¿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.
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.
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.
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.