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Un Método que Permite Eliminar Antibióticos de la Leche

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¿Solución para un principal problema de la industria láctea?. En la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo en México (UAEH), José Antonio Rodríguez Ávila, doctor en química analítica, desarrolla un método que permita la separación de los antibióticos de la leche de vaca de una forma rápida y eficiente.

Durante la primera etapa del proyecto, el joven investigador ha logrado desarrollar un procedimiento que permite remover —para fines de análisis laboratoriales— los antibióticos de un litro de leche en 10 minutos.

Para ello, ha sintetizado imanes en polvo, los cuales recubre con un sólido modificado capaz de retener estos fármacos. El hecho de utilizar un sólido magnético le permite, con la utilización de un imán, separar fácilmente las partículas que han adsorbido los antibióticos de la leche.

Como segunda etapa del proyecto, José Rodríguez busca adecuar el método y diseñar la instrumentación necesaria para poder llevar la separación de los fármacos de la leche en procesos industriales.

Esto cobra relevancia por el problema de resistencia antimicrobiana, señalado por la Organización Mundial de la Salud (OMS), el cual se ve agravado por el consumo de dosis subterapéuticas de antibióticos en los alimentos. Estas pequeñas dosis, al ser consumidas, permiten a los microorganismos generar mecanismos de protección contra los medicamentos.

De una Casualidad a un Gran Proyecto

José A. Rodríguez explica que este proyecto surgió a raíz de la visita que un productor de queso hizo a su laboratorio. El productor llegó con un problema: a pesar de adicionar los microorganismos necesarios, la leche no le cuajaba y, por lo tanto, no podía producir queso.

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Fuente: Consejo Argentino para la Información y el Desarrollo de la Biotecnología

“En ese entonces teníamos en el laboratorio a un veterinario, quien nos dijo que había probabilidad de que la leche tuviera antibióticos y que estos estuvieran matando a los microorganismos. Así fue como comenzamos a analizar los residuos de estos fármacos en la leche”, recuerda el investigador.

José A. Rodríguez tenía ya experiencia en la detección de fármacos, pero enfocada en el análisis de antiinflamatorios en muestras de aguas residuales. Fue al adentrarse al mundo de los antibióticos en los alimentos cuando se dio cuenta de lo complicado que puede llegar a ser trabajar con compuestos que pertenecían a una gran variedad de familias y con estructuras bastante distintas entre sí.

Pero el problema no era solamente la gran cantidad de familias de antibióticos que podía encontrar, sino las diversas razones por las cuales estas sustancias pueden encontrarse en la leche.

¿Por qué hay Antibióticos en la Leche?

Existen tres razones por las que pueden encontrarse residuos de antibióticos en la leche, explica José A. Rodríguez. La primera es que cuando el ganado sufre alguna infección es necesario administrarle el fármaco para que se recupere. Y una de las vías por las que el fármaco se elimina, es la leche.

La segunda causa es debida a que los productores utilizan al antibiótico como un conservador para la leche, en búsqueda de que esta no se les eche a perder antes de comenzar los procesos que la llevarán al consumidor.

“Adicionalmente, los antibióticos también pueden ser administrados como promotores del crecimiento, cuando uno es ajeno a este tema supone que son las hormonas las que se usan para este fin, pero cuando investigas te das cuenta de que no, de que en dosis subterapéuticas los antibióticos también favorecen el crecimiento del ganado”, explica José A. Rodríguez.

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Foto. En la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo (UAEH), José Antonio Rodríguez Ávila, doctor en química analítica, desarrolla un método que permita la separación de los antibióticos de la leche de vaca de una forma rápida y eficiente.

Dificultades de Separar los Antibióticos de la Leche

Debido a que los antibióticos presentes en la leche pueden provenir de una gran cantidad de familias de fármacos (penicilinas, tetraciclinas, cefalosporinas, etcétera), el grupo de investigación de la UAEH debió diseñar diferentes métodos para analizar varias de las familias.

“La complejidad del proyecto radica en que deseamos determinar cantidades del orden de microgramos por litro, estas son cantidades muy bajas, que componen menos de uno por ciento en la leche. El problema principal es cómo hacer para quitar todos los compuestos de la leche —la proteína, la lactosa, etcétera—, y que te quede solamente el antibiótico y tu disolvente”, detalla José A. Rodríguez.

El investigador comenta que esta parte del proceso se denomina preparación de la muestra, en el lenguaje de la química analítica, y es la etapa más compleja del proceso, pues debe buscarse la forma de ir eliminando, poco a poco, cada componente de la mezcla, pero reteniendo el elemento de interés. Es trascendental asegurar que la sustancia que se desea estudiar no se pierda durante el proceso, que en el caso de este proyecto, el antibiótico está presente en cantidades infinitamente pequeñas.

Sólidos Magnéticos para Retener el Fármaco

La solución que propuso el grupo de científicos, liderados por José A. Rodríguez, fue el diseño de un sólido magnético recubierto por un material capaz de adsorber los antibióticos de la leche, pero dejando inalterados los demás componentes.

Este ingenioso método permite adicionar el sólido, en forma de pequeñas partículas, a la leche y después, mediante un imán, separarlo del líquido. José A. Rodríguez explica que esta técnica permite tratar un litro de leche en 10 minutos, lo cual es un gran avance si se le compara con otras técnicas, que pueden tardar hasta uno o dos días en realizar la separación.

“Adicionalmente, si tenemos suerte, logramos que la leche ni siquiera tenga que ser tratada después de este procedimiento. Es decir, tomo la leche, le coloco el sólido modificado, lo retiro por imantación y ya está, no hay que hacer precipitaciones posteriores ni realizar algún otro proceso”.

Este resultado solo se ha conseguido obtener una sola vez. En la mayoría de los análisis, después de adicionar el sólido imantado, es necesario realizar unas cuantas etapas más para la separación completa del fármaco. Esto debido a la mezcla tan compleja que compone la leche. “Aquí radica la importancia de que nuestro sólido sea ultraselectivo para los componentes que deseamos separar”.

Una vez que se ha separado el sólido magnético, se requiere de sofisticadas técnicas de análisis para cuantificar las bajas cantidades de antibiótico presentes en la leche. Además, es necesario comprobar que los resultados de las técnicas y el método diseñado correspondan a las cantidades reales de fármaco en la muestra, para ello se deben comparar los resultados obtenidos con las metodologías oficiales, las cuales son bastante caras, complejas y tardadas, comenta el investigador.

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Industrialización del Proyecto

La presencia de antibióticos en la leche es un problema que ha sido señalado por la OMS. Esto debido a que el consumo de dosis subterapéuticas de antibióticos ha llevado al desarrollo de resistencia antimicrobiana y ocasionado que una gran cantidad de bacterias ya no sea sensible a los medicamentos de primera elección.

José A. Rodríguez reconoce la importancia de la regulación del uso de antibióticos en la salud humana y en el ámbito veterinario, es por esto que una de sus mayores ilusiones sería que su proyecto llegara a un punto de desarrollo que permitiera que su metodología se utilizara a nivel industrial para la remoción de estos fármacos de la leche.

“Lo ideal sería diseñar un filtro, como el que había antes en las casas para filtrar el agua, en el cual se pudiera hacer pasar el líquido, quitarle los antibióticos y que la leche quede intacta”, comenta el investigador.

Para lograr el uso a escala industrial del método diseñado por los científicos de la UAEH hace falta incorporar el sólido magnético en un adecuado sistema de filtrado. Desarrollo en el cual se encuentra trabajando sin descuidar el proceso de dar a conocer sus avances y prestar servicios al sector industrial.

“Lo que estamos haciendo en estos momentos es vincularnos con las empresas para que se den cuenta de que los estudios que ellos pagan a otras universidades o que incluso tienen que mandar fuera para ser analizadas podemos hacerlos aquí en la UAEH”, concluye José A. Rodríguez.

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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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