Evaluación de la capacidad de los aceites esenciales en la prevención y control de la mastitis en bovinos

Abstract

La mastitis bovina es la enfermedad de mayor impacto económico para la industria lechera. Siendo el Staphylococcus aureus uno de los principales agentes patógenos involucrados, algunas de estas cepas son resistentes a los antimicrobianos β-lactámicos haciendo más difícil el control y tratamiento de esta enfermedad ocasionando grandes pérdidas económicas para los productores. La Organización Mundial de la Salud ha declarado la resistencia a los antibióticos como una de las mayores amenazas a la salud humana, la seguridad alimentaria y el desarrollo. El objetivo de esta investigación fue evaluar el uso de aceites esenciales para la prevención y control de la mastitis bovina en Cundinamarca – Colombia mediante el desarrollo de tres fases: 1.Una fase preliminar para la obtención, caracterización de principales componentes y evaluación de la citotoxicidad de los aceites esenciales de Thymus vulgaris (L), Lippia origanoides (Mill) y Lippia citriodora (L'He'r.); 2. Una fase in vitro que evaluó la actividad antimicrobiana, la sinergia de la mezcla de estos aceites esenciales y determinó la concentración mínima bactericida del género Staphylococcus spp (N=80) y S. aureus Oxacilina- resistente (n=15) mediante la técnica de disco de Kirby-Bauer (Bernal & Guzman, 1984) y la técnica de micro dilución en caldo (CLSI, 1999). Y una tercera fase in vivo que contempló tres etapas: diagnóstico de los hatos lecheros, formulación de un sellador de barrera para bovinos a base de aceites esenciales y evaluación a través de dos estudios: un estudio preventivo (N=14 pezones) y un estudio control de mastitis (N=33 pezones) realizado en un total de 12 animales comparado frente a sellador a base de una solución yodófora comercial en el grupo de control. Para el análisis estadístico se calcularon los tamaño de la muestra con GRANMO 7.12. paquete estadístico IBM SPSS y se concluyó la diferencia significativa a un p<0.05. Los principales compuestos caracterizados son limoneno, neral y geranial, y el timol, responsables de la capacidad antimicrobiana. La citotoxicidad de estos aceites, determinada con el bioensayo de toxicidad de Artemia (Meyer, y otros, 1982) está en un rango CL50 10-19 µg/ml, comparando con la CL50 y dosis de otros agentes microbianos como Triclosan e Itroconazol, son poco tóxicos y seguros. En la evaluación de la actividad antimicrobiana, se concluye que existen diferencias significativas en la sensibilidad de las cepas de Staphylococcus spp. aisladas frente a los aceites esenciales de Lippia citriodora (AEC) y Thymus vulgaris (AET) mostrando una actividad antimicrobiana (p < 0.05), así como una sensibilidad de estas cepas frente al Cloranfenicol y una resistencia a la Clindamicina (p < 0.05). El Staphylococcus aureus presenta mayor resistencia frente a los antibióticos convencionales sin embargo mantiene la sensibilidad frene a los aceites esenciales de Lippia citriodora y Thymus vulgaris. Igualmente, se concluye que existen efecto sinérgico de la mezcla de aceites esenciales (75% AEC /25% AET) que potencia su actividad antimicrobiana optimizando su eficiencia terapéutica (p < 0.05). La concentración mínima bactericida (CBM) de la mezcla (75% AEC /25% AET) fue determinada en 2.5% efectiva para el 92.5 % de las muestras (n=80). En los estudios In vivo que evaluaron la prevención y control de la mastitis bovina se concluye con un nivel de confianza del 95%, que no existen diferencias significativas entre el grupo sellador a base de aceites esenciales y el sellador a base de la solución yodófora. Es decir, alcanza a ser igualmente efectivo que el producto comercial. Por lo anterior, se concluye que los aceites esenciales evaluados son capaces de inhibir el crecimiento de los microorganismos predominantes de la mastitis en bovinos y son una posible estrategia para su prevención y control.

Bovine mastitis is the disease with the most significant economic impact for the dairy industry. Being the Staphylococcus aureus one of the primary pathogens involved, some of these strains are resistant to β-lactam antimicrobials making it more difficult to control and treat this disease, causing high economic losses for producers. The World Health Organization has declared antibiotic resistance as one of the greatest threats to human health, food security, and development. The objective of this research was to evaluate the use of essential oils for the prevention and control of bovine mastitis in Cundinamarca - Colombia through the development of three phases: 1. A preliminary phase for obtaining, characterization of principal components and evaluation of cytotoxicity of the essential oils of Thymus vulgaris (L), Lippia origanoides (Mill) and Lippia citriodora (L'He'r.); 2. An in vitro phase that evaluated the antimicrobial activity, the synergy of the mixture of these essential oils and determined the minimum bactericidal concentration, compared to isolated strains of clinical cases of mastitis in the region, of the genus Staphylococcus spp (N = 80) and S. aureus Oxacillin-resistant (n = 15) through the Kirby-Bauer disc technique (Bernal & Guzman, 1984) and the broth micro dilution technique (CLSI, 1999). And a third phase in vivo that contemplated three stages: diagnosis of dairy herds, formulation of a barrier sealant for bovines based on essential oils and evaluation through two studies: a preventive study (N = 14 nipples) and a study control (N = 33 nipples) performed on a total of 12 animals with control groups treated with sealant based on a commercial iodophor solution. For the statistical analysis, the sample size was calculated with GRANMO 7.12, and the IBM SPSS statistical package, and the significant difference was concluded at p <0.05. The main compounds characterized according to the analytical method for the characterization of essential oils, gas chromatography, and mass spectrometry, are limonene, neral, and geranial, and thymol, responsible for antimicrobial capacity. The cytotoxicity of these oils, determined with the Artemia toxicity bioassay (Meyer, et al., 1982) is in a 10-19 µg / ml LC50 range, compared with the LC50 and doses of other microbial agents such as Triclosan and Itraconazole, are less toxic and safe. On the other hand, in the evaluation of antimicrobial activity, it is concluded that there are significant differences in the sensitivity of Staphylococcus spp. isolated against the essential oils of Lippia citriodora (AEC) and Thymus vulgaris (AET) showing an antimicrobial activity (p <0.05), as well as a sensitivity of these strains against Chloramphenicol and resistance to Clindamycin (p <0.05). Staphylococcus aureus exhibits greater resistance against conventional antibiotics, great it maintains sensitivity to the essential oils of Lippia citriodora and Thymus vulgaris. Likewise, it is concluded that there is a synergistic effect of the mixture of essential oils (75% AEC / 25% AET) that enhances its antimicrobial activity optimizing its therapeutic efficiency (p <0.05). The minimum bactericidal concentration (CBM) of the mixture (75% AEC / 25% AET) was determined in 2.5% effective for 92.5% of the samples (n = 80). In the In vivo studies that evaluated the prevention and control of bovine mastitis, it is concluded with a 95% confidence level, that there are no significant differences between the sealant group based on essential oils and the sealer based on the iodophor solution. That is, it becomes equally effective as the commercial product. Therefore, it is concluded that the essential oils evaluated are capable of inhibiting the growth of the more relevant microorganisms of mastitis in cattle and are a possible strategy for their prevention and control.