Deoxinivalenol interfiere en la penetración del antibiótico fosfomicina a celulas intestinales porcinas

Micotoxinas, particularmente el deoxinivalenol (DON), producida por hongos de la familia Fusarium sp., son frecuentemente encontradas como contaminantes de cereales como el maíz, que representa la principal materia prima de la dieta de cerdos. Fosfomicina (FOS) es un antibiótico empleado en producción porcina para el tratamiento y prevención de infecciones causadas por bacterias resistentes durante el período post-destete. En diversas situaciones, los animales ingieren sus dietas en las que se encuentran presentes concentraciones subtóxicas de DON y antibióticos (FOS) desconociendo las consecuencias que podrían existir producto de potenciales interacciones en el tracto intestinal afectando y/o modificando la penetración del antibiótico a los enterocitos.

El objetivo de este trabajo fue determinar la concentración intracelular de FOS en células IPEC-J2, línea celular derivada del intestino delgado de lechones, en presencia y en ausencia de DON.

 

Cultivos convencionales de células IPEC-J2 fueron sometidos a tres tratamientos: un grupo control de cultivos de células IPEC-J2 libre de antibiótico y micotoxina; un segundo grupo de placas de cultivos incubadas sólo con FOS y un tercer grupo incubado con FOS y DON. Las concentraciones utilizadas fueron 580 ppm de FOS cálcica y 1 ppm DON. La concentración de 580 ppm FOS se determinó teniendo en cuenta que en condiciones in vivo el antibiótico se administra a razón de 15 mg/kg PV, su biodisponibilidad es del 20%, peso del lechón (15 kg) y volumen intestinal (622 ml); de esta forma se extrapolo una concentración utilizada in vivo a condiciones in vitro.

Para determinar la concentración de micotoxina a utilizar en los cultivos celulares, se eligió una concentración no toxica en condiciones in vivo, se tuvo en cuenta también el peso, consumo y volumen intestinal del lechón. Por último, se comprobó que la concentración elegida de 1 ppm DON, no fuera citotóxica para las células IPEC-J2. Las placas de cultivo con sus diferentes tratamientos fueron incubadas en estufa (37ºC) a tiempos preestablecidos. Posteriormente, se extrajo el antibiótico y concentraciones de FOS intracelular fueron determinadas en cromatografía líquida de alta performance masa-masa (HPLC MS/MS).

Los resultados de este estudio mostraron que existe diferencia estadísticamente significativa en la concentración intracelular de FOS entre las células que fueron incubadas con 580 µg/ml FOS y las células que fueron incubadas con 580 µg/ml FOS y 1 µg/ml DON. El Cmax del antibiótico intracelular en las placas de cultivo incubadas con FOS en ausencia de DON fue 45.81 µg/ml con un tmax de 4 h. Cuando las células IPEC-J2 fueron incubadas con FOS y DON, el Cmax del antibiótico intracelular fue 20.06 µg/ml y su tmax fue 30 min.

 

La absorción intestinal de FOS por difusión pasiva es baja por ser un antibiótico hidrosoluble. Un estudio de perfusión intestinal in situ demostró que el transporte activo mediado por carriers a través de transportadores de fosfato sodio dependiente de tipo II (NaPi -II) es relevante, principalmente a concentraciones inferiores a 1 mM FOS (1). Nuestros resultados sugieren que una concentración de 580 ppm FOS (> 1 mM) generó la saturación de los carriers, permitiendo que solo el 7.89% del antibiótico disponible ingrese a las células. Las proteínas transportadoras de fosfato se encuentran localizadas principalmente en yeyuno, siendo menos activas en ileon. Por lo tanto, la absorción de FOS podría estar limitada a estas porciones intestinales.

El mecanismo de transporte activo utilizado por FOS puede impactar sobre la administración del antibiótico. FOS es frecuentemente administrada en forma de pulso dos veces por día en el agua de bebida. El tiempo medio de residencia del contenido intestinal en el sitio de absorción de FOS es solo de 3–4 h en el cerdo. Por lo tanto, una importante dosis de pulso de FOS se pierde a través de las heces (2). En base a ello, es importante considerar como alternativa posológica la administración de concentraciones continuas (no bolos) de FOS a lo largo del día evitando así la saturación de los transportadores de fosfato. A su vez, FOS es un antibiótico clasificado como “tiempo dependiente” y por lo tanto adaptable a este método de administración. Por otro lado, se sabe que DON afecta la síntesis y función de proteínas, entre ellas afecta la actividad de transportadores intestinales (3).

A pesar de que no se ha demostrado que DON modifique los transportadores de fosfato dependientes de sodio, nuestros resultados sugieren que la baja concentración intracelular de FOS en presencia de la micotoxina podría estar atribuida al efecto del DON sobre dichos transportadores. En conclusión, el corto tiempo de exposición de una concentración subtóxica de DON sobre las células IPEC-J2, interfiere sobre la penetración celular del antibiótico FOS.

 

1. Steffansen B. y col. Intestinal solute carriers: an overview of trends and strategies for improving oral drug absorption. Eur J Pharm Sci. 2004. 21: 3–16.
2. Pérez D.S. y col. Pharmacokinetics and bioavailability of calcium-fosfomycin in post weaning piglets. IJAVMS. 2012. 6 (6): 424-435.
3. Dänicke S. y col. Effects of the Fusarium toxin deoxynivalenol on tissue protein synthesis in pigs. Toxicol Lett. 2006. 165: 297–311.