Brasil es el mayor exportador de carne del mundo, con ventas de US $ 6.28 mil millones en el Estas cifras podrían ser aún mayores si no fuera por la inmensa pérdida económica anual causada por parásitos, se estima que al menos $ 13.9 mil millones en 2014 . En otras palabras, las pérdidas con mortalidad, caída de peso, reducción en la fertilidad y pérdida de productividad provocadas por parásitos equivalen a más del doble de todo lo que se exporta.
04 de octubre de 2018
por Peter Moon | Ag. FAPESP – En 2017, el rodeo de ganado de Brasil constaba de 217 700 000 animales, de acuerdo con el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Abastecimiento . Brasil es el mayor exportador de carne del mundo, con ventas de US $ 6.28 mil millones .Estas cifras podrían ser aún mayores si no fuera por la inmensa pérdida económica anual causada por parásitos, se estima que al menos $ 13.9 mil millones en 2014 . En otras palabras, las pérdidas con mortalidad, caída de peso, reducción en la fertilidad y pérdida de productividad provocadas por parásitos equivalen a más del doble de todo lo que se exporta.
Los mayores causantes de pérdidas son los parásitos internos, como gusanos gastrointestinales, responsables por pérdidas de US $ 7.100 millones (51%). A continuación vienen los parásitos externos, que se instalan fuera del cuerpo del huésped. No hay causa más daño que el (garrapata del ganado microplus Rhipicephalus (Boophilus) ), responsable de las pérdidas de US $ 3,2 mil millones por año (23,2%). La mosca de los cuernos cuesta pérdidas de 2.500 millones de dólares (18,3%), mientras que el berne, la mosca de la bicha y la mosca de los establos suman pérdidas de 1.000 millones de dólares (7,5) %).
El control de la garrapata bovina se realiza por medio de la aplicación de pesticidas, lo que conduce, invariablemente, la selección de linajes resistentes. Hoy, en Brasil, la carrapato bovino presenta resistencia, en mayor o menor grado, a todos los pesticidas comerciales empleados en el control de la plaga.
En un artículo publicado en informes científicos , investigadores del Departamento de Genética y Biología Evolutiva Instituto de Biociencias de la Universidad de Sao Paulo (IB-USP) y el Instituto de Investigación Veterinaria Desiderio Finamor (IPVDF), en Eldorado do Sul (RS) mecanismos de resistencia de los bovinos identificados tick contra la acción de la ivermectina, uno de los fármacos más comúnmente utilizados en la lucha contra las infestaciones de R. microplus . La investigación fue apoyada por la FAPESP y el CNPq.
«La infestación ocurre en el momento en que la garrapata se alimenta con sangre del animal. Es cuando el insecto inocula sustancias anti-hemostáticos, antiinflamatorio e inmunomodulador contenida en la saliva «, dijo Tatiana Teixeira Torres , quien condujo la investigación con genetistas Valeria Lis Le Gall y Guilherme Marcondes Klafke.
Según Torres, estas sustancias modifican la fisiología en el lugar de la picadura, causando pérdida de sangre, reducción en la inmunidad del huésped e irritación. «Los factores de estrés causado por la infestación conduce a la interrupción de la energía y, en consecuencia, la pérdida de peso y la reducción de la fertilidad», dijo la FAPESP Agencia .
La droga de referencia en el combate a la garrapata bovina es la ivermectina, con propiedades anti-helmínticas, acaricidas e insecticidas. La ivermectina es antiparasita de amplio espectro, utilizada tanto en el tratamiento de humanos como de los animales de cría.
«La ivermectina actúa como un análogo de un neurotransmisor llamado GABA, existente en vertebrados e invertebrados. En el caso de la garrapata, este neurotransmisor actúa en los canales de cloro ligantes de glutamato, que son neurorreceptores exclusivos de los invertebrados. La droga se une a los canales de cloro de las neuronas de la unión neuromuscular del insecto, bloqueando la neurotransmisión, lo que paraliza la musculatura del insecto, llevándolo a la muerte «, dijo Torres.
La ivermectina fue descubierto en 1975 y ha sido utilizado comercialmente desde 1981. Esto significa que en el caso de la garrapata del ganado, en los últimos tres decenios varias generaciones de R. microplus fueron expuestos a la acción del fármaco. De ahí que la especie acabó por desarrollar resistencia a la ivermectina.
Según Torres, en R. microplus varios mecanismos pueden estar implicados en la resistencia a la ivermectina, incluyendo la capacidad fisiológica de tolerar o desintoxicar los productos químicos tóxicos. «Los mecanismos metabólicos de la desintoxicación son mediados por familias de enzimas y también por proteínas específicas, que fueron seleccionadas por el mecanismo de la selección natural», dijo.
Las garrapatas que no contaban con la acción de tales enzimas y proteínas morían en presencia de la ivermectina. Ya aquellos que produjeron esas sustancias sobrevivieron y produjeron más descendientes, que acabaron por formar los linajes resistentes.
Según Torres, los mecanismos metabólicos en las garrapatas responsables de la desintoxicación son mediados por familias de enzimas, incluyendo el citocromo P450, esterasa y glutatión-S-transferasas (GST).
«Otras proteínas, como los transportadores ABC, también contribuyen a los procesos de desintoxicación, transportando sustancias tóxicas fuera de las células, con consumo de ATP», dijo.
Bioensayos letales
La desintoxicación de pesticidas por el aumento de actividad de las enzimas del citocromo P450, esterasas, GST y transportadores ABC son bien conocidos en diversos grupos de artrópodos, incluyendo garrapata del ganado R. microplus .
«En nuestro estudio, hemos investigado los mecanismos de detoxificación operativos en una cepa de garrapatas R. microplusresistentes a la ivermectina en comparación con la cepa susceptible al pesticida», dijo Torres.
«Analizamos la desintoxicación de la ivermectina en ambas cepas utilizando bioensayos de tiempo letal en presencia de inhibidores que bloquean la actividad enzimática o transportadora de las proteínas, permitiendo que los efectos tóxicos de la ivermectina prevalezcan y, consecuentemente, aumenten la tasa de mortalidad», dijo.
La meta del trabajo fue identificar qué proteínas tendrían un papel predominante en la desintoxicación de la ivermectina en un linaje multirresistente de la garrapata bovina. Para probar la influencia de estas proteínas en la resistencia, los investigadores utilizaron inhibidores específicos para cada una de las familias proteicas y compararon las tasas de mortalidad en tratamientos con ivermectina en presencia y ausencia de los inhibidores.
Se utilizaron como inhibidores sustancias con capacidad de inducir cambios que impiden su actividad de desintoxicación. Para inhibir la acción del citocromo P450 se utilizó butóxido de piperonilo (PBO). En contra de la esterasa, se empleó s, s, s-tributil fosforotritioato (DEF). Para inhibir la GST, se eligió el maleato de dietila (DEM). Por último, contra los transportistas ABC, se utilizó ciclosporina A (CsA).
Con esta finalidad, se utilizaron dos cepas de garrapatas bovinas. La Mozo, originaria de Uruguay, es la cepa susceptible usada en los estudios y diagnóstico de resistencia en América Latina. Esta cepa se mantiene sin contacto con acaricidas en el IPVDF.
Torres cuenta que la cepa Juárez fue aislada en el año 2010 en el municipio de Jacareí (SP) recogida en una granja de ganado con relato de falla de la eficacia de la ivermectina en el control de la garrapata. Juárez es una cepa multirresistente que, además de la ivermectina, presenta mortalidad reducida para otros pesticidas: cipermetrina, amitraz, clorpirifós y fipronil. El estudio realizado en el Instituto de Biociencias de la USP está restringido a la ivermectina.
Se realizaron separadamente dos baterías de bioensayos letales. En la primera batería, se buscó determinar la acción letal de la ivermectina, sola, en la cepa susceptible Mozo y en la cepa resistente Juárez. Se colocaron en un sobre cerca de 100 a 150 larvas de garrapata. A continuación, el sobre se sumergió durante 10 minutos en una solución que contenía ivermectina.
Según la investigadora del IB-USP, al retirar el sobre de la solución, se pasó a contar el porcentaje de larvas de cada muestra que moría después de un determinado tiempo de exposición al veneno. Se verificó la mortalidad transcurridos 10 minutos, 2 horas, 3 horas, 4 horas y 24 horas.
«Los resultados de la primera batería de bioensayos letales revelaron una clara diferencia en la respuesta al tratamiento de las larvas sólo con ivermectina a lo largo del tiempo», dijo Torres.
«Después de cuatro horas de exposición, todas las larvas de la cepa susceptible (Mozo) habían muerto, mientras que la mortalidad de larvas de la cepa resistente (Juárez) había alcanzado apenas el 40%, resultado que se mantuvo constante transcurridas 24 horas de la exposición. que mata el linaje susceptible no mata el linaje resistente «, dijo.
En la segunda batería de pruebas, se repitió el experimento con la cepa susceptible y la resistente, pero, además del pesticida ivermectina, se introdujo en la solución letal uno de los cuatro inhibidores que bloquean la acción de las enzimas y del transportador desintoxicante.
Todos los cuatro inhibidores se probaron individualmente, y en cinco concentraciones diferentes entre 1,88 y 30 micromolar (μM). Se buscó identificar las concentraciones ideales (no tóxicas) de los inhibidores en ausencia de la ivermectina. Una vez determinada la mayor concentración no letal de los inhibidores, cada uno de ellos fue utilizado en ensayos independientes en combinación con la ivermectina.
La idea de la prueba fue revelar el papel de las proteínas en la resistencia por medio de su inhibición. Por ejemplo, si una enzima es responsable de la desintoxicación del pesticida y lleva a la reducción de la mortalidad en una cepa de garrapatas, su inhibición implicará un aumento de la mortalidad, que puede llegar a niveles de mortalidad similares a los del linaje susceptible.
Los investigadores constataron que la inhibición de las cuatro familias proteicas resulta en el aumento de la mortalidad de las larvas de garrapata en diferentes grados.
«Se observó que los transportistas ABC tenían un papel más importante en la resistencia presentada por el linaje Juárez. Cuando era inhibido con la ciclosporina A, los niveles de mortalidad se veían muy parecidos a los observados en el linaje susceptible. El uso de otros inhibidores [PBO, DEF y «DEM] también llevó a aumentos en la mortalidad del linaje, pero las enzimas inhibidas desempeñan papeles menos importantes en la desintoxicación», dijo Torres.
Durante los bioensayos letales con la cepa resistente Juárez, los mejores resultados se obtuvieron cuando las larvas se sumergieron en una solución que contenía la invermectina asociada a la ciclosporina A en concentración de 12 μM.
Después de la exposición de las larvas resistentes sólo a la ivermectina, fue necesario aguardar cuatro horas para verificar la muerte del 40% de los individuos, porcentaje que no se modificó transcurridas 24 horas. La exposición de las larvas al pesticida más ciclosporina A resultó en la mortalidad del 50% de la muestra en 3 horas y 20 minutos. Después de 24 horas, la mortalidad se aproximó al 100% de la muestra.
«Curiosamente, el tiempo letal para matar el 50% de la muestra de la cepa resistente, cuando se expone a la combinación ivermectina y ciclosporina A, se aproximó al tiempo letal para eliminar el 50% de la muestra de la cepa susceptible Mozo, proporcionando evidencias de una reversión casi completa del fenotipo Juarez cepa resistente, «Torres dijo que la agencia FAPESP.
«El efecto sinérgico de la ciclosporina A fue demostrado por un aumento del 60% en la mortalidad de la cepa expuesta a la combinación ivermectina y CsA cuando comparada con la misma cepa expuesta sólo a la ivermectina después de 24 horas», dijo.
Los resultados proporcionan evidencia de la acción de los mecanismos de desintoxicación en R. microplus resistente a la ivermectina, que contribuye a la comprensión de la base molecular de fenotipo resistente a ivermectina.
«Tal conocimiento puede ayudar en la búsqueda de nuevas estrategias para lidiar con la resistencia a la ivermectina en el campo. Por ejemplo, los inhibidores probados, u otras moléculas de efecto análogo, podrían ser introducidos en formulaciones comerciales de ivermectina», dijo Torres.
Las diferencias en las actividades de las proteínas estudiadas pueden ser causadas por variaciones en la estructura, secuencia o expresión de los genes que codifican esas proteínas entre las cepas susceptible y resistente. Además, como parte del proyecto, los investigadores ahora investigan las sustituciones en las secuencias codificantes de genes pertenecientes a esas cuatro familias, así como sus niveles de expresión. «El análisis nos ayudará a establecer las relaciones causales entre la función del gen y la resistencia metabólica a la ivermectina», dijo Torres.
Artículo mecanismos de detoxificación implicados en la resistencia de ivermectina en ganado garrapata, Rhipicephalus (Boophilus) microplus (doi: 10.1038 / s41598-018-30907-7), Valeria Lys Le Gall, William Marcondes Klafke y Tatiana Teixeira Torres, se pueden leer en www.nature.com/articles/s41598-018-30907-7 .