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La resistencia a los antimicrobianos representa un desafío creciente en la conservación del semen de animales reproductores, especialmente en la especie porcina. Las bacterias son un componente natural del semen y su crecimiento debe ser inhibido para proteger, tanto la capacidad fecundante de los espermatozoides como la salud de la hembra. En la reproducción porcina, donde el semen se almacena rutinariamente en estado líquido a 17°C, es urgente encontrar alternativas a los antibióticos convencionales.
La inactivación fotodinámica (PDI, por sus siglas en inglés) de bacterias es una herramienta bien establecida en medicina y en la industria alimentaria; sin embargo, su aplicación en la conservación del semen no ha sido ampliamente explorada. El principal reto en este contexto es lograr la inactivación selectiva de las bacterias sin comprometer la integridad y funcionalidad de los espermatozoides.
Métodos: El objetivo de este estudio fue evaluar la viabilidad de la PDI en semen de verraco almacenado en estado líquido, utilizando como fotosensibilizador la 5,10,15,20-tetrakis(N-metil-4-piridil)-21H,23H-porfina (TMPyP) y un sistema de iluminación LED de luz blanca.
Resultados: En una primera fase, los experimentos fotofísicos, incluyendo la cinética de fosforescencia del oxígeno singlete de TMPyP y la determinación del tiempo de vida del estado triplete del fotosensibilizador, demostraron una producción suficientemente alta de oxígeno singlete reactivo en el diluyente del semen, mientras que el plasma seminal actuó como un fuerte desactivador. Los experimentos in vitro con semen de verraco diluido mostraron que, el protocolo de PDI establecido, preserva la motilidad espermática, la integridad de la membrana, la integridad del ADN y la actividad mitocondrial, al mismo tiempo que reduce eficazmente la carga bacteriana por debajo del límite de detección. Además, un estudio de inseminación, como prueba de concepto, confirmó la fertilidad in vivo del semen tratado con PDI.
Conclusión: La aplicación de la PDI ha permitido desarrollar una herramienta innovadora que controla eficazmente el crecimiento bacteriano en semen de verraco diluido, manteniendo su fertilidad. Esta tecnología podría representar una contribución prometedora al concepto One Health, con el potencial de reducir la resistencia a los antimicrobianos en la producción animal.
Luther A-M, Varzandeh M, Beckermann C, Feyer L, Maaßen IK, Oldenhof H, Hackbarth S and Waberski D (2024) Fertility after photodynamic inactivation of bacteria in extended boar semen. Front. Microbiol. 15:1429749. https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1429749
