Los 8 primeros proyectos de Porcinnova presentan sus resultados

Porcinnova* es la incubadora de alta tecnología (IAT) dirigida a las empresas del sector porcino, uno de los sectores que más está creciendo a nivel mundial, pensada para generar soluciones innovadoras basadas en la tecnología y aplicadas en una industria como la del porcino en constante crecimiento.

Gemma Ticó Coordinadora del Equipo de Comunicación de Porcinnova

Se trata de una de las 11 IAT promovidas por Fundación INCYDE y un proyecto único en España con perspectiva nacional e internacional.

Está impulsada por el Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA) y la Fundación Parque Científico Tecnológico Aula Dei, con el apoyo del Gobierno de Aragón a través del Departamento de Innovación, Investigación y Universidad al que están adscritas las dos entidades promotoras, y el Departamento de Desarrollo Rural y Sostenibilidad.

Recientemente, los 8 proyectos de la primera ronda han hecho públicos sus resultados después de pasar por el programa Porcinnova.

ACTIVH2O

Con su proyecto “Son agua, dales la mejor”, la empresa experta en tratamientos de agua sin químicos, ha querido probar el impacto de su tecnología patentada en la producción porcina. Para la validación de su proyecto, se seleccionó la etapa de transición, donde se han obtenido unos resultados espectaculares que muestran una reducción de la mortalidad del 51 % y de un 10 % en el uso de medicamentos, así como también, un menor consumo de pienso. Además, también se ha probado la implementación de esta tecnología en sala de despiece para la desinfección de cuchillos, lo que, gracias a la mayor remanencia del tratamiento ActivH2O, ha aportado una reducción en el consumo de agua del 98 % y del 99 % en el consumo de energía.

BEONCHIP

taria del mundo porcino. Su objetivo es la simulación del funcionamiento de órganos en el laboratorio. El reto planteado dentro de Porcinnova se trata de ayudar en el desarrollo de nuevos piensos más eficientes gracias al modelo Pig on Chip que plantea simular el funcionamiento de un intestino porcino en laboratorio. Gracias al dispositivo BE-DOUBLEFLOW han desarrollado un sistema endotelial y epitelial para hacer 2 tipos de experimentos: en estático y con doble flujo para simular el tracto digestivo y el flujo sanguíneo.

ECOMETH

Partiendo de un planteamiento inicial para la captura de metano en explotaciones porcinas mediante zeolitas para su posterior aprovechamiento energético en dicha explotación, su objetivo es ser la solución al problema ambiental al reducir las emisiones a la atmósfera. Debido a la problemática del amoniaco dentro del sector, pivotaron su objetivo para reducir las emisiones de este gas en las explotaciones mediante el método de la adsorción con zeolitas y carbón activo. Su objetivo futuro es reutilizar ese amoniaco adsorbido gracias a la desorción para su uso como fertilizante o convertirlo en energía (economía circular).

ENCAPSULAE

El objetivo de este proyecto es alargar la vida útil de los alimentos mediante envases activos gracias al uso de aditivos funcionales. Dicha extensión de la vida útil permite mejorar la seguridad alimentaria y reducir el uso de conservantes. Dentro de Porcinnova, su objetivo ha sido alargar la vida útil de productos refrigerados, como la panceta de cerdo, para poder transportarlos a larga distancia con viajes de más de 30 días (mercados asiáticos) mediante un envase capaz de estabilizar la Aw (actividad de agua) y el pH del producto. Durante su participación en Porcinnova se han realizado mediciones de pH, color, TBA, RAMAN y análisis microbiológicos en panceta de cerdo.

HOPU

Monitorización de las constantes fisiológicas en los cerdos para una detección temprana de problemas de salud mediante su proyecto Fit Pig, complementado con la monitorización ambiental de las granjas. Se trata del uso de dos tipos de dispositivos: el smartspot, que es modular, con un gateway (unido al control ambiental: ruido, gases, temperatura, humedad, etc.) y un ear tag o crotal para las constantes vitales de las cerdas (pulsaciones/actividad y temperatura corporal); la visualización de los datos se realiza a través de una App.

NUTRINSECT

Su finalidad es la cría industrial de insectos para su transformación en harinas ricas en proteínas para alimentación humana y animal. Se ha demostrado que los grillos tienen ciertas propiedades con efecto antiinflamatorio y en su estancia en Porcinnova se han planteado el uso de este insecto para la fabricación de harinas funcionales que pueden ser de elevada utilidad en la fase de destete (momento en el cual el lechón es más propenso a sufrir problemas intestinales por el cambio de alimentación). Nutrinsect se encuentra a la espera de la aprobación de la reglamentación europea prevista para aprobar el uso de harinas con base de insectos para completar pruebas de campo en granja experimental y analizar sus efectos sobre los principales parámetros productivos en transición.

PAINTEC

El proyecto Precisión Aérea, Innovación y Nuevas Tecnologías nació para ayudar en la digitalización y monitorización de la producción de cerdos en intensivo. Su propuesta de valor dentro de Porcinnova ha sido crear un ecosistema digital de gestión ganadera donde poder hacer uso de diferentes herramientas tecnológicas según las necesidades del cliente gracias al uso de plataformas digitales y sensores tanto ambientales (una de sus experiencias piloto desarrolladas en Porcinnova) como para la explotación (agua, luz y pienso para mejorar la producción), en fases de transición y cebo principalmente.

VESTIGIA BLOCKCHAIN

Plataforma para la gestión del riesgo operacional y reputacional en la cadena de suministros de productos mediante el blockchain. En este caso, la empresa dispone de 3 tipos de tecnologías aplicables en el sector porcino: sistema automático certificado de control de productos en almacenes para asegurar la trazabilidad, etiqueta de protección de la marca para evitar la falsificación de productos y sistema de firma digital. Su aplicación al sector porcino va desde la cadena de frío hasta la gestión de los lechones, pasando por la gestión de productos como medicamentos y vacunas o la diferenciación de productos gourmet. El objetivo final es ayudar a las empresas para reducir sus gestiones y ahorrar costes operativos.

*Porcinnova forma parte del Programa “Incubadoras de Alta Tecnología para el fomento de la innovación y la transferencia de la tecnología a las micropymes” cofinanciado por el FEDER, Fondo de Desarrollo Regional, dentro del Programa Operativo Plurirregional de España FEDER 2014-2020 VO: “Una manera de hacer Europa”. Además, también está cofinanciado de forma complementaria por el Gobierno de Aragón.

Avances en los conocimientos sobre nutrición animal para conseguir animales más sanos

En el presente artículo vamos a revisar brevemente algunos de los avances más importantes que se han producido los últimos años en el conocimiento del intestino y su impacto en la nutrición animal. Repasaremos desde la visión más clásica del sistema digestivo hasta la novedosa tecnología de secuenciación genómica de última generación (NGS) que está revolucionando el conocimiento y la visión de la nutrición animal tal y como la entendíamos hasta ahora.

José Luis Cano Muñoz.DVM, PhD. / Customer Technical Manager EMEA / Pancosma

En los últimos años, el conocimiento sobre el sistema digestivo ha avanzado de forma exponencial. La ciencia y la tecnología actuales están generando nueva información sobre la fisiología del sistema digestivo y su repercusión en el metabolismo de los animales. Estos nuevos conocimientos también están cambiando nuestra forma de entender la nutrición animal, ampliando su alcance no solo en cuestiones de productividad, sino también en el conjunto de la fisiología, el metabolismo y la salud de los animales de granja. La visión clásica del sistema digestivo consistía en un proceso secuencial de extracción y absorción de los nutrientes de los alimentos. Los procesos son de tipo mecánico (como la trituración de los alimentos en la masticación o en la molleja de las aves y la mezcla en el estómago), de tipo químico (como la acción de los ácidos estomacales y las sales biliares) y de tipo bioquímico (como la intervención de las enzimas como amilasas, proteasas y lipasas que fraccionan de forma específica las grandes moléculas de los alimentos).

Intestinos artificiales y organoides

Una aplicación práctica de este sistema son los llamados intestinos artificiales donde se controlan las condiciones de temperatura, flujo, acidez y enzimas de cada una de las partes del sistema digestivo, creando una simulación del proceso de digestión descrito. Esta metodología se utiliza actualmente en nutrición animal para la estimación de la digestibilidad in vitro de alimentos y materias primas que puede correlacionarse con su digestibilidad in vivo.

Sin embargo, este modelo asume que el intestino es una tubería inerte, pero en realidad está tapizado por la mucosa y las capas celulares subyacentes con una gran variedad celular y estructural que determinan su funcionalidad. Una versión avanzada del modelo anterior la constituyen los llamados organoides, que son prototipos de órganos in vitro creados a partir de células madre intestinales diferenciadas de los diversos tipos celulares presentes en el intestino. Inicialmente se desarrollaron sistemas celulares monocapa, pero actualmente ya hay sistemas complejos con la típica estructura tridimensional del intestino, como las vellosidades y las criptas, creados mediante el cultivo celular en matrices de hidrogel y aplicando la tecnología de impresión 3D. Estos sistemas tienen dos compartimentos separados por una membrana semipermeable con la estructura celular, por lo que pueden monitorizarse ambos compartimentos y obtener- David Tadevosian/shutterstock.com se datos precisos de las moléculas absorbidas y secretadas por el sistema (Dutton et al., 2019). TRP o Transient Estos organoides intestinales permiten es- Receptor Potential tudiar la funcionalidad de los enterocitos Además de los receptores ya comentados, de la mucosa intestinal, que tienen un pa- también se han descrito en el intestino repel activo y regulador en todo el proceso ceptores específicos frente a componentes digestivo. No son solo intermediarios de biofuncionales de las plantas. La principal nutrientes entre la luz intestinal y el in- superfamilia de estos receptores son los llaterior corporal. Estas células poseen una mados TRP (Transient Receptor Potential o enorme cantidad de receptores que desem- receptor de potencial transitorio), que acpeñan un papel fundamental en el proce- tualmente se agrupan, según su estructura so digestivo y en toda la homeostasis del proteica y secuencia genómica, en 6 famiorganismo. lias: A, C, M, ML, P y V (Moran, 2018). Entre los diferentes tipos de receptores Los TRP han sido intensamente estudiados que se encuentran en la superficie de los por su importante actividad reguladora en la enterocitos se encuentran los receptores fisiología del organismo. Aparte de sus aplimecanosensitivos que detectan la torsión, caciones gustativas, intervienen en rutas de el estiramiento y la tensión del intestino; señalización metabólica del calor, el dolor, los receptores frente a parámetros físicos la fatiga, los protones, la fosfolipasa C, etc. como la temperatura, la osmolaridad o la (Moran, 2018). Su estimulación mediante acidez; los receptores frente a secreciones productos biofuncionales a través de la aliinternas como las biliares, y los recepto- mentación constituye una interesante vía res frente a microorganismos y toxinas. Se para conseguir potenciales mejoras en la saestá llevando a cabo una intensa actividad lud, la productividad y la sostenibilidad en investigadora en este campo que ha dado producción animal. lugar a descubrimientos de nuevos recep- Investigaciones realizadas hace ya años tores y su influencia en la digestión y el pusieron de manifiesto en animales de lametabolismo general del organismo. La ac- boratorio que la estimulación de los TRP tivación de estos receptores no solo tiene mediante el consumo de capsaicina o cúrefecto sobre el proceso digestivo, sino que cuma en la dieta provoca un aumento de ejerce importantes efectos sobre numero- la secreción de ácidos biliares (Baht et al., sos sistemas orgánicos como el sistema 1984). Trabajos posteriores en animales de endocrino, el circulatorio, el muscular, el producción verificaron un aumento de la vanervioso y el inmunitario (Furness et al., loración energética de las dietas de pollos 2013). broiler alimentados con carvacrol, cinamaldehído y oleorresina de capsicum, así como la consiguiente mejora en productividad (Bravo et al., 2011). En rumiantes, la estimulación de estos TRP a través de productos biofuncionales en la dieta también evidencia efectos beneficiosos para los animales como la mejora en el patrón de consumo diario en terneros alimentados con capsicum (Rodriguez-Prado et al., 2012) y la reducción de secreción de insulina en vacas lecheras alimentadas con capsicum protegido de la degradación ruminal con el consiguiente mantenimiento de los niveles de glucosa en sangre y el beneficio para los tejidos insulinoindependientes como la glándula mamaria (Oh et al., 2017). Otra aplicación práctica de estos receptores es mejorar en la capacidad de los animales para soportar periodos de estrés por calor dada su funcionalidad sobre estos receptores en los sistemas metabólicos de termorregulación (Prieto et al., 2010). Recientes investigaciones también indican que estos receptores intervienen en la regulación del sistema inmunitario tanto a nivel intestinal como general como veremos a continuación.

Regulación del sistema inmunitario

El sistema intestinal cuenta con el 70-80 % de las células inmunitarias del organismo (Furness et al., 2013), ya que se trata de una de las principales vías de infección con

una enorme superficie de contacto con el exterior y unas condiciones especialmente adecuadas para la proliferación de bacterias tanto beneficiosas como patógenas. No obstante, también es la vía de entrada natural de los nutrientes procedentes de la digestión de los alimentos, de modo que debe combinar dos funciones en principio contradictorias: la absorción de los nutrientes y la defensa frente a microorganismos patógenos y toxinas. Esta dualidad de funciones se consigue mediante complejos sistemas de regulación que equilibran la balanza entre reacción inmunitaria y tolerancia frente a los alimentos y microorganismos no patógenos. En el intestino hay diferentes tipos y subtipos de células inmunitarias como linfocitos de tipo B y T, reguladores, granulocitos y macrófagos. Las células dendríticas son macrófagos intestinales que emiten unos pseudópodos que atraviesan la mucosa y llegan a la luz donde están en contacto directo con el contenido intestinal. Estas células poseen numerosos tipos de receptores frente a antígenos, citocinas y también nutrientes y moléculas biofuncionales de las plantas como el TRPV1 (Furness et al., 2013). Este receptor se encuentra en la membrana de muchos tipos de células inmunitarias como los linfocitos T, los Natural Killers, los macrófagos y las células dendríticas. Su estimulación por la capsaicina tiene un efecto inmunomodulador caracterizado por una reducción de la producción de la prostaglandina E, el factor NF-kB, las citocinas y las quimiocinas, así como por una reducción de la inflamación (Bujak et al., 2019). Trabajos científicos demuestran este efecto de la capsaicina sobre el sistema inmunitario en animales de producción. En lechones sometidos a un experimento con Escherichia coli F-18 patogénico, se observó en el grupo alimentado con capsicum una reducción del número de leucocitos, neutrófilos circulantes y macrófagos ileales, así como de las concentraciones séricas de los marcadores inflamatorios TNF-α y haptoglobina, lo que también redujo la incidencia de diarrea (Liu et al., 2013). Esta investigación demuestra la eficacia de los TRP intestinales para la modulación del sistema inmunitario a través de compuestos nutricionales biofuncionales y su utilidad para adaptar la respuesta inmunitaria de los animales a los objetivos productivos y sanitarios de las explotaciones ganaderas.

Los grandes avances de la genómica

Estos receptores son proteínas que están codificadas en el genoma de los animales. Actualmente se conocen sus secuencias génicas gracias a los enormes avances técnicos y científicos en el campo de la genómica que constituyen el siguiente nivel en el conocimiento sobre el sistema digestivo. Desde el comienzo del Proyecto Genoma Humano en el año 1990, el desarrollo de la genómica ha sido vertiginoso. Gracias a este proyecto internacional, en 2003 se secuenció por primera vez un genoma humano completo, llevó 13 años completarlo y costó unos 3.000 millones de dólares. Desde entonces la tecnología de secuenciación ha evolucionado de forma exponencial y actualmente las técnicas de secuenciación de última generación (NGS) se emplean de forma rutinaria en investigación y biomedicina. Junto con la NGS, las nuevas ciencias “-ómicas”, como la genómica, la proteómica, la metabolómica, etc., y la bioinformática están contribuyendo a establecer una visión mucho más amplia y precisa de los mecanismos fisiológicos que regulan los sistemas orgánicos. Estas nuevas tecnologías están aportando todo un sinfín de novedosos conocimientos para comprender las relaciones fisiológicas entre los nutrientes y las moléculas funcionales, y proporcionan una visión sin precedentes de la nutrición animal enmarcada dentro de la nueva disciplina de la nutrigenómica. La nutrigenómica permite estudiar los cambios en la expresión de los genes relacionados con los nutrientes y las moléculas biofuncionales. Su estudio nos proporciona información precisa sobre las rutas metabólicas modificadas y su repercusión en la fisiología, la inmunidad y, por último, la productividad de los animales de granja. Recientes investigaciones nutrigenómicas sobre extractos de plantas con propiedades biofuncionales indican que su impacto sobre la expresión génica es muy elevado. La infección experimental con una cepa patógena de E. coli en lechones destetados modificó la expresión de 418 genes de las células intestinales, y la utilización de componentes biofuncionales como la oleorresina de capsicum, el extracto de ajo y la oleorresina de

cúrcuma modificó 74, 203 y 183 genes, respectivamente, en los animales participantes en el experimento. El análisis bioinformático de la funcionalidad de estas variaciones en la expresión de genes puso de manifiesto que aumentaban la expresión de los genes relacionados con la secreción de moco intestinal y reducían la expresión de los genes relacionados con la sobrerreacción inmunitaria a la infección. Estos efectos pueden aportar beneficios por la modulación de las reacciones inmunitarias y una mejora en la capacidad fisiológica de los animales para defenderse frente a las infecciones (Lui et al., 2014).

Conclusiones

Esta breve revisión de los avances científicos en la investigación sobre la nutrición animal destaca los grandes pasos que se han dado en el conocimiento del sistema digestivo. Vivimos una época de generación exponencial de conocimiento científico sobre la fisiología del sistema digestivo, lo que constituye una excelente oportunidad para aplicar estos nuevos conocimientos a la nutrición animal a través de los compuestos biofuncionales con el fin de afrontar los enormes desafíos presentes y futuros a los que se enfrentan la nutrición, la sanidad y la producción animal.

Bibliografía

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