En la actualidad el control de los nematodos gastrointestinales se realiza casi exclusivamente con moléculas antihelmínticas. La inadecuada utilización ha generado resistencia en algunos géneros parasitarios. Sumado a la preocupación de consumir alimentos inocuos en pro de la salud humana, se ha estimulado el desarrollo de otros métodos de control para las parasitosis gastrointestinales, tales como el control biológico, basado en el uso de enemigos naturales de las larvas en el medio ambiente. Entre los enemigos naturales de las larvas de nematodos gastrointestinales el más frecuentemente utilizado es el hongo Duddingtonia flagrans. Este tiene la capacidad de reducir el número de larvas de nematodos en materia fecal, y sus clamidosporas, así como de atravesar el tracto gastrointestinal y mantener su capacidad germinativa, facilitando así la posibilidad de desarrollar diferentes formas de administración. En esta revisión se mencionan las especies de hongos utilizadas hasta el momento y se discuten las distintas formas de administración de hongos nematófagos ensayadas hasta el momento.
The control of gastrointestinal nematodes relies at present mostly on antihelmintic treatments using synthetic molecules. This approach, however, has led to the appearance of resistance to some types of antihelmintics which, together with the need to cut down on the use of chemicals, has fostered the development of other control methods, such as biological control, which is the use of living organisms that are naturally antagonistic to an unwanted species. Among the natural enemies of nematode parasitic larvae is the microfungus Duddingtonia flagrans. Research has shown the ability of this fungus to reduce the number of nematode larvae in faeces, the ability of its chlamydospores to survive the passage through the gastrointestinal tract of livestock and, moreover, to keep its germinative ability, thus facilitating the development of formulations. The present review looks at the species currently used and the different ways of administering already tested nematophagous fungi.
La cría de bovinos y ovinos en sistemas pastoriles se caracteriza por una producción sobre pasturas, donde las afecciones por parásitos internos causan grandes pérdidas económicas22. El uso inadecuado de antihelmínticos como medida de control ha generado un aumento progresivo de casos de resistencia múltiple en distintas especies de endoparásitos, junto a la posibilidad de crear desequilibrios ecológicos y ocasionar la presencia de residuos de pesticidas en carne, leche y lana27.
En la actualidad se están investigando y poniendo a punto alternativas adicionales para el control de las parasitosis gastrointestinales, tales como la resistencia genética del ganado, inmunológica, nutricional, administración de vegetales antihelmínticos, nutracéuticos y el control biológico (CB). Este último constituye una de las estrategias más prometedoras para un control sustentable de los nematodos gastrointestinales13. La búsqueda de formulaciones que vehiculicen su uso como método de control es motivo de investigación.
Control biológicoGrønvold et al.12 definen el CB como un método ecológico diseñado por el hombre para disminuir las poblaciones parasitarias a un nivel subclínico aceptable, conservando estas poblaciones en un nivel no perjudicial gracias a antagonistas vivos naturales.
Resulta fundamental entender el CB como una medida reguladora cuyo objetivo no es acabar con el organismo blanco, sino controlar su población para reducir sus efectos nocivos19, diferenciándose de los antihelmínticos, que fueron elaborados con el propósito de eliminar la totalidad de los parásitos sobre el animal.
Entre los distintos organismos estudiados como posibles agentes de CB se encuentran artrópodos coprófagos, bacterias y hongos. En estos últimos, existen hifomicetos (conocidos como hongos nematófagos) capaces de atrapar y digerir las formas libres de los nematodos en el suelo18. Muchos de estos hongos producen esporas de resistencia o tienen fases saprofíticas en ausencia de sus hospedadores. Además, no son patógenos para los organismos que no son su blanco7.
Existen más de 200 especies de hongos nematófagos descritas; la mayoría pertenecen a los denominados hongos imperfectos o Deuteromycetes. Dichos hongos constituyen un grupo heterogéneo y ubicuo, viviendo normalmente en forma saprofítica y ocupando diferentes nichos en el suelo, donde también pueden alimentarse de una amplia gama de nematodos de vida libre, ya sea como recurso principal o secundario28.
En función del modo en que utilizan a los nematodos como recurso nutritivo, los hongos nematófagos se dividen en tres grupos: endoparásitos, ovicidas y depredadores.
EndoparásitosSus hifas crecen únicamente dentro del nematodo, excepto las hifas fértiles que crecen en el exterior3. Según la especie, las esporas pueden ser ingeridas para penetrar en el interior del nematodo y posteriormente germinar; las esporas se pueden adherir y perforar la cutícula del nematodo, o pueden presentar zoosporas móviles, que parecen tener un tropismo positivo hacia los nematodos. Ensayos in vitro realizados con las especies Harposporium anguillulae6 y Drechmeria coniospora33 demostraron una alta eficacia en la disminución de larvas en cultivos. Sin embargo, el carácter de parásito obligado de este grupo de hongos limita su empleo como agentes de CB ya que su dispersión únicamente se realiza por contacto directo entre individuos parasitados19, precisan de un medio con alta concentración de agua para difundirse y aquellos que deben ser ingeridos solo serían activos contra los estadios parasitarios de larva 1 (L1) y larva 2 (L2), que son los que se alimentan, y no sobre la larva 3 (L3) infectante que, al presentar cutícula doble, no se alimenta, por lo tanto no sería atacada.
OvicidasLos hongos ovicidas pueden ser usados para el CB de nematodos parásitos y especialmente nematodos fitopatógenos (patógenos de las plantas). En su mayoría son saprófitos, por lo que no dependen de la presencia de huevos en el medio. La mayoría de los estudios se han enfocado en la colonización de quistes conteniendo huevos de nematodos fitopatógenos. Existe un pequeño grupo de hongos especializados en el parasitismo de huevos de nematodos parásitos, entre los que se encuentra Verticillium chlamydosporium, capaz de infectar huevos de Ascaris lumbricoides in vitro20. Lysek y Sterba propusieron dos mecanismos de acción de penetración del hongo en el huevo: a través de una simple penetración de la hifa vegetativa a través de la cáscara del huevo, o a través de la formación de un órgano específico de penetración (apresorio) en el sitio de contacto de la hifa con la cáscara del huevo.
Gortari et al.11 aislaron de un paseo público de Argentina varios géneros de hongos ovicidas, de los cuales el que mejores habilidades presentó para infectar huevos de Toxocara spp. fue Paecilomyces lilacinus. Ensayos in vitro realizados con la especie Pochonia chlamydosporia demostraron que este hongo destruye eficazmente huevos de Trichuris vulpis y que puede contribuir a disminuir la contaminación ambiental36.
DepredadoresSon hongos saprófitos que forman un sistema miceliar extensivo en el medio y emplean como recurso nutritivo las fases de vida libre de los nematodos. Algunos de los géneros más importantes dentro de este grupo son Arthrobotrys, Dactylaria, Dactylella y Monacrosporium21–31. A través de diferentes mecanismos, que van desde la producción de un material adhesivo sobre las hifas hasta la formación de complejos anillos constrictores, los hongos depredadores son capaces de atrapar y consumir los estadios larvarios de los nematodos presentes en el suelo y en las heces.
Un grupo abundante de hongos depredadores utiliza como estrategia de captura la formación de redes tridimensionales adhesivas. Toda la red está cubierta por una capa mucilaginosa a la que quedan adheridos los nematodos y cuya producción parece estar estimulada por el forcejeo de los nematodos atrapados29. La forma de capturar de los hongos nematófagos es una combinación de una fuerza mecánica (órganos de captura) y la liberación de enzimas hidrolíticas extracelulares tales como proteasas séricas41–43, quitinasas40 y colagenasas9 que digieren la cutícula del nematodo (compuesta principalmente por proteínas). Una hora después de la penetración, el hongo forma un bulbo infectivo en el interior del nematodo35 y en pocas horas ocupa completamente el cuerpo de este. El proceso de digestión puede llegar a durar hasta una semana, tras lo cual la hifa trófica se lisa y el hongo se desarrolla de nuevo saprofíticamente, hasta que la presencia de nematodos en el medio estimula nuevamente su actividad predadora29.
Los géneros de nematodos parásitos de los animales domésticos, cuyas larvas son más móviles (Cooperia, Ostertagia, Haemonchus y Cyathostomas), estimulan una mayor producción de redes tridimensionales que aquellas larvas de movimientos más lentos, como son Oesophagostomum y Nematospiroides24. Las L1 y las L2 son más lentas en sus movimientos pero más susceptibles de morir rápidamente que las L3, las que al mantener la vaina de la L2 obtienen más protección y son más resistentes a la mortalidad25.
En la búsqueda de hongos nematófagos para el control de los nematodos gastrointestinales, la mayoría de los trabajos se han centrado en las especies depredadoras, ya que su carácter saprofítico permite su aislamiento y mantenimiento en cultivos puros, facilitando así su producción en el laboratorio. Estos hongos han sido aislados en gran variedad de hábitats, especialmente en medios ricos en materia orgánica, como el estiércol, el abono o los pastos5–14. Entre las especies conocidas de hongos nematófagos, Duddingtonia flagrans cumple con todas las características antes descritas y, además, tiene la capacidad de atravesar el tracto gastrointestinal de los bovinos17 y otras especies domésticas, como equinos16, cerdos26 y ovinos10, pudiendo germinar y luego reducir el número de larvas infectantes en materia fecal. Supervivencia en el tracto gastrointestinal se debe a que sus clamidosporas (esporos de resistencia) presentan una gruesa pared que les permite tolerar las condiciones extremas18.
La temperatura óptima para el crecimiento y función predadora del hongo se sitúa entre 10 y 30°C, alcanzando su máxima actividad para la formación de redes entre 25 y 28°C12–29. Otros factores tales como luz, humedad, pH y la presencia de oxígeno, pueden también influir en la formación de elementos de captura.
Cualquier agente de CB debe resultar inocuo para el medio ambiente, por este motivo se ha de valorar si la presencia masiva de clamidosporas en las heces puede alterar el equilibrio natural del ecosistema. Yeates et al.42 observaron que la presencia de D. flagrans no provocó cambios en la fauna de nematodos del suelo, y concluyeron que el uso del hongo no tiene efectos ambientales adversos. Así, también Hay et al.14, Saumell et al.34 y Knox et al.15 demostraron no solo que el uso masivo de clamidosporas de D. flagrans no produce efectos adversos en el ambiente, sino además que el hongo no sobrevive largos períodos en el mismo.
La función que debe cumplir D. flagrans u otras especies de hongos nematófagos como agentes de CB debería tomarse como una medida profiláctica, ya que su acción se ve limitada a los estadios de vida libre de los nematodos gastrointestinales, por lo que debe combinarse con otras estrategias de control que actúen sobre las fases de vida parasitaria.
Si bien es indudable que D. flagrans es el hongo con mayor potencial, otras especies también han demostrado eficacia. Entre estas especies, por ejemplo, están Monacrosporium thaumasium37, Arthrobotrys oligospora4 y Arthrobotrys conoides8.
Formas de administración de los hongos nematófagosEntre las formas de administración evaluadas hasta el momento se encuentran:
- a)
Granos de cereales con los hongos
Los granos de cereales proveen un sustrato ideal para el crecimiento y producción de gran cantidad de esporas de hongos nematófagos. Waller et al.39 administraron diariamente 5g de cebada con 3×106 clamidosporas durante 5 días, resultando suficiente para disminuir el número de larvas en materia fecal, cuando la misma fue cultivada en agar agua. Este método puede llegar a utilizarse en sistemas intensivos o cuando el encierre diario de los animales forma parte de la rutina de manejo. Otra opción de aplicación sería para suplementar períodos nutricionalmente críticos para los animales, tales como el destete y el parto, períodos en que la excreción de huevos de parásitos por materia fecal es mayor.
- b)
Bloques minerales
D. flagrans fue incorporado con éxito en bloques minerales. Waller et al.39 usaron ovinos a los que acostumbraron a consumir el bloque antes del inicio del tratamiento. Los bloques eran pesados durante el transcurso del ensayo para determinar el consumo diario. D. flagrans sobrevivía en el bloque mineral un mínimo de 18 semanas, cuando era almacenado a 4°C. Un importante punto a considerar es el tiempo de vida de los esporos en los bloques debido a su posible germinación si existiera humedad en el ambiente.
Las ventajas que presenta la administración de bloques minerales conteniendo clamidosporas de D. flagrans son el bajo coste y el doble propósito de su fabricación, que es la de ser un suplemento nutricional y un vehículo para los hongos nematófagos al mismo tiempo. Las desventajas de esta forma de administración son la variación que existe en su consumo por los animales, y que debe almacenarse en un lugar fresco (4°C) para evitar la absorción de humedad y la germinación de las clamidosporas, con la consecuente pérdida de la eficacia del bloque39. Los bloques minerales con clamidosporas podrían ser una forma de administración en sistemas productivos donde los animales son criados a pasto, y podrían administrarse en los períodos de máxima contaminación de las pasturas para evitar así los picos de infectividad larvaria.
- c)
Bloques energéticos
Sagüés et al.32 incorporaron clamidosporas de D. flagrans en bloques energéticos. Los autores evaluaron a través de un test de eficacia en ovinos la administración del mismo. Dos superficies con pasturas fueron contaminadas a partir de animales parasitados. Una superficie alimentó animales que recibieron bloques con hongos y la otra animales que recibieron bloques sin hongos. Posteriormente, los animales fueron retirados y se colocaron dos grupos de animales libres de parásitos que permanecieron un mes pastoreando. Finalizado este período, se sacrificaron los animales para determinar el número y las especies de nematodos presentes en el tracto gastrointestinal. El porcentaje de eficacia del hongo sobre el total de la población parasitaria susceptible fue del 92%. Los bloques minerales como forma de administración de agentes de CB podrían utilizarse en producciones extensivas donde los animales son criados a pasto y su administración podría realizarse en los momentos en que la contaminación de la pastura es un riesgo para la salud animal.
- d)
Pellets de alginato
Otra forma de administración estudiada con éxito en varias especies de animales domésticos es la incorporación de hongos nematófagos en pellets de alginato de sodio. Estudios realizados por Araújo et al.2 demostraron que la incorporación de estos hongos en los pellets no afectó su capacidad predadora. Las especies de hongos nematófagos incorporadas con éxito en los pellets fueron Monacrosporium thaumasium1–37 y Arthrobotrys robusta2. Después de administrar pellets conteniendo A. robusta por vía oral a bovinos, Araújo et al.2 lograron aislarlo en materia fecal, demostrando así que el pasaje a través del tracto gastrointestinal no afectó la capacidad predadora de ese hongo.
Ribeiro Braga et al.30 y Tavela et al.37 incorporaron D. flagrans y M. thaumasium, respectivamente, en pellets de alginato. Estos pellets fueron administrados a equinos para probar de esta manera el control de larvas de Cyathostomas. Las yeguas utilizadas recibieron una dosis oral de 1g de pellets por 10 kilogramos de peso vivo una vez a la semana durante 6 meses, demostrando reducciones significativas en el número de huevos de nematodos en materia fecal y de larvas en los coprocultivos. La reducción significativa del número de larvas de Cyathostomas usando pellets de alginato conteniendo D. flagrans y M. thaumasium hace que este tipo de tratamiento efectivo pueda ser usado como una herramienta para el CB de nematodos parásitos en equinos.
- e)
Bolos de liberación controlada
Otra forma de administración de hongos nematófagos puede ser a través de bolos de liberación controlada (BLC), en forma de dispositivos intrarruminales. Estudios realizados por Waller et al.38 demostraron que las clamidosporas de D. flagrans fueron capaces de sobrevivir las presiones de fabricación al ser incorporadas dentro de matrices en la elaboración de prototipos intrarruminales de BLC. Los estudios in vitro demostraron que las clamidosporas permanecieron viables durante 9 meses dentro de los BLC almacenados a 4°C. En estudios in vivo se observó que los bolos liberaron clamidosporas viables de forma constante hasta 23 días, tras su colocación en el rumen; después de ese período el dispositivo se humedeció en el centro y dejó de liberar clamidosporas correctamente.
Sería deseable lograr que los BLC liberasen 5×106 clamidosporas por día durante 90 días. En el futuro se podrían usar los BLC si la contaminación de las pasturas resultase riesgosa por la posible aparición de altas cantidades de larvas infectivas en el pasto. La liberación de las clamidosporas por materia fecal sería entonces efectiva para disminuir el número de larvas migrando desde la materia fecal hacia las pasturas.
Debido al rápido incremento de casos de resistencia antihelmíntica y a la creciente demanda por consumir alimentos inocuos para la salud humana y que sean obtenidos con tecnologías amigables con el medio ambiente, es necesario encontrar una alternativa para el control de las parasitosis gastrointestinales en los rumiantes. Las investigaciones actuales se están centrando en la obtención de una forma de administración que sirva como vehículo para los hongos nematófagos capaces de atrapar y destruir larvas de nematodos gastrointestinales en la materia fecal. Por otro lado, D. flagrans no es la única especie capaz de realizar el CB de nematodos gastrointestinales, como ha sido demostrado. En consecuencia, estudios con otras especies deberán ser estimulados.
Sabemos que el CB no elimina la totalidad de los parásitos, sin embargo, habrá que evaluar su uso y conveniencia considerando que, a pesar de no actuar como los antihelmínticos, eliminando más del 90% de los parásitos adultos en el animal, el CB aplicado a campo ha demostrado valores de eficacia entre el 60 y 90% sobre la población de larvas infectantes sobre la pastura. Dado que más del 95% de la población total de parásitos se encuentra en el ambiente, el CB actuaría sobre el punto de mayor importancia para el control de los nematodos gastrointestinales.
Conflicto de interesesLos autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
