Control de Salmonella con bacteriófagos en aves

¿Pueden ser los bacteriófagos una medida de control frente a Salmonella en avicultura? Resultados preliminares.

Publicado: 19 de enero de 2019

Por:

Sandra Sevilla Navarro¹, Verónica Cortés Moñiz¹, Cristina Garcia¹, Clara Marín Orenga² y Pablo Catalá Gregori¹.
¹Centro de Calidad Avícola y Alimentación Animal de la Comunidad Valenciana. ²Universidad Cardenal Herrera-CEU. España

Resumen

Salmonella es uno de los principales patógenos causante de toxiinfecciones alimentarias en la Unión Europea. Los últimos datos publicados por la Agencia Europea de Seguridad Alimentaria recogen que ha sido la responsable de 94.625 casos de salmonelosis en la Unión Europea, siendo S. Enteritidis y S. Typhimurium los principales serotipos responsables de estas toxiinfecciones. Debido a la repercusión que tiene esta bacteria en salud pública, se han implementado protocolos optimizados de bioseguridad y profilaxis con la finalidad de reducir la presencia de la bacteria hasta niveles aceptables por la legislación. Tras haber alcanzado los objetivos comunitarios, es necesario implementar medidas innovadoras, capaces de mantener y disminuir aún más la presencia de la bacteria a nivel de campo. Estudios preliminares con bacteriófagos indican que podrían ser una nueva herramienta para el control de patógenos de importancia en avicultura. En este contexto, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto, in vitro, de un “cocktail” comercial de bacteriófagos, frente a 3 cepas diferentes de Salmonella Enteritidis procedentes de granjas comerciales de gallinas ponedoras. Tras 24 h de incubación, el crecimiento bacteriano de 2 de las cepas fue inhibido por completo por el “cocktail” de bacteriófagos utilizado, sin embargo, una tercera cepa continuó creciendo a pesar de haberle aplicado el tratamiento. Una de las posibles razones es que esta última cepa fuera resistente frente al bacteriófago comercial. El hecho de que el bacteriófago inhibiera el crecimiento de 2 de las 3 cepas abre una nueva vía de estudio para luchar contra Salmonella. Sin embargo, los resultados obtenidos ponen de manifiesto la necesidad de continuar estudiando la optimización de los bacteriófagos como herramienta tanto in vitro como in vivo.

Palabras clave: Salmonella; bacteriófagos; control

Introducción

Salmonella spp. es la segunda causa de toxiinfección alimentaria en Europa según los datos publicados por la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria y es responsable de 94.625 casos en el último año (EFSA, 2016). S. Enteritidis (47,5%) y S. Typhimurium (15,8%) son los principales serotipos responsables de estos brotes. Desde el 2007, Salmonella spp. está sometida a un plan de control y erradicación a nivel de campo en la avicultura europea.

Numerosos estudios han puesto en evidencia que medidas de control como la limpieza y desinfección, la vacunación o la bioseguridad, disminuyen la presencia de Salmonella en los lotes de aves, pero no la eliminan completamente (Christensen et al., 1997; Rose et al., 1999; Cardinale et al., 2004; Marín et al., 2011). De hecho, los últimos datos registrados en el 2015 han reflejado un aumento de la prevalencia de Salmonella del 1,9% con respecto al año 2014 (EFSA, 2016). La principal fuente de infección humana es el consumo de carne de pollo poco cocinada, los huevos y la contaminación cruzada, entre estos y otros alimentos, por unas malas prácticas de higiene (EFSA, 2016).

En explotaciones donde se han implantado medidas de bioseguridad y prácticas de higiene optimizadas se han observado resultados positivos, reduciendo la colonización de los animales por Salmonella. Sin embargo, a pesar de los resultados tan positivos obtenidos en el campo, gran número de casos de salmonelosis humana siguen teniendo lugar cada año. Por ello, en los últimos años se han estado realizando diversos estudios para encontrar nuevas técnicas que ayuden a controlar la prevalencia de la bacteria a nivel de campo, como es el empleo de aditivos, ácidos orgánicos, prebióticos y probióticos (Cheng et al., 2014) así como el empleo de bacteriófagos como medida preventiva y de control (García et al., 2008; Meunier et al., 2016).

Los bacteriófagos son una herramienta con un excelente potencial, sin embargo, es necesario su estudio para poder demostrar y optimizar su efectividad y estabilidad en el ambiente. Estudios preliminares indican que podrían ser una nueva herramienta para el control de patógenos de importancia en avicultura(Ahmadi et al., 2016).

En este contexto, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto, in vitro, de un “cocktail” comercial de bacteriófagos, frente a 3 cepas diferentes de Salmonella Enteritidis procedentes de granjas comerciales de gallinas ponedoras.

Material y Métodos

Las cepas empleadas provinieron de una explotación de gallinas ponedoras y fueron previamente aisladas según la ISO 6579:2002 (recomendaciones anexo D). Tras el aislamiento, se tomó una colonia aislada de cada una de las cepas (SE32, SE33 y SE36) y se realizarondiluciones seriadas en agua de peptona tamponada al 2,5% (BPW, Oxoid Madrid, España) hasta alcanzar la concentración deseada de 105 ufc/mL. A continuación, 100 μL de cada uno de los inóculos se sembraron en tres puntos equidistantes en placas de Rappaport Vassiliadis semi-sólido modificado (MSRV, bioMerieux, Barcelona, España) y se enfrentaron a 100 μL del producto comercial de bacteriófagos a 107 ufp/mL. A continuación, las placas se incubaron a 41,5±1°C durante 24-48 horas y se evaluó la inhibición del crecimiento de las colonias. Para poder comparar el efecto del bacteriófago sobre la cepa, se empleó un grupo control para cada cepa.

Resultados y Discusión

En la Tabla 1, se puede observar que tras las primeras 24h de incubación el crecimiento bacteriano de las cepas SE32 y SE33 se inhibió completamente. Sin embargo, la cepa SE36 no fue inhibida por los bacteriófagos. Este resultado se mantuvo tras las 48h de incubación, tal y como se muestra en la Figura 1.

Tabla 1. Resultados obtenidos tras las 24/48 h de aplicación.

¿Pueden ser los bacteriófagos una medida de control frente a Salmonella en avicultura? Resultados preliminares. - Image 1

^{+: crecimiento bacteriano; -: no crecimiento bacteriano; h: horas; SE32, SE33 y SE36: cepas de S. Enteritidis}

¿Pueden ser los bacteriófagos una medida de control frente a Salmonella en avicultura? Resultados preliminares. - Image 2

^{Figura 1. Efecto del “cocktail” de bacteriófagos sobre distintas cepas S. Enteritidis tras las 48 horas de su aplicación en placas de MSRV. (a) Inhibición del crecimiento bacteriano en la cepa SE32. (b) Inhibición del crecimiento bacteriano en la cepa SE33. (c) Crecimiento bacteriano de la cepa SE36.}

Los bacteriófagos, o fagos, son virus que infectan exclusivamente a las bacterias (células procariotas), produciendo su lisis (García et al., 2008). Son bactericidas naturales distribuidos ampliamente por todo el mundo. Se trata de agentes ubicuos (Loc-Carrillo et al., 2005) y se estima que existe una población global de bacteriófagos en el ambiente de 1030 a 1032 (Hendrix, 2003; Abedon, 2011). Son agentes poco inmunógenos y de replicación autolimitante, ya que eliminan su acción cuando no queda bacteria huésped (Sereno, 2013). El poder controlar la prevalencia de la bacteria a nivel de campo está alentando la búsqueda de nuevas terapias, como es el caso de los bacteriófagos (Ahmadi et al., 2016). Varios estudios han puesto en evidencia reducciones significativas de Salmonella spp. en animales que han sido tratados con bacteriófagos (Atterbury et al., 2007; Borie et al., 2008; Ahmadi et al., 2016). Un estudio realizado por Hungaro et al. (2013) comparó el efecto de agentes químicos, como el ácido láctico, y un “cocktail” de bacteriófagos contra S. Entertidis, y observó que el efecto que estos últimos tenían sobre la reducción de Salmonella en las canales de pollo era comparable a la reducción logarítmica de la bacteria producida por distintos productos químicos.

Asímismo, otros estudios realizados para controlar patógenos de importancia en avicultura como es el caso de Clostridium perfringens han demostrados reducciones significativas en la mortalidad de pollos a los cuales se les había administrado un “cocktail” bacteriófagos frente a este agente, reducciones muy por encima de las que había conseguido tras aplicar una vacuna frente a esta bacteria (Miller et al., 2010). Por todo ello, los bacteriófagos podrían emplearse como tratamiento profiláctico en forma de aditivo tecnológico o para la higienización de las instalaciones.

Este estudio demuestra que dos de las tres cepas de S. Enteritidis fueron totalmente inhibidas tras la aplicación de los bacteriófagos. Este hecho pone de manifiesto que los bacteriófagos son una herramienta prometedora de aplicación a nivel de campo para luchar contra la bacteria. Sin embargo, también se ha observado que una de las cepas no fue inhibida por los bacteriófagos. Una de las posibles razones es que esta última cepa fuera resistente frente al bacteriófago comercial, sugiriendo que esta estaba fuera del espectro de acción del “cocktail” comercial ensayado. Estudios han puesto en evidencia la importancia de controlar las mutaciones o cambios del genoma bacteriano, ya que se ha visto que esto puede afectar al comportamiento lítico del bacteriófago frente a un mismo serotipo de Salmonella Enteritidis (Sillankorva et al., 2009).

Por todo ello, los resultados de este trabajo ponen de manifiesto que se deben seguir realizando estudios tanto in vitro como in vivo para poder desarrollar nuevos “cocktails” de bacteriófagos con mayor espectro de acción y adaptados a la casuística de cada una de las explotaciones. Así, la fagoterapia puede constituir una nueva y prometedora herramienta para el control de Salmonella en avicultura.

Trabajo presentado en el LIV Symposium Científico de Avicultura, celebrado en León (España) los días 27-29 de septiembre, 2017

Referencias

ABEDON, S.T. (2011) Lysis from without. Bacteriophage 1(1): 46-49.
AHMADI, M., KARIMI TORSHIZI, M.A., RAHIMI, S. and DENNEHY J.J. (2016) Prophylactic Bacteriophage Administration More Effective than Post-Infection Administration in Reducing Salmonella enterica serovar Enteritidis Shedding in Quail. Frontiers in microbiology 9(7): 1253.
ATTERBURY, R.J., VAN BERGEN, M.A., ORTIZ, F., LOVELL, M.A., HARRIS, J.A., DE BOER, A., WAGENAAR, J.A., ALLEN, V.M. and BARROW, P.A. (2007) Bacteriophage therapy to reduce Salmonella colonization of broiler chickens. Apply Environmental Microbiology 73(14): 4543-4549.
BORIE, C., ALBALA, I., SÁNCHEZ, P., SÁNCHEZ, M.L., RAMÍREZ, S., NAVARRO, C., MORALES, M.A., RETAMALES, J. and ROBESON, J. (2008) Bacteriophage Treatment Reduces Salmonella Colonization of Infected Chickens. Avian Diseases 52(1): 64-67.
CARDINALE, E., TALL, F., GUÈYE, E.F., CISSE, M. and SALVAT, G. (2004) Risk factor for Salmonella enterica subsp. enterica infection in senegalese broiler- chicken flocks. Preventive Veterinary Medicine 63: 151-161.
CHENG, G., HAO, H., XIE, S., WANG, M., DAI, L., HUANG, L. and YUAN, Z. (2014) Antibiotic alternatives: the substitution of antibiotics in animal husbandry? Frontiers in microbiology 13(5): 217.
CHRISTENSEN, J.P., BROWN, D.J., MADSEN, M., OLSEN, J.E. and BISGAARD, M. (1997) Hatchery-borne Salmonella enterica serovar Tennessee infection in broilers. Avian Pathology 26: 155-168.
EFSA (European Food Safety Authority and European Centre for Disease Prevention and Control). (2016) The European Union Summary Report on Trends and Sources of Zoonoses, Zoonotic Agents and Food-borne Outbreaks in 2015. EFSA Journal;14(12).
GARCÍA, P., MARTINEZ, B., OBESO, J. M. and RODRIGUEZ, A. (2008) Bacteriophages and their application in food safety. Letters in applied microbiology 47(6): 479-485.
HENDRIX, R.W. (2003). Bacteriophage genomics. Current opinion in microbiology 6(5): 506- 511.
HUNGARO MOREIRA, H., SANTOS MENDONÇA, R.C., GOUVÊA, D.M., DANTAS VANETTI, M.C. and DE OLIVEIRA PINTO, C.L. (2013) Use of bacteriophages to reduce Salmonella in chicken skin in comparison with chemical agents. Food Research International 52(1): 75-81.
ISO 6579:2002 (Anexo D). (2002) «Microbiología de los alimentos para consumo humano y alimentación animal. Método horizontal para la detección de Salmonella spp.» International Organization for Standardization. Ginebra, Suiza.
LOC-CARRILLO, C., ATTERBURY, R.J., EL-SHIBINY, A., CONNERTON, P.L., DILLON, E., SCOTT, A. and CONNERTON, I.F. (2005) Bacteriophage therapy to reduce Campylobacter jejuni colonization of broiler chickens. Applied and environmental microbiology 71(11): 6554-6563.
MARÍN C., BLASCH S., VEGA S. and LÁINEZ, M. (2011) Sources of Salmonella contamination during broiler production in Eastern Spain. Preventive Veterinary Medicine 1;98(1): 39-45.
MEUNIER, M., GUYARD-NICODÈME, M., DORY, D. and CHEMALY, M. (2016) Control Strategies against Campylobacter at the Poultry Production Level: Biosecurity Measures, Feed Additives and Vaccination. Journal of applied microbiology 5(120): 1139-1173.
MILLER, R.W., SKINNER, J., SULAKVELIDZE, A., MATHIS, G.F. and HOFACRE, C.L. (2010) Bacteriophage Therapy for Control of Necrotic Enteritis of Broiler Chickens Experimentally Infected with Clostridium perfringens. Avian Diseases 54(1): 33-40.
ROSE N., BEAUDEAU F., DROUIN P., TOUX J.Y., ROSE V. and COLIN P. (1999) Risk factors for Salmonella enterica subsp. enterica contamination in French broiler-chicken flocks atthe end of the rearing period. Preventive Veterinary Medicine 27;39(4): 265-277.
SERENO R. (2013) Fagoterapia en Avicultura Industrial en Portugal. Controlvet Genetics. IV Jornada de Sanidad Avícola CECAV.
SILLANKORVA, S., PLETENEVA, E., SHABUROVA, O., SANTOS, S., CARVALHO, C., AZEREDO, J. and KRYLOV, V. (2009) Salmonella Enteritidis bacteriophage candidates for phage therapy of poultry. Journal of applied Microbiology 108(4): 1175-1186.

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