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La Suplementación Mineral Reduce la Exposición del Ganado a Contaminación por Metales Pesados

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La suplementación nutricional con sales minerales ricas en fosfato y carbonato cálcico reduce la biodisponibilidad del plomo (Pb) en el ganado expuesto a la contaminación por Pb en antiguos distritos mineros abandonados.

Las actividades de extracción de metales tóxicos y persistentes como el plomo (Pb) nos han dejado un legado de contaminación en forma de cientos de escombreras abandonadas en antiguas zonas dedicadas a la minería metálica. Esta contaminación afecta a las aguas, los suelos y los pastos de lo que hoy en día son, en muchos casos, espacios naturales dedicados a otros usos.

Las repercusiones de este problema medioambiental heredado, que tiene su origen en la ausencia de leyes y planes de restauración o rehabilitación en el ámbito de la minería en tiempos pasados, son especialmente preocupantes en antiguos distritos mineros cuyo territorio se dedica actualmente a la cría y producción de ganado en extensivo.

Los animales que pastan en zonas contaminadas incorporan a su metabolismo el metal tóxico a través de la dieta. Cuando el Pb llega al tracto gastrointestinal, una parte –la fracción biodisponible– pasa al torrente sanguíneo y se acumula en órganos y tejidos. Esto no solo implica que los animales expuestos pueden sufrir los efectos tóxicos del Pb, sino que además pueden acumularlo en la carne y la leche, con los riesgos sanitarios para el ganado y de seguridad alimentaria que ello conlleva.

La exposición del ganado a la contaminación minera es una situación más común de lo que nos gustaría, tanto en España como en otros países del mundo. De hecho, en nuestro país contamos con varias zonas en las que la antigua minería metálica nos ha dejado un legado de contaminación por metales potencialmente tóxicos en aguas, suelos y pastos.

La solución a esta amenaza ambiental invisible podría consistir en eliminar los residuos contaminantes o en impedir que el ganado acceda a ellos. Sin embargo, en muchos antiguos distritos mineros, la superficie de terreno afectada por la contaminación después de tanto tiempo de abandono es tan extensa, que la adopción de cualquiera de estas medidas sería prácticamente inviable, especialmente por los elevadísimos costes que supondrían.

Ante esta situación, el Grupo de Toxicología de Fauna Silvestre del Instituto de Investigación en Recursos Cinegéticos (IREC – CSIC, UCLM, JCCM), que lleva más de 15 años estudiando la problemática asociada a la contaminación por metales en antiguos distritos mineros, está investigando una alternativa de fácil aplicación y bajo coste para minimizar la exposición del ganado a la contaminación por Pb: el uso de suplementos nutricionales.

En un estudio in vitro desarrollado previamente por este equipo de ecotoxicólogos, se testaron 12 tipos diferentes de bloques minerales comerciales, encontrándose que uno de ellos, particularmente rico en fosfato y carbonato cálcico, reducía considerablemente la solubilidad del Pb en las fases gástrica e intestinal de una simulación digestiva.

El camino hacia una estrategia nutricional efectiva y de bajo coste para minimizar la exposición del ganado a la contaminación minera había comenzado, y su siguiente paso era comprobar, mediante un experimento en campo con ganado ovino residente en zonas contaminadas, si el efecto observado in vitro sobre la solubilidad del Pb se producía in vivo sobre su biodisponibilidad.

La exposición del ganado a la contaminación por metales tóxicos, como el Pb, se produce principalmente a través de la ingestión de suelo contaminado, ya sea de forma inadvertida cuando se alimentan o de forma intencionada a través de un comportamiento natural denominado geofagia.

Para ello, los científicos llevaron a cabo tres experimentos complementarios, desarrollados de forma secuencial, con grupos de ovejas de diferentes sexo y edad expuestos a distintos grados de contaminación por Pb en los suelos de una explotación ganadera de una zona minera, sin alterar el manejo habitual que realizan los ganaderos de la explotación.

A lo largo de los experimentos, en los que se jugó con varias combinaciones de ausencia y presencia del bloque mineral, los científicos tomaron muestras de sangre y heces para evaluar el efecto de la suplementación mineral sobre la exposición al Pb en cada escenario, así como su impacto sobre diversos biomarcadores de efecto a nivel sanguíneo.

Los resultados mostraron que la suplementación con un bloque mineral rico en fosfato y carbonato cálcico es capaz de reducir significativamente la exposición oral al Pb en condiciones reales de campo, especialmente en ovejas jóvenes expuestas a niveles relativamente altos de contaminación en suelos. Además, la suplementación mineral mejoró el estatus antioxidante de estas ovejas, aumentado su capacidad fisiológica para contrarrestar la toxicidad del Pb.

El fosfato y el carbonato cálcico pueden reaccionar con el Pb a nivel gastrointestinal y formar complejos químicos insolubles, de modo que “lo secuestran”, reduciendo su absorción a nivel gastrointestinal –su biodisponibilidad e incrementando su excreción a través, principalmente, de las heces.

Sin embargo, la relación entre los niveles de Pb en sangre y el índice de excreción a través de las heces en respuesta a la suplementación nutricional no siguió un patrón similar en todos los escenarios, lo que sugiere que varios factores como la edad, el sexo, el grado de exposición a la contaminación o la propia suplementación mineral pueden condicionar el metabolismo del Pb, afectando a su toxicocinética y favoreciendo (por ejemplo) su acumulación en los huesos o su eliminación del cuerpo a través de otras rutas de excreción, como la orina.

Aunque se requiere de más investigación, conocer el efecto que los bloques minerales pueden llegar a ejercer sobre la biodisponibilidad del Pb en condiciones reales de campo proporciona claves fundamentales que pueden ir orientadas a formular composiciones de suplementos minerales adaptadas a las necesidades de cada ganadería. Debido a que los suplementos minerales son utilizados comúnmente para mejorar la producción y la salud animal, su utilización aparece, por tanto, como una herramienta fácil y rentable para combatir, además, la exposición a metales tóxicos como el Pb en ganado de zonas afectadas por la contaminación minera.

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Colombia trabaja para declarar región como «Libre de Fiebre Aftosa sin vacunación»

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Desarrollan vacuna contra el virus de la fiebre aftosa con tecnología innovadora

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El Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria de Argentina (INTA), el National Research Council de Canadá (NRCC) y Bioinnovo –empresa de base tecnológica conformada por el INTA y Vetanco SA– trabajan con la primera vacuna contra el virus de la fiebre aftosa que no utiliza material infectivo en su proceso de manufactura. Se trata de un hito de relevancia mundial.

La fiebre aftosa es la primera barrera en la comercialización internacional de productos agropecuarios. Los brotes de la enfermedad tienen un gran impacto económico y social a nivel global. Se estima que en las regiones endémicas las pérdidas anuales asociadas a esta enfermedad son de entre 8,4 y 27,3 billones de dólares.

Recientemente se reportaron brotes en animales salvajes en Alemania y en bovinos en Israel, que confirman los riesgos e importancia de contar con estrategias preventivas para esta enfermedad. Para prevenirla existen vacunas efectivas que emplean material infectivo en el proceso de producción. Muchos países deciden no tener plantas productivas de la vacuna dentro de sus territorios o prohíben trabajar con cepas diferentes a las de circulación regional, restringiendo la producción al mercado local.

Por esto, Bioinnovo –empresa de base orientada a la salud animal con más de diez años de trayectoria formada entre el INTA y Vetanco S.A.– es decir, “se puede producir en instalaciones convencionales utilizando los mismos equipos y tecnologías que los ya empleados en la fabricación de cualquier vacuna que utilice células de mamíferos en su proceso productivo”, explicó Andrés Wigdorovitz, director de INCUINTA y Bioinnovo.

“Se trata de una solución segura, eficaz y con perspectivas de posicionarse como una alternativa superadora en cuanto a requerimientos de seguridad y versatilidad”, aseguró Wigdorovitz. “Es la primera vacuna contra la fiebre aftosa en células de mamífero en no utilizar material infectivo en ninguna etapa del proceso productivo”, agregó, y destacó que “el proyecto de una vacuna recombinante para el tratamiento de la fiebre aftosa comenzó hace más de diez años en el Instituto de Virología y fue protegida por una patente a fines del año 2022”.

Por su parte, Marianela Dalghi, investigadora en Bioinnovo y responsable actual de liderar el proyecto, indicó: “Su fórmula basada en cápsides vacías recombinantes (o VLPs, del inglés Virus-Like Particles) hace que no sean necesarios procesos exhaustivos de purificación para eliminar proteínas no estructurales del virus y permite fácilmente discriminar animales infectados de vacunados (DIVA)”.

En ese sentido, al no utilizar virus infectivo en ninguna de las etapas de producción, “la fabricación de nuestra vacuna no está sujeta a las limitaciones nacionales e internacionales de manejo de cepas virales”, subrayó Dalghi. Además, destacó que “ofrece gran potencial para diversificar los portfolios vacunales, alcanzar nuevos mercados, expandir los bancos de antígeno, potenciar la capacidad de respuesta ante emergencias sanitarias en el país y agilizar el desarrollo de vacunas contra cepas virales emergentes”.

En los últimos dos años de trabajo, Bioinnovo logró validar la tecnología desarrollada a escala preindustrial, y avanzar en la elaboración de la documentación necesaria para su registro.

Se está trabajando, en esta etapa, en la búsqueda de un socio internacional. “Este trabajo se está realizando en forma articulada con Cancillería de la Nación de forma muy alentadora, para llevar la tecnología a la etapa de lanzamiento comercial dentro de 2 a 4 años, y con un producto que sea innovador, seguro y tan eficaz como las mejores vacunas disponibles actualmente”. subrayó Wigdorovitz

Por su parte, Jorge Winokur, presidente de Bioinnovo y Vetanco, declaró: “Desde Bioinnovo y su socio comercial Vetanco seguimos invirtiendo en plataformas de vacunas bioseguras para abastecer al mundo en el control de brotes de variantes exóticas”.

Esta política de manipulación segura de materiales va acompañada de los productos de la plataforma Biotech para inmunidad de las mucosas y la línea Vedevax de vacunas dirigidas. Y añadió: “Estamos orgullosos de contar con un equipo comprometido de investigadores, innovadores y técnicos”.

Nueva tecnología

La metodología actual que se empleó para producir nuestra vacuna recombinante se basa en el crecimiento en un biorreactor de las células de mamífero CHOBRI TM que contienen la información para producir de manera inducible VLPs del virus de la fiebre aftosa.

La estrategia de optimización de la producción inducible de VLPs que se desarrolló ha sido patentada por el INTA en conjunto con el NRCC.

Los biorreactores que se utilizan son los mismos que se usan en la producción de vacunas antiaftosa para replicar a las partículas virales infectivas en células de mamífero BHK-21. Luego de que las células alcanzan una masa crítica de crecimiento, se induce la expresión de las VLPs utilizando cumato, un compuesto químico que no es tóxico y es ampliamente accesible.

Después del período de inducción, se colectan las células y se lisan, y posteriormente se somete al lisado celular a procesos de purificación. Finalmente, se adicionan adyuvantes y excipientes de modo de obtener la formulación final, a la cual se le realizan los más estrictos controles de calidad.

Premio a la solución innovadora

Entre más de 1.500 postulantes, el proyecto desarrollado en conjunto por el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRCC) y el INTA, actualmente liderado y financiado por Bioinnovo, ganó la 15° edición (2024) del Concurso de Soluciones Innovadoras Banco Nación, organizado por la Fundación Empretec.

Este premio destacó la vacuna innovadora para prevenir la fiebre aftosa que utiliza cápsides vacías y genes recombinantes sintéticos, eliminando la necesidad de material infeccioso.

Este premio no sólo reconoció un avance científico-tecnológico sino también el esfuerzo de trabajo en equipo y compromiso para crear soluciones con impacto positivo a nivel mundial.

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