohnl, M., Täubel. M., Loibner, A.P., Braun, R., Binder E.M.. Investigation of different yeast strains for the detoxification of Ochratoxin A. Mycotoxin Research, 19(2), 124-128, 2003.