El maíz, un cultivo alimentario básico consumido por miles de millones de personas y animales en todo el mundo, está frecuentemente contaminado por la toxina fúngica aflatoxina B1, un carcinógeno muy potente producido por el hongo Aspergillus flavus.
Por Richard Harth, Universidad Estatal de Arizona
La exposición a la aflatoxina plantea graves riesgos para la salud de los seres humanos y otros animales, y plantea desafíos económicos a las industrias agrícolas. Sin embargo, debido a la naturaleza altamente transmisible del hongo, junto con la toxicidad de la toxina, el estudio y el desarrollo de técnicas de control en un entorno de laboratorio puede resultar difícil.
En un nuevo estudio publicado en la revista Toxins , investigadores de la Universidad Estatal de Arizona y sus colegas internacionales han demostrado una prometedora técnica de esterilización que utiliza la irradiación con rayos X para reducir la viabilidad del Aspergillus flavus en el maíz contaminado. Este método logra la esterilización sin degradar la dañina aflatoxina B1 (AFB1) producida por el hongo.
Al inhibir el Aspergillus flavus, el método impide que el hongo transmita esporas y produzca más aflatoxinas. Esto es crucial para permitir que más laboratorios se unan a la lucha contra la prevención y el control de las toxinas fúngicas. La estabilización de los niveles de toxinas permite a los científicos desarrollar y probar técnicas de remediación adicionales que se centran en la degradación de las aflatoxinas sin la complicación del crecimiento continuo de los hongos. Los resultados mostraron que una pequeña dosis de radiación detuvo el crecimiento de los hongos Aspergillus flavus.
Este trabajo es parte de un esfuerzo más amplio de investigadores de la Universidad Estatal de Arizona y socios internacionales para identificar enfoques de bajo costo para mitigar la transmisión y exposición a las aflatoxinas entre las comunidades marginadas.
«Conocemos la existencia de las aflatoxinas desde los años 60, pero sigue siendo un problema generalizado», afirma Hannah Glesener, autora principal del nuevo estudio. «La irradiación con rayos X del maíz contaminado de forma natural es un paso emocionante que respalda el trabajo de nuestro equipo de investigación en el desarrollo de soluciones para los problemas relacionados con las aflatoxinas, como la desnutrición crónica».
Glesener es asistente de investigación de posgrado en el Centro de Biodiseño para la Salud a Través de Microbiomas y estudiante de doctorado en diseño biológico en la Escuela de Ingeniería de la Materia, Transporte y Energía de la ASU.
El equipo ahora está evaluando estrategias de cocción a nivel doméstico para controlar esta toxina fúngica, así como el papel del microbioma intestinal humano en la posible desintoxicación de los alimentos antes de su absorción en el torrente sanguíneo .
El desafío global de la contaminación por micotoxinas
Las aflatoxinas son un tipo de micotoxinas, que son compuestos tóxicos naturales producidos por mohos u hongos que pueden crecer en diversos cultivos. Las micotoxinas, incluidas las aflatoxinas, tienen potentes propiedades cancerígenas.
Las aflatoxinas son producidas por especies de Aspergillus y se encuentran comúnmente en cultivos como el maíz, las semillas de algodón y los frutos secos, en particular en ambientes cálidos y húmedos donde prolifera el moho. Los hongos productores de aflatoxinas pueden contaminar los cultivos en varias etapas, incluso en el campo, durante la cosecha y durante el almacenamiento.
La contaminación por aflatoxina es un problema mundial de gran importancia, especialmente en las regiones húmedas, tropicales y subtropicales. Es más frecuente en África, Asia y partes de América del Sur, donde las condiciones cálidas pueden favorecer el crecimiento de las especies de Aspergillus.
Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, se estima que el 25% de los cultivos alimentarios del mundo están afectados por micotoxinas, incluidas las aflatoxinas. Nigeria, Kenia, India y China se ven especialmente afectados debido a su clima y sus prácticas agrícolas.
Efectos peligrosos para la salud de la contaminación por aflatoxinas
La intoxicación aguda por aflatoxina, llamada aflatoxicosis, puede producirse cuando se consumen grandes cantidades de alimentos contaminados. Los síntomas incluyen daño hepático , náuseas, vómitos, dolor abdominal y, en casos graves, la muerte.
Las aflatoxinas están particularmente asociadas con un mayor riesgo de cáncer de hígado. La Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer clasifica las aflatoxinas como carcinógenos del Grupo 1, y se ha demostrado científicamente que causan cáncer en los seres humanos. La exposición crónica también puede provocar retraso del crecimiento en los niños e inmunodepresión, lo que aumenta la susceptibilidad a las enfermedades infecciosas.
La Organización Mundial de la Salud estima que las aflatoxinas contribuyen a aproximadamente entre el 5% y el 28% de los casos mundiales de cáncer de hígado, con la mayor incidencia en África subsahariana, el sudeste asiático y China. Se estima que cada año la exposición a las aflatoxinas causa entre 25.000 y 155.000 muertes por cáncer de hígado en todo el mundo. Además, los efectos de la exposición a las aflatoxinas, incluso a niveles más bajos, son más graves en los animales.
Se cree que el cambio climático exacerba la amenaza que plantean las aflatoxinas al ampliar la distribución geográfica de los hongos productores de aflatoxinas, lo que podría aumentar los riesgos de contaminación en nuevas regiones. Además, la carga económica que genera la contaminación por aflatoxinas es considerable, en particular en el mundo en desarrollo.
Descripción general del estudio
El objetivo principal del estudio, dirigido por el autor correspondiente y profesor asistente de investigación Lee Voth-Gaeddert, fue determinar la dosis de irradiación óptima necesaria para eliminar la viabilidad de los hongos y preservar las concentraciones de aflatoxina B1 para estudios de desintoxicación posteriores.
Estos resultados abren nuevas vías para la manipulación segura y la investigación de productos alimenticios contaminados sin comprometer las propiedades estructurales y químicas esenciales para el análisis científico. Se espera que puedan conducir a nuevos enfoques para soluciones escalables y efectivas a la contaminación por micotoxinas aplicables en varias regiones, en particular en países en desarrollo donde las medidas de seguridad alimentaria suelen ser limitadas.
Más información: Hannah Glesener et al, La irradiación con rayos X reduce la viabilidad de Aspergillus flavus vivo pero no la aflatoxina B1 en maíz contaminado naturalmente, Toxins (2024). DOI: 10.3390/toxins16080329
