Rodrigo Barreto, Licenciado en Biotecnología, desarrolló un sistema innovador que permite mejorar la eficiencia en la producción de vacunas clostridiales para una toxina bacteriana que afecta al ganado.
Las bacterias son seres vivos microscópicos, en apariencia insignificantes, pero que cumplen un rol fundamental en el equilibrio de los ecosistemas.
Ayudan a mantener el delicado balance biológico de todos los organismos que viven juntos y que se benefician mutuamente con esta relación.
Las bacterias están ampliamente distribuidas en el medio ambiente. Tanto es así, que pueden ser encontradas en el suelo, en la piel y en el sistema gastrointestinal de los mamíferos, hasta el punto que se calcula que existen aproximadamente diez células bacterianas por cada célula humana en nuestros organismos.
Sin embargo, así como pueden “actuar” a favor del equilibrio natural de los seres vivos, en algunas ocasiones pueden hacerlo en su contra, generando enfermedades cuando se dan las condiciones adecuadas para que esto ocurra.
Tal es el caso de la bacteria Clostridium perfringens, que crece naturalmente en el sistema gastrointestinal del ganado sin causar problemas, hasta que su crecimiento y multiplicación se aceleran, promovidos por las condiciones de hacinamiento y sobrealimentación que sufren los animales con el fin de mejorar la productividad ganadera.
“Cuando se da una sobrealimentación, la dieta del animal aumenta en proteína y se acidifica más su sistema gastrointestinal. Eso favorece el crecimiento de la bacteria y promueve la producción de una toxina conocida con el nombre de épsilon”, cuenta Barreto, quien durante seis meses se dedicó a estudiar esta toxina como parte de su trabajo de tesis y de un convenio entre la Universidad ORT Uruguay y Laboratorios Santa Elena.
La toxina épsilon de Clostridium perfringens forma complejos moleculares que generan poros en las células del intestino y permiten el ingreso de la bacteria, a través de estos, al torrente sanguíneo, expandiéndose al resto del cuerpo.
La infección causada por esta bacteria genera un edema masivo en los órganos del animal afectado, lo que conlleva a su muerte en un período no mayor a 24 horas luego de la aparición de los síntomas.
Debido a la gran importancia que supone la prevención y el control de esta bacteria, es que Laboratorios Santa Elena produce una vacuna que genera anticuerpos en el ganado confiriéndole resistencia contra la acción de la toxina épsilon.
“Si se lo piensa en términos económicos la infección causada por esta bacteria puede generar grandes pérdidas. Es muy difícil controlarla cuando ya se está expandiendo y produciendo la toxina”, apunta Barreto. Por eso lo que se hace es generar vacunas preventivas.
“La vacuna consiste en un preparado que contiene toxina épsilon inactivada, con alto grado de pureza, que funciona estimulando la respuesta del sistema inmunológico del animal para generar anticuerpos que le confieran resistencia contra la acción de la toxina.”
La producción de esa vacuna implica hacer crecer las bacterias en las plantas industriales de Laboratorios Santa Elena, en condiciones óptimas para que produzcan la toxina épsilon y luego extraer del caldo de cultivo solamente la toxina, para inactivarla y formular las dosis de vacuna. Para lograr esto es necesario llevar a cabo un proceso de purificación de la toxina.
“En estos caldos hay restos de la bacteria, deshechos metabólicos y restos del medio donde estaba creciendo. Y además, está la toxina. Hay que seguir un proceso para obtener la toxina pura.
Actualmente existe un proceso de purificación estandarizado que resulta eficiente pero que puede ser mejorado. Cuando termina la producción, el laboratorio obtiene una vacuna que es eficaz y genera una respuesta inmune contra la toxina, pero también contra restos de contaminantes que quedan allí. El rendimiento de pureza que obtienen está entre un 80 y 85%”, explica Barreto.
Barreto diseñó un método de última generación para mejorar el nivel de purificación de la toxina y aumentar la pureza del material a más de 90%. La técnica que usó se llama cromatografía y es una técnica de separación de moléculas.
Se tomaron microesferas de agarosa, que es una azúcar complejo que generan las algas, y se las modificó colocando en su superficie anticuerpos específicos contra la toxina épsilon. De esta forma los anticuerpos “atrapaban” a la toxina logrando separarla del resto de componentes del caldo de cultivo.
Barreto probó, además, otro mecanismo que también tiene como protagonista a las microesferas de agarosa. “Estudiamos qué tipo de carga superficial tenía la toxina, si era positiva o negativa. Como vimos que tenía más carga negativa, cargamos la superficie de la agarosa positivamente para atraerla y también probamos que con ese sistema se podía purificar a más de un 90% la toxina”.
La idea del proyecto se completaba luego de que la vacuna con la toxina épsilon, purificada mediante la nueva tecnología, era introducida en el animal y este generaba los anticuerpos específicos contra ella.
Con un procedimiento similar al utilizado para purificar a la toxina épsilon se pueden purificar los anticuerpos para utilizarlos a su vez en el proceso inicial de generación de la vacuna. Esta parte del proyecto no llegó a desarrollarse en su totalidad como parte de la tesis y es lo que actualmente ocupa las horas de Barreto.
“El método diseñado es valioso porque logra generar un ahorro de los recursos económicos de la empresa. Los procesos de purificación actuales usan sistemas muy caros con filtros traídos del exterior, y cuya importación a veces retrasa la propia producción. Producir los insumos para aplicar la metodología que desarrollamos es mucho más barato y lo puede producir el mismo laboratorio".
“Hay ganancias directas para la empresa por el ahorro en la producción, ganancias porque ofrecen un producto de mayor calidad, y porque la vacuna se formula en dosis más pequeñas”, resume.