El biopolímero natural denominado quitosano se presenta como una eficaz alternativa a los antibióticos promotores de crecimiento en la dieta de los rumiantes, según una investigación llevada a cabo por investigadores del centro tecnológico vasco Neiker-Tecnalia. La presencia de estos antibióticos como aditivos en la alimentación de rumiantes está prohibida en la Unión Europea desde 2006, debido a que su uso se relaciona con el desarrollo de resistencias microbianas a los antibióticos.
El principal problema de la prohibición radica en que se estima que los costes de producción de las explotaciones se han incrementado entre un 3,5% y un 5%, además de aumentar los problemas medioambientales de las explotaciones causados por una mayor emisión de gas metano. Así pues, la investigación de Neiker-Tecnalia se ha encaminado a buscar alternativas antimicrobianas a los antibióticos promotores de crecimiento.
El quitosano resulta ser una alternativa interesante ya que, además de su actividad antimicrobiana contrastada, presenta ciertas ventajas por tratarse de un compuesto biodegradable, biocompatible, renovable y no tóxico. Esta acción antimicrobiana permite plantear la hipótesis de que el quitosano afecta de forma específica a algunos de los microorganismos del rumen -el mayor de los preestómagos de los rumiantes-, y de esta manera se produce un efecto beneficioso sobre la digestión ruminal. Este efecto es semejante al que se producía con la monensina, antibiótico promotor del crecimiento más extendido en la dieta de los rumiantes antes de su prohibición.
Los resultados obtenidos en la investigación son muy prometedores con respecto al potencial del quitosano para manipular la fermentación ruminal, con el objetivo de mejorar la eficiencia alimentaria y promover la utilización de nutrientes para los rumiantes. Si estas mejoras se traducen en términos productivos y competitivos comercialmente, el quitosano puede representar una alternativa efectiva a los antibióticos promotores de crecimiento en la dieta de los rumiantes.
Ensayos in vitro
A lo largo de la investigación se plantearon una serie de experiencias para determinar el efecto del quitosano sobre la fermentación ruminal. Inicialmente, se realizaron ensayos in vitro de simulación de la fermentación ruminal para determinar el efecto de diferentes tipos de quitosanos sobre la fermentación ruminal, así como la influencia de la dieta, la dosis y el tiempo de incubación sobre esos efectos.
En los primeros ensayos in vitro realizados se utilizó una técnica de cultivos discontinuos. En esta técnica se incuba un alimento determinado con un inóculo procedente del rumen de ovejas, en unas condiciones de pH y temperatura que simulan las propias del rumen. En estos ensayos se pudo constatar que el quitosano modificaba el proceso fermentativo ruminal de una manera que podría resultar beneficiosa para el animal; por ejemplo, con incrementos de la producción de ácido propiónico durante la fermentación de hasta un 95%. Además, se observó que estos efectos o modificaciones eran más importantes a medida que el grado de desacetilación de la molécula de quitosano aumentaba y a medida que la ración o dieta contenía mayor proporción de concentrado.
En los segundos ensayos in vitro realizados se utilizó la Técnica de Simulación del Rumen o RUSITEC. Esta técnica se diferencia de la anterior en que en este caso se utilizan fermentadores semicontinuos en los que hay un reciclaje del medio de cultivo. Por tanto, permite mantener un cultivo de microorganismos ruminales estable durante más tiempo para realizar estudios a mayor largo plazo, y así poder estudiar la persistencia con el tiempo de los efectos observados con la técnica anterior, y poder descartar un posible efecto adaptativo de los microorganismos ruminales al quitosano. En estos ensayos se pudo observar que el efecto del quitosano sobre la fermentación ruminal persistía en el tiempo de incubación, con lo que se podría descartar en principio un proceso adaptativo de los microorganismos del rumen a este compuesto.
De esta forma, en los ensayos realizados in vitro se obtuvieron resultados muy prometedores, basados en una mejora de la eficiencia energética del proceso de fermentación en el rumen con fermentaciones dirigidas hacia la producción de ácido propiónico y una disminución de la producción de metano durante este proceso de hasta un 50%.
En los ensayos con animales se demostró que el efecto modulador de la fermentación ruminal observado in vitro se observa también cuando el quitosano se administra directamente a los animales, obteniéndose mejoras en la eficiecia energética del proceso de fermentación en el rumen sin que se viera afectada la digestibilidad de la ración.
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha concedido la mitad de este galardón al bioquímico estadounidense David Baker por diseñar desde cero nuevas proteínas mediante su programa RoseTTAFold. La otra mitad la comparten el británico Demis Hassabis y el también estadounidense John M. Jumper, ambos de la empresa DeepMind de Google, que lograron predecir las estructura proteicas con IA.
Un estudio internacional con participación del CSIC ha demostrado que reemplazar un solo átomo en posiciones estratégicas de la secuencia genética puede revertir su dirección de rotación. Según los autores, el hallazgo podría convertirse en una importante diana terapéutica al desempeñar un papel importante en diversos procesos biológicos.
