Cada año, las granjas de Delaware crían más de 240 millones de pollos de engorde, el principal producto agrícola del estado con un impacto de $3.5 mil millones en la economía del estado.
por Katie Peikes, Universidad de Delaware
Pero se estima que una enfermedad caracterizada por un músculo del pecho firme y amarillento afecta hasta al 5% de una parvada determinada, lo que hace que la carne de esas aves no sea comercializable. La enfermedad, conocida como síndrome del pecho de madera, puede estar costando a los avicultores estadounidenses al menos 200 millones de dólares al año.
Investigadores de la Facultad de Agricultura y Recursos Naturales de la Universidad de Delaware han hecho un nuevo descubrimiento en su trabajo sobre el síndrome de la pechuga de madera en pollos. El equipo de la UD descubrió que los glóbulos blancos llenos de grasa que rodean las venas de los pollos de engorde y que muestran signos de hinchazón son factores clave que contribuyen a esta enfermedad de degeneración muscular en estas aves que, en última instancia, puede afectar la calidad de su carne.
Los pollos de engorde con síndrome de pechuga de madera tienden a tener una carne dura y masticable. Se desconoce la causa, pero se especula que la enfermedad se debe a la cría genética de pollos para que tengan una mayor masa muscular en las pechugas.
En una nueva investigación publicada en la revista Scientific Reports , los investigadores de la UD en el Departamento de Ciencias Animales y Alimentarias utilizaron una técnica emergente llamada transcriptómica espacial para obtener información detallada sobre lo que hacen los genes en tipos de células individuales dentro del tejido muscular del pollo.
Los investigadores pudieron ver qué información específica estaba codificada en cada uno de los genes de las distintas células de los pollos. Descubrieron que los glóbulos blancos llamados macrófagos cargados de lípidos, o «células espumosas», cerca de las venas de los pollos, son las células clave responsables de alterar la descomposición y el almacenamiento de grasas al inicio del síndrome del pecho de madera.
Los hallazgos podrían ayudar a comprender mejor una enfermedad que ha desconcertado a la principal industria agrícola de Delaware.
Pero la transcriptómica espacial no es sólo para las aves. Lo que los investigadores han descubierto con la transcriptómica espacial podría ayudar a avanzar en los estudios sobre la obesidad en humanos.
Un problema económico y de bienestar
Los pollos con síndrome de pechuga de madera son fáciles de detectar. A menudo tienen problemas para caminar y sus alas no son tan flexibles, dijo Behnam Abasht, profesor de genética animal en la Facultad de Agricultura y Recursos Naturales de la UD.
«Este es un problema económico muy grande con algunos aspectos de bienestar involucrados con esta enfermedad», dijo Abasht. «Cualquier solución que se encuentre y que pueda mejorar la salud de un pollo y también ayudar económicamente a los productores avícolas tendría un gran impacto».
Además, cuando los pollos no tienen buena movilidad de las alas, pueden caerse mientras caminan y no podrán usar sus alas para volver a levantarse. Erin Brannick, profesora asociada de la UD y patóloga anatómica veterinaria, explicó que los investigadores han observado problemas en los que las aves se tumban y no quieren moverse. Esa inmovilidad los hace susceptibles a otras enfermedades.
«Realmente analizamos esto desde dos puntos de vista. Queremos mantener nuestros productos cárnicos seguros, saludables y satisfacer las demandas de los consumidores», dijo Brannick. «Al mismo tiempo, queremos asegurarnos de que estamos trabajando en interés de la salud de las aves y de que estén felices, saludables, capaces de moverse y hacer lo que haría un pollo de engorde normal al comer y mezclarse. con otras aves.»
Abasht y Brannick han colaborado en la investigación del síndrome del pecho de madera durante más de una década. Ziqing Wang, ahora exalumna de la UD y primera autora del artículo, trabajó en la investigación como candidata a doctorado bajo la dirección de Abasht desde 2019 hasta agosto de 2023. Paul Khondowe, profesor e investigador de la Universidad de Zambia, se unió al equipo como Becario visitante Fulbright organizado por el laboratorio Abasht.
Decodificación de transcripciones genéticas
En esta última investigación, el equipo examinó el tejido muscular de tres pollos de engorde de 23 días elegidos al azar de un gallinero de la UD.
Los investigadores congelaron muestras de su tejido muscular y luego cortaron el tejido endurecido en láminas muy finas. Tomaron imágenes y examinaron las muestras microscópicamente en busca de signos de enfermedad mientras también analizaban los genes en el tejido muscular. Se confirmó que una de las tres muestras tenía el síndrome del pecho de madera.
En esa muestra, los investigadores encontraron glóbulos blancos grasos, o macrófagos cargados de lípidos, cerca de las venas del pollo. También encontraron células espumosas en las dos muestras aparentemente no afectadas, lo que indica que estaban comenzando a desarrollar el síndrome del pecho de madera.
«Debido a que los macrófagos cargados de lípidos están tan cerca de las venas, es posible que cuando crezcan en tamaño o cantidad puedan causar la oclusión de las venas», dijo Wang. «Las venas son empujadas. No hay suficiente sangre circulando, lo que eventualmente provoca inflamación de las venas».
Wang dijo que esto también podría sugerir que los lípidos que provienen de las venas «no se utilizan adecuadamente». Los lípidos podrían incluso provocar inflamación en la pechuga de pollo.
Los nuevos hallazgos avanzan los hallazgos anteriores del equipo de que una enzima crucial para el metabolismo de las grasas puede estar contribuyendo al síndrome del pecho de madera.
«Nuestros hallazgos actuales respaldan aún más la importancia de un gen clave previamente identificado en el síndrome del pecho de madera y demostraron los tipos de células específicos donde se expresa este gen», dijo Wang.
Hasta donde sabe el equipo, dijo Wang, este trabajo es probablemente el primero en el mundo que utiliza la transcriptómica espacial para estudiar el papel funcional de tipos de células específicas dentro del tejido durante el desarrollo del síndrome de la pechuga de madera en pollos, combinando el proceso de convertir genes en proteínas y ARN y estudiar la anatomía de los tejidos, durante el desarrollo del síndrome de la pechuga de madera en pollos.
«Estamos tratando de comprender mejor esta enfermedad y tal vez intentar pensar en mejores formas de controlarla y futuras estrategias de reproducción», dijo Wang. «Estamos tratando de entender lo que realmente está sucediendo».
A través de la investigación, el equipo también identificó posibles biomarcadores de madera específicos de la mama, que podrían ayudar a identificar y diagnosticar la enfermedad de manera temprana.
«Es importante porque podría ser específico de esta enfermedad o de daño muscular, por lo que podría estudiarse más a fondo», dijo Wang. «Podría ser importante utilizar otras técnicas para confirmarlo o simplemente para estudiar más a fondo qué hacen estos genes en particular en el músculo».
Encontrar una solución
Entonces, ¿qué está cambiando metabólicamente en los pollos que tienen el síndrome de la pechuga de madera en comparación con los pollos que no lo tienen? A largo plazo, esto es precisamente lo que el equipo de investigación quiere descubrir. Con esa información, el equipo podría avanzar hacia atrás y resolver cómo reducir la prevalencia del síndrome de la pechuga de madera en bandadas de pollos.
«Si podemos retrasar el inicio de la enfermedad y su gravedad, sería un logro increíble», afirmó Brannick.
Brannick dijo que algunas compañías avícolas ya han comenzado a realizar cambios en sus prácticas de reproducción, adoptando un enfoque diferente sobre cómo deberían ser los músculos de la pechuga de los pollos.
«Todo lo nuevo que aprendamos sobre esta enfermedad nos ayudará a reducir su gravedad o el número de aves afectadas en el futuro», afirmó Brannick. «Todo eso nos ayuda a producir más pollo que más gente quiere comer. También mantiene a esas aves sanas y felices mientras crecen».
La investigación también podría tener implicaciones para comprender las enfermedades humanas. Abasht ve aplicaciones para el estudio de la obesidad, por ejemplo.
Los macrófagos cargados de lípidos en los músculos de la pechuga de pollo aparecen donde hay mucha grasa en el tejido. Esto es algo así como lo que sucede en las personas obesas y en la inflamación que surge de los depósitos de grasa en las arterias humanas cuando la grasa y el colesterol se acumulan dentro de las paredes de las arterias.
«Un gran avance en la investigación de enfermedades animales podría abrir caminos para avances en la investigación de enfermedades humanas «, dijo Abasht. «Nuestro estudio abre el potencial para otras vías de investigación».
Más información: Ziqing Wang et al, La transcriptómica espacial revela alteraciones en el metabolismo de los lípidos de los macrófagos perivasculares en la aparición de la miopatía del pecho de madera en pollos de engorde, Scientific Reports (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-53904-5
