Polisacáridos de algas marinas: nueva opción para la estimulación inmunitaria en la producción avícola

Hoy en día, la producción avícola está muy preocupada por la vacunación. Es una técnica básica para la protección de la salud de los animales que conlleva costos considerables para los productores. Por lo tanto, es de gran interés maximizar la eficiencia y rentabilidad de las estrategias profilácticas de vacunación. Para lograr esto, constantemente se exploran nuevas vías. Una de ellas tiene que ver con el uso de nuevas moléculas extraídas de las algas marinas que ayudan a optimizar la estimulación de las defensas naturales del organismo y su respuesta a las estrategias de vacunación. Algas marinas para estimular el sistema inmunitario En años recientes, cada vez más publicaciones han resaltado la relevancia de las algas marinas en numerosas aplicaciones biológicas, en particular los mecanismos inmunitarios, con especial interés en los polisacáridos sulfatados, que son carbohidratos complejos que no se encuentran en las plantas terrestres y que se supone que influyen en el sistema inmunitario mediante un enorme número de vías aún poco conocidas. Polisacáridos sulfatados Los polisacáridos representan una clase estructuralmente diversa de macromoléculas que se encuentran diseminadas de manera relativa en la naturaleza. Hay formas simples y complejas de polisacáridos. A diferencia de las proteínas y los ácidos nucleicos, los polisacáridos contienen características estructurales repetitivas que son cadenas de residuos de monosacáridos unidas mediante enlaces grupos glucosídicos. De esta manera, forman cadenas de polímeros que pueden ser homogéneas (homopolisacáridos) o no (heteropolisacáridos). Las formas simples son los homopolisacáridos compuestos de un tipo sencillo de azúcar, unidos de manera básicamente lineal (almidón, glucógeno o celulosa). Básicamente son compuestos estructurales o mecanismos de almacenamiento de energía de fácil liberación. Su estructura se puede hacer más compleja debido a su capacidad de establecer enlaces a varios niveles de cada unidad elemental, lo que permite el desarrollo de estructuras ramificadas en las tres dimensiones, para constituir los heteropolisacáridos ramificados. Variabilidad estructural y potencialidades biológicas Los nucleótidos de los ácidos nucleicos y los aminoácidos de las proteínas pueden interconectarse de una sola forma, mientras que los monosacáridos de los oligosacáridos y polisacáridos pueden interconectarse en varios puntos para formar una amplia variedad de estructuras lineales o ramificadas. Por ejemplo, el número de posibles permutaciones de cuatro diferentes monómeros de azúcar puede lograr hasta 35,560 tetrasacáridos únicos, mientras que cuatro aminoácidos pueden formar solamente 24 permutaciones diferentes. Esto explica el hecho de que entre las macromoléculas, los polisacáridos proporcionan la capacidad más alta de transferencia de información biológica, pues tienen el mayor potencial de variabilidad estructural. Además, una de las particularidades que tienen numerosos polisacáridos marinos es su carácter polianiónico, que les confiere una alta reactividad química. De estos polisacáridos aniónicos, la mayoría de los que se dan en las macroalgas son polisacáridos sulfatados: galactanos (agar, carrageninas), ulvanos y fucanos. Los ulvanos, que son polisacáridos hidrosolubles que se encuentran en las algas marinas verdes de la orden Ulvales (Ulva y Enteromorpha), tienen sulfato, ramnosa, xilosa y ácidos idurónico y glucurónico como sus principales constituyentes. La estructura del ulvano muestra una gran complejidad y variabilidad según los numerosos patrones estructurales identificados de ligosacáridos repetidos. Esta enorme variabilidad en la estructura del polisacárido proporciona la flexibilidad que se necesita para los mecanismos regulatorios exactos en diferentes interacciones célula -célula en organismos desarrollados. Polisacáridos sulfatados marinos: su papel y efecto en la inmunidad Los polisacáridos sulfatados, que se encuentran ampliamente diseminados en las macroalgas (véase tabla 1), han mostrado que tienen actividad antiinfecciosa (antiviral, antibacteriana, antitumoral), antioxidante y antitrombótica, así como inmunomoduladora que pueden tener relevancia en estimular la respuesta inmunitaria o en controlar la actividad de las células inmunitarias para poder mitigar los efectos negativos tales como la inflamación. Una de las vías de los polisacáridos sulfatados marinos en la que recientemente se ha hecho énfasis, es su papel en la activación de los receptores tipo peaje o toll (TLR). De hecho, cada vez más estudios han demostrado que los polisacáridos de algas marinas pueden influir en la respuesta inmunitaria innata al ligarse a receptores de reconocimiento llamados receptores de reconocimiento de patrones (PRR), tales como los receptores de manosa o los de tipo peaje o toll de las células fagocíticas, que incluye especialmente a los macrófagos. Los receptores tipo peaje o toll son proteínas transmembrana que detectan a los patógenos invasores al ligarse a moléculas ancestrales de origen microbiano llamadas patrones moleculares asociados al patógeno (PAMP). El contacto de los PAMP a nivel de TRL desencadena una cascada de respuestas que resulta en la expresión de genes de respuesta inflamatoria. En aves, estos receptores recientemente identificados se enumeran del 1 al 10 (TLR1-TLR10). Parece ahora que los TLR desempeñan un papel crucial en la respuesta inmunitaria adaptativa, pero las señales producidas por su activación conducen a la activación de otras numerosas células y funciones del sistema inmunitario, que los torna elementos esenciales del mecanismo inmunitario innato y de la inmunidad adaptativa. Posibles aplicaciones en salud animal En conclusión, las algas marinas parecen contener azúcares en forma de polisacáridos, algunos de los cuales, como los polisacáridos sulfatados, son estructuras polianiónicas complejas que poseen diversas propiedades biológicas. Un vasto número de estudios ya han evidenciado los efectos de algunos de estos polisacáridos sulfatados, particularmente los fucoidanos, las carrageninas y los ulvanos, sobre ciertos mecanismos de la respuesta inflamatoria y de la inmunidad. La identificación y selección de estos polisacáridos extraídos de macroalgas adecuadas hace posible concebir el uso de estas moléculas como agentes para la estimulación de varios mecanismos relacionados con la defensa del organismo, y en particular, con los mecanismos inmunidad innata. Dentro del marco de las posibles aplicaciones en el campo de la reproducción y salud animal es, se pueden proponer dos estrategias no exclusivas: Consumo secuencial con regularidad para una estimulación general del estado de defensa el organismo: Un consumo con regularidad no conectado con la vacunación, permite el fortalecimiento del estado de defensa del organismo. El uso constante permite el desarrollo de un sistema inmunitario "básico" y la estimulación del estado de defensa del sistema innato. El uso de polisacáridos al inicio o al final de un programa profiláctico puede ser una ventaja para mejorar el nivel de protección inmunitaria de una parvada, así como en la contribución de un mejor control de la presión infecciosa sobre la parvada, lo que previene el surgimiento de patologías infecciosas recurrentes. Consumos objetivo dentro del marco de un programa de vacunación: Como parte de un programa de vacunación, mejoraría la protección de la vacuna. Como "ayudantes" potenciales en futuras estrategias de vacunación para aves, definitivamente esto brindaría la posibilidad de mejorar el uso y la persistencia de la vacuna, y por lo tanto mejorar el desempeño técnico y económico de los programas profilácticos de vacunas. Dos tipos de inmunidad La respuesta del organismo a la agresión de un patógeno se basa en dos tipos de inmunidad: la respuesta inmunitaria innata y la respuesta adaptativa. Inmunidad innata: La respuesta innata es la primera línea de defensa contra los patógenos. Se activa inmediatamente y actúa de manera muy rápida. La respuesta inmunitaria se puede encontrar en todos los animales. Va a ser la misma cada vez que el organismo se encuentre con ese patógeno. Sin embargo, el organismo no retiene memoria del agente infeccioso. El mecanismo de acción de este tipo de inmunidad consiste en reconocer los patrones moleculares compartidos por numerosos patógenos, que se representan básicamente por fracciones de membrana (glucocáliz). Los diversos elementos que contribuyen a la respuesta inmunitaria innata son los siguientes: Barrera física (membrana mucosa, piel, moco, vellosidades, etc.). Células fagocíticas, como los macrófagos Linfocito citolítico natural (LCN) Ciertas citocinas, que dan señales para llamar la atención al organismo sobre un peligro Sistema de complemento Receptores tipo peaje o toll (TLR), una familia de receptores de membrana apenas descubierta. Controlan la expresión de las moléculas que luchan contra agentes infecciosos (directa o indirectamente vía las células efectoras y mediante el reclutamiento de la activación del sistema inmunitario adaptativo). Los elementos relacionados con la respuesta inmunitaria innata pueden actuar directa o indirectamente en el patógeno, mediante la producción de células efectoras (citocinas, etc.), que va a desencadenar en consecuencia la inmunidad adaptativa al activar las células T y B. Inmunidad adaptativa: A diferencia de la respuesta innata, la respuesta adquirida o adaptativa se da solamente en los vertebrados. Durante el primer encuentro con un patógeno dado (infección primaria), actúa como la segunda línea de defensa del organismo. Su activación lleva un tiempo, conocido como latencia. Sin embargo, este sistema de respuestas memoriza los patógenos con los que se encuentra y una vez que el organismo se expone otra vez a ellos, la latencia es mucho más corta y el sistema inmunitario reacciona casi inmediatamente a la agresión. La inmunidad adaptativa es específica: reconoce los patrones moleculares de los patógenos con los que ya se ha encontrado. Los diversos elementos que contribuyen a la respuesta inmunitaria adaptativa son los siguientes: Células T Células B Anticuerpos Ig, TCR, CTL, células plasmáticas productoras de anticuerpos, junto con la ayuda de los efectores del inmunidad innata

Polisacáridos de algas marinas: nueva opción para la estimulación inmunitaria en la producción avícola

Estos carbohidratos complejos presentan una gran variabilidad y versatilidad muy útiles en salud animal.

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