En Plantae Labsestamos comprometidos con la transformación de la agricultura a través de soluciones innovadoras y sostenibles. Nuestra investigación reciente se centra en el uso de saponinas de Quillaja, un extracto natural del árbol Quillaja saponaria, para abordar la criptosporidiosis, una enfermedad desafiante para los productores ganaderos de todo el mundo. Este proyecto, liderado por nuestra especialista en I+D Victoria Tapia y apoyado por CORFO (Código de Proyecto: 22CVID-206873), tiene como objetivo reducir el impacto de esta infección persistente, ofreciendo un nuevo enfoque ecológico para la salud animal. Nuestros hallazgos muestran el potencial de Quillaja no solo para controlar la infección sino también para apoyar la salud intestinal en los animales afectados.
El desafío de la criptosporidiosis
Entendiendo la enfermedad
La criptosporidiosis, causada por Cryptosporidium parvum , afecta principalmente a rumiantes jóvenes como los terneros, lo que provoca diarrea grave, desnutrición y retraso en el crecimiento. El impacto económico es sustancial, ya que los animales infectados pueden sufrir pérdidas de productividad a largo plazo, Brunauer et al. (2021) .
Según Shaw et al. (2020) , los terneros con criptosporidiosis grave pueden sufrir un déficit de peso de hasta -34 kg en comparación con los no expuestos a la infección. Estas pérdidas subrayan la necesidad urgente de métodos de tratamiento eficaces y sostenibles que reduzcan la prevalencia y la gravedad de la enfermedad.
Los rumiantes jóvenes son particularmente susceptibles a las infecciones debido a su sistema inmunológico en desarrollo. Los factores estresantes ambientales como las altas cargas de parásitos, la absorción y calidad inadecuadas del calostro y las coinfecciones pueden aumentar significativamente la vulnerabilidad a esta infección, Li et al. (2021).
Transmisión y prevalencia
La enfermedad se transmite principalmente por vía fecal-oral. Los terneros pueden infectarse por contacto directo con animales infectados o por la ingestión de ooquistes de agua o alimentos contaminados. Esto es particularmente preocupante en entornos con prácticas de higiene inadecuadas, ya que los ooquistes de Cryptosporidium pueden sobrevivir en condiciones ambientales adversas y resistir desinfectantes tradicionales como el amoníaco cuaternario y el glutaraldehído ( Coleman et al., 2023 ). La contaminación cruzada en las granjas puede ocurrir durante el manejo de terneros infectados, ya que los patógenos se propagan fácilmente a través de ropa contaminada, como botas, y equipos como biberones, pistolas de agua y otros implementos. Los estudios indican tasas de prevalencia variables en diferentes regiones, con hallazgos significativos que incluyen una prevalencia del 44 % en los EE. UU. y del 31 % en Brasil ( Urie et al., 2019 ; De Oliveira et al., 2023 ). Estas altas tasas de infección ponen de relieve la urgencia de adoptar medidas de control eficaces.
Impacto económico en los terneros
Las repercusiones económicas de la criptosporidiosis son sustanciales, no sólo en términos de costos de tratamiento sino también en términos de pérdida de productividad. Según la investigación de Shaw et al. (2020) , los terneros que padecen criptosporidiosis grave pueden afrontar un déficit de peso de hasta 34 kg en comparación con sus homólogos no infectados. Esto no sólo afecta la salud y el bienestar inmediatos de los animales, sino que también puede provocar pérdidas de productividad a largo plazo, lo que convierte a la enfermedad en una preocupación crítica para los productores ganaderos.
Por qué las soluciones tradicionales no son suficientes
Si bien los tratamientos tradicionales, como las opciones sintéticas como la halofuginona, han demostrado ser eficaces, a menudo tienen limitaciones, incluidos efectos secundarios y restricciones regulatorias, Mundt et al. (2005) . Los productores buscan cada vez más alternativas naturales que se alineen con prácticas agrícolas sostenibles, lo que hace que la exploración de compuestos naturales como las saponinas de Quillaja sea particularmente oportuna.
Nuestra solución natural
Nos hemos centrado en aprovechar el potencial de las saponinas de Quillaja, conocidas por sus propiedades inmunomoduladoras y antiparasitarias, para abordar este desafío. Con el apoyo de CORFO, somos pioneros en una solución que reduce la huella ambiental y al mismo tiempo mejora la salud del ganado.
Hallazgos clave de nuestra investigación
Nuestra investigación utilizó modelos tanto in vitro como in vivo para evaluar la eficacia de las saponinas de Quillaja. Los estudios in vitro comenzaron con células intestinales, mientras que los modelos in vivo, incluido un modelo de ratón, nos ayudaron a establecer la dosis más eficaz. La siguiente fase implicará un modelo de ternero para confirmar los resultados en la especie objetivo.
Reducción de la eliminación de ooquistes: romper el ciclo de infección
Los ensayos realizados por nuestro equipo de I+D demostraron que las saponinas de Quillaja redujeron significativamente la eliminación de C. parvum en animales infectados. Una menor eliminación de ooquistes es crucial porque minimiza la contaminación del medio ambiente, reduciendo el riesgo de reinfección para otros animales de la granja.
Esta reducción ayuda a romper el ciclo de infección, lo que genera rebaños más sanos y un entorno agrícola más limpio. Los agricultores pueden beneficiarse de tasas de infección más bajas, lo que significa una mejor salud general del rebaño y potencialmente menos pérdidas.
Apoyar la salud intestinal mediante una menor inflamación (niveles de IL-18)
Los resultados resaltaron que los animales tratados con Quillaja tenían niveles más bajos de IL-18 en los tejidos intestinales en comparación con los controles infectados no tratados. La IL-18 es un marcador importante de inflamación y desempeña un papel protector en la inmunidad innata mediada por INF-γ durante las infecciones por C. parvum. Choudhry et al. (2012) . Por lo tanto, niveles más bajos indican un daño intestinal reducido, lo que conduce a una mejor absorción de nutrientes y una recuperación general.
Esto sugiere que los efectos antiinflamatorios de Quillaja ayudan a mitigar el daño causado por C. parvum , ofreciendo un doble beneficio de control de infecciones y apoyo al proceso de recuperación del animal.
Un enfoque integrado para la agricultura sostenible
La combinación de una reducción de la eliminación de ooquistes y una mejor salud intestinal convierte a Quillaja en una parte ideal de un enfoque integrado para el tratamiento de la criptosporidiosis. Si bien puede que no reemplace los tratamientos sintéticos en todos los escenarios, ofrece una alternativa natural valiosa para las granjas que buscan reducir el uso de químicos.
Esto se alinea con la creciente tendencia hacia la agricultura orgánica y las prácticas sostenibles, ayudando a los productores a satisfacer las demandas del mercado de soluciones de gestión ganadera más saludables y ambientalmente responsables.
A través del proyecto 22CVID-206873, hemos explorado el potencial de la Quillaja saponaria nativa de Chile para abordar la criptosporidiosis.
Liderando el camino en soluciones naturales para la salud animal
Nuestra investigación destaca el potencial de las saponinas de Quillaja como una solución innovadora para el manejo de la criptosporidiosis. Al reducir la propagación de infecciones y promover la salud intestinal, Quillaja ofrece un camino prometedor hacia una gestión ganadera más sostenible. En Plantae Labs, estamos orgullosos de contribuir al futuro de la agricultura, donde las soluciones naturales pueden ayudar a las granjas a mejorar las métricas de rendimiento de una manera ambientalmente responsable.
Referencias:
- Brunauer et al. (2021) – Prevalencia de la diarrea neonatal de terneros en todo el mundo causada por rotavirus bovino en combinación con coronavirus bovino, Escherichia coli K99 y Cryptosporidium spp.: un metaanálisis. Animales, 11(4), 1014. https://doi.org/10.3390/ani11041014
- Choudhry et al. (2012) – Función protectora de la interleucina 18 en la inmunidad innata mediada por interferón γ contra Cryptosporidium parvum que es independiente de las células asesinas naturales. La Revista de Enfermedades Infecciosas, 206, 117-124. https://academic.oup.com/jid/article/206/1/117/833779 .
- Coleman, CK, Kim, J., Bailey, ES, Abebe, LS, Brown, J., Simmons, OD y Sobsey, MD (2023) – Desinfección con bromo y cloro de ooquistes de Cryptosporidium parvum, esporas de Bacillus atrophaeus y colifago MS2 en agua. Ciencia y tecnología ambientales, 57 (47), 18744–18753. https://doi.org/10.1021/acs.est.3c00536
- De Oliveira, MC, Oliveira, DR, Gonçalves, NR y Arantes, UM (2023) – Ocurrencia y factores de riesgo de la criptosporidiosis bovina en Brasil – Revisión sistemática. Revista Brasileira De Saúde E Produção Animal, 24. https://doi.org/10.1590/s1519-994020230013
- Li y col. (2021) – Prevalencia y factores de riesgo de infección de Eimeria bovina en China: una revisión sistemática y un metanálisis. Parásito, 28, 61. https://doi.org/10.1051/parasite/2021055 .
- Mundt et al. (2005) – Patología y tratamiento de la coccidiosis por Eimeria zuernii en terneros: investigaciones en un modelo de infección. Parásito, 54(4), 223–230. https://doi.org/10.1016/j.parint.2005.06.003 .
- Shaw et al. (2020) – Efectos productivos a largo plazo de la criptosporidiosis clínica en terneros neonatales. Revista Internacional de Parasitología, 50(5), 371–376. https://doi.org/10.1016/j.ijpara.2020.03.002 .
- Urie et al. (2018) – Manejo de novillas destetadas en operaciones lecheras de EE. UU.: Parte III. Factores asociados con Cryptosporidium y Giardia en terneras lecheras destetadas. Revista de ciencia láctea, 101(10), 9199–9213. https://doi.org/10.3168/jds.2017-14060 .
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