La industria láctea se ha visto afectada por un problema global persistente durante décadas: la infección bacteriana de las ubres de las vacas que reduce significativamente la producción de leche.
por la Universidad Tecnológica de Nanyang
Se estima que esta afección, conocida como mastitis bovina, causa pérdidas anuales a nivel mundial de 22 000 millones de dólares estadounidenses (28 000 millones de dólares singapurenses). Si bien se han utilizado antibióticos para tratar la infección en el ganado lechero, existen problemas como la creciente resistencia a los antibióticos y la preocupación por la contaminación de la leche por residuos de antibióticos.
Ahora, un equipo de investigadores internacionales ha desarrollado alternativas a los antibióticos que previenen la infección a través de un nuevo mecanismo que descubrieron.
Los científicos fueron dirigidos por la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur), en colaboración con el Grupo de Investigación Interdisciplinaria sobre Resistencia a los Antimicrobianos (RAM) de la Alianza Singapur-MIT para la Investigación y la Tecnología (SMART), la iniciativa de investigación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Singapur. Sus hallazgos se publicaron recientemente en la revista Nature Communications .
En un ensayo preliminar en una granja, se aplicaron los nuevos compuestos antimicrobianos en las ubres de las vacas y se demostró que evitaban la infección de las ubres después de que los animales estuvieron expuestos a las bacterias.
«Nuestro estudio ha revelado una clase alternativa de potentes compuestos antimicrobianos que podrían usarse en la industria agrícola para combatir las bacterias resistentes a múltiples fármacos que causan la mastitis bovina», dijo la profesora Mary Chan, una de las codirectoras de la investigación de la Facultad de Química, Ingeniería Química y Biotecnología de la NTU Singapur y la Facultad de Medicina Lee Kong Chian, así como investigadora principal de SMART AMR.
Los compuestos también son prometedores, ya que no causaron efectos adversos significativos en el ganado durante nuestras pruebas. No dañaron la leche de las vacas ni la hicieron insegura para el consumo.
Desde entonces, los nuevos compuestos han despertado el interés de varias empresas agrícolas de Australia, Bélgica, Malasia y Nueva Zelanda. Estas empresas están muy interesadas, ya que buscan sustitutos más seguros y respetuosos con el medio ambiente que los compuestos existentes para prevenir la infección de las ubres de las vacas.
La profesora Paula Hammond, profesora del Instituto y vicerrectora ejecutiva del MIT e investigadora principal de SMART AMR, y una de las coautoras de la investigación, afirmó: «Tras el éxito de nuestro estudio inicial, tanto en el laboratorio como en el campo, ahora planeamos trabajar en estrecha colaboración con socios de la industria para ampliar y realizar ensayos más amplios en ganado lechero, con el objetivo de comercializar los nuevos compuestos antimicrobianos».
El profesor Kevin Pethe, otro codirector del estudio de la Facultad de Medicina Lee Kong Chian de la NTU e investigador principal de SMART AMR, señaló que los nuevos compuestos también son muy eficaces para eliminar bacterias multirresistentes en ratones a dosis que no resultaron significativamente dañinas para los roedores del estudio. «Esto abre la puerta a un mayor desarrollo y optimización de los compuestos para otras aplicaciones terapéuticas en el campo biomédico en el futuro», afirmó.
Preocupaciones sobre la ubre
Cuando las ubres del ganado se infectan, los antibióticos utilizados para tratarlas suelen permanecer en la leche en altas concentraciones durante un tiempo, por lo que la leche no puede consumirse ni venderse según las normas vigentes. También han surgido bacterias resistentes a estos tratamientos antibióticos.
Para prevenir la infección de las ubres de las vacas, los ganaderos suelen sumergir las ubres en soluciones antisépticas, como las que contienen yodo o clorhexidina, para eliminar las bacterias presentes. Sin embargo, el uso prolongado de estos desinfectantes puede irritar las ubres o agrietar su piel, lo que aumenta el riesgo de infección.
También existe la preocupación de que, tras limpiar las ubres de antisépticos, el yodo y la clorhexidina puedan filtrarse al medio ambiente y causar problemas como la alteración del equilibrio de nutrientes en la naturaleza y el daño a la vida acuática, respectivamente. Además, cuando estos productos químicos entran en contacto con la leche, como cuando las ubres no se limpian adecuadamente, pierden eficacia para eliminar las bacterias.
Los científicos dirigidos por la NTU se dieron cuenta de que estos desafíos en el negocio de los productos lácteos podrían abordarse con nuevos compuestos llamados «ácidos de carbono de oligoimidazolio» (OIM), que inicialmente desarrollaron como alternativas para combatir las bacterias resistentes a los antibióticos.
Descubrieron que los OIM eliminan las bacterias de una forma novedosa, a diferencia de los antimicrobianos catiónicos tradicionales que se estudian actualmente como sustitutos de los antibióticos. Partes de los OIM se convierten en estructuras llamadas carbenos, que les permiten atravesar rápidamente las membranas protectoras de las bacterias, dañando su ADN y causándoles la muerte. Este método de eliminación es más potente que el de los antimicrobianos catiónicos típicos. Por lo tanto, se requieren dosis más bajas de OIM, lo que reduce la probabilidad de efectos secundarios.
Potencial comercial
El equipo de investigación evaluó si los OIM podían utilizarse como baño antiséptico para prevenir la mastitis bovina en un ensayo preliminar en granjas dirigido por SMART AMR. Las vacas cuyas ubres fueron bañadas con los compuestos no desarrollaron infección de ubre con el tiempo tras la exposición a bacterias.
Los OIM tampoco irritaron las ubres de las vacas ni provocaron comportamientos anormales en los animales; por ejemplo, no se mostraron inquietos ni patearon, signos de picazón e irritación. Los compuestos se eliminaron fácilmente, ya que no se detectaron rastros de ellos en las ubres ni en la leche de las vacas después de limpiar los pezones.
Además, ofrecen una ventaja sostenible. «Los OIM son biodegradables y se descomponen en moléculas naturales que no son tóxicas ni contaminantes, por lo que esperamos que sean más respetuosos con el medio ambiente que el yodo o la clorhexidina», explicó el Dr. Kaixi Zhang, investigador científico de SMART AMR y coautor del estudio.
Las pruebas demostraron que los OIM tampoco afectan la calidad de la leche. Además, a diferencia del yodo y la clorhexidina, la capacidad del OIM para eliminar bacterias no se vio afectada por la leche.
En el futuro, los científicos comercializarán los OIM a través de una empresa derivada, y se ha iniciado un ensayo a gran escala en Malaca, Malasia, para optimizar los compuestos antimicrobianos. Varias empresas agrícolas de Australia, Bélgica, Malasia y Nueva Zelanda han expresado interés en explorar el uso comercial de los compuestos antimicrobianos para prevenir, y posiblemente tratar, la mastitis bovina en el ganado lechero .
La industria láctea ha buscado activamente nuevos compuestos mucho menos tóxicos, más eficaces y sostenibles para reemplazar los productos a base de yodo y clorhexidina, utilizados durante décadas para prevenir la mastitis bovina . Sumado al mayor escrutinio del sector lácteo tras el aumento de casos de leche adulterada, las empresas han mostrado interés en los nuevos compuestos antimicrobianos de los investigadores.
Más información: Chong Hui Koh et al., Formación de carbenos como mecanismo para la captación intracelular eficiente de polímeros ácidos de carbono antimicrobianos catiónicos, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-61724-y
