El análisis de biomarcadores es una técnica analítica que se utiliza para medir la concentración de sustancias biológicas específicas en un fluido o tejido. Estas sustancias, denominadas biomarcadores , son indicadores valiosos del estado fisiológico, patológico o nutricional de un organismo. Pueden incluir proteínas, enzimas, hormonas, metabolitos o compuestos resultantes de la actividad microbiana.
En el laboratorio, la medición de estos biomarcadores juega un papel esencial en el seguimiento de la salud, el diagnóstico de patologías, la evaluación de la exposición a contaminantes o el seguimiento de la eficacia de una intervención terapéutica o nutricional.
En el sector de la nutrición animal , este enfoque se ha vuelto esencial. No solo permite controlar la calidad del alimento para el ganado, sino también medir la respuesta biológica de los animales a las raciones, prevenir trastornos metabólicos y optimizar la productividad, respetando el bienestar animal.
Gracias a los avances tecnológicos en biología analítica, ahora es posible detectar con precisión variaciones minúsculas en el organismo, explotar una amplia variedad de matrices biológicas y obtener datos confiables para orientar decisiones en investigación, producción o control de calidad.
Este artículo explora los fundamentos de los ensayos de biomarcadores, sus tipos, los métodos analíticos disponibles, las matrices comúnmente utilizadas y sus aplicaciones específicas, particularmente en el campo de la nutrición animal.
Tabla de contenido
Tipología de biomarcadores
Los biomarcadores pueden clasificarse según su función y utilidad en el diagnóstico, la prevención o el seguimiento de una afección biológica. Esta tipología permite adaptar la elección de análisis según los objetivos buscados, especialmente en sectores tan diversos como la medicina, el medio ambiente o la nutrición animal .
Biomarcadores de diagnóstico
Ayudan a identificar una patología o un trastorno fisiológico. Su medición se utiliza a menudo para realizar un diagnóstico precoz o confirmar una sospecha clínica.
Ejemplos:
- Troponina : diagnóstico del infarto de miocardio.
- Calprotectina fecal : detección de inflamación intestinal.
Biomarcadores pronósticos
Proporcionan información sobre la probable progresión de una enfermedad o el riesgo de complicaciones. En nutrición animal, ciertos biomarcadores permiten anticipar trastornos metabólicos o descensos en el rendimiento.
Ejemplo: niveles de enzimas hepáticas en animales de rápido crecimiento.
Biomarcadores predictivos
Ayudan a anticipar la respuesta a una intervención (tratamiento médico o cambio nutricional). Son herramientas clave para el ajuste individualizado de las estrategias de alimentación en la ganadería.
Ejemplo: perfil de ácidos grasos volátiles en el rumen para predecir la eficiencia de una ración.
Biomarcadores de exposición
Utilizados en toxicología y ecotoxicología , revelan la exposición a sustancias nocivas o condiciones ambientales estresantes.
Ejemplos:
- Vitelogenina en peces machos : exposición a disruptores endocrinos.
- Micotoxinas en matrices alimentarias : exposición a toxinas fúngicas.
Biomarcadores metabólicos
Reflejan la función metabólica y permiten monitorear el equilibrio nutricional o digestivo de un individuo. Este tipo de biomarcador es fundamental en la nutrición animal para evaluar la salud digestiva, la conversión alimenticia y el rendimiento.
Ejemplos:
- Aminoácidos libres en la leche : calidad de la dieta proteica.
- Glutatión peroxidasa (GPX) : estado antioxidante del animal.
¿Estas buscando un análisis?
Aplicaciones clave de los ensayos de biomarcadores
Las pruebas de biomarcadores se utilizan en numerosos campos científicos e industriales para monitorizar la salud, detectar desequilibrios u optimizar las prácticas. En esta sección, destacamos sus principales aplicaciones, con especial atención a la nutrición animal .
En medicina humana
Las pruebas de biomarcadores son un pilar del diagnóstico moderno. Nos permiten:
- detección temprana de enfermedades crónicas (diabetes, enfermedades cardiovasculares),
- seguimiento de la eficacia terapéutica (por ejemplo, hemoglobina glucosilada para diabéticos),
- y seguimiento de infecciones o inflamaciones mediante marcadores como la PCR.
También se utiliza para evaluar el estrés oxidativo , la función renal y el equilibrio hormonal .
En ecotoxicología
En la ciencia ambiental, los biomarcadores nos permiten:
- para detectar la exposición a contaminantes (metales pesados, disruptores endocrinos),
- para cuantificar los efectos biológicos de los contaminantes en los organismos,
- y vigilar la calidad de los ecosistemas acuáticos o terrestres .
La actividad enzimática EROD en peces es un marcador de contaminación por hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP).
En nutrición animal y agroalimentación
El sector de la nutrición animal es uno de los mayores beneficiarios de los avances en biomarcadores . La medición específica de ciertas moléculas permite actuar a varios niveles:
Evaluación de la calidad de los alimentos
El análisis de biomarcadores en materias primas o productos terminados nos permite:
- para controlar la calidad nutricional (por ejemplo, aminoácidos libres en la leche),
- para detectar la presencia de contaminantes (micotoxinas, residuos de medicamentos),
- para verificar que los alimentos cumplen con los requisitos reglamentarios.
Monitoreo del estado nutricional y metabólico de los animales
Los biomarcadores se utilizan para:
- adaptar las raciones a las necesidades fisiológicas (energía, proteínas, oligoelementos),
- detectar desequilibrios metabólicos (por ejemplo, acidosis ruminal, deficiencias),
- optimizar el rendimiento zootécnico (crecimiento, producción de leche, reproducción)
Bienestar animal y prevención de enfermedades
Ciertos biomarcadores permiten la detección temprana del estrés , el dolor o la inflamación:
- Cortisol salivar o plasmático : marcador de estrés agudo o crónico.
- Proteína C reactiva (PCR) y haptoglobina : inflamación sistémica.
- Vitamina E y selenio : estado antioxidante.
Su seguimiento permite reducir la necesidad de tratamientos curativos , anticipar los riesgos sanitarios y mejorar el bienestar de los animales de granja.
Gracias a un enfoque basado en la monitorización biológica , los biomarcadores permiten una gestión ganadera más precisa, ágil y sostenible. Se convierten así en una herramienta estratégica para los actores del sector agroalimentario , interesados en combinar rendimiento, calidad y seguridad .
Métodos analíticos para medir biomarcadores
La elección del método analítico depende de varios factores: la naturaleza del biomarcador , la matriz biológica , la sensibilidad requerida , el tiempo de análisis y el marco regulatorio . Las técnicas utilizadas combinan bioquímica, espectrometría, cromatografía y biología molecular para ofrecer precisión y reproducibilidad.
Métodos inmunoenzimáticos
ELISA (ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas)
Técnica de referencia para la medición de proteínas, hormonas y citocinas. Se basa en la interacción entre un anticuerpo específico y el biomarcador diana, junto con la detección enzimática.
Beneficios :
- Alta sensibilidad
- Formatos adecuados para el análisis serial
- Costo moderado
Aplicaciones comunes :
- niveles de PCR , cortisol e interleucina
- Monitoreo oxidativo o inflamatorio en animales
Pruebas colorimétricas y fotométricas
Se utiliza para biomarcadores metabólicos simples (glucosa, urea, enzimas hepáticas). La reacción química produce un cambio de color proporcional a la concentración.
Técnicas cromatográficas y espectrométricas
HPLC / UHPLC (cromatografía líquida de alta resolución)
Permite la separación y cuantificación de biomarcadores complejos (aminoácidos, vitaminas, toxinas).
Frecuentemente se combina con espectrometría de masas (MS/MS) para una mejor especificidad.
GC-MS (cromatografía de gases-espectrometría de masas)
Ideal para compuestos volátiles o termolábiles (COV, AGV, pesticidas).
Aplicaciones : perfil ruminal, metabolitos secundarios, residuos químicos.
Espectroscopía UV-Visible / Infrarroja (FTIR, NIR)
Métodos rápidos y no destructivos, adecuados para el análisis rutinario de alimentos, sangre u orina. Se utilizan para caracterizar componentes bioquímicos generales (materia seca, lípidos, proteínas, AGV).
Métodos electroquímicos y biosensores
Sensores electroquímicos (potenciometría, amperometría)
Permiten la detección directa de iones o metabolitos en matrices líquidas.
Ejemplos : dosis de sodio, potasio, glucosa.
Biosensores miniaturizados y conectados
Dispositivos portátiles que integran receptores biológicos (anticuerpos, enzimas) y un transductor de señales. Permiten la monitorización en tiempo real de biomarcadores sobre el terreno.
Biología molecular
PCR/qPCR
Técnicas de amplificación genética que permiten la detección de ADN o ARN específicos.
Aplicaciones :
- Identificación de genes de resistencia o virulencia
- Detección de patógenos o microorganismos en heces, leche o alimentos
Transcriptómica y secuenciación (NGS)
Métodos de vanguardia utilizados en investigación para identificar nuevos biomarcadores de interés y comprender los mecanismos de acción a nivel genético.
La combinación de varias técnicas (p. ej., ELISA + HPLC-MS) suele ser necesaria para obtener resultados fiables, especialmente cuando se miden múltiples biomarcadores simultáneamente. El cumplimiento de ISO 17025 y las buenas prácticas de laboratorio garantizan la calidad, la trazabilidad y la reproducibilidad de los análisis.
Matrices biológicas utilizadas para ensayos de biomarcadores
La elección de la matriz biológica es un paso crucial en el análisis de biomarcadores. Depende de la naturaleza del marcador , el objetivo del estudio (diagnóstico, monitoreo nutricional, detección de contaminantes) y la viabilidad de la recolección de muestras . En nutrición animal, las matrices también deben adaptarse a las condiciones de la explotación.
Sangre: matriz de referencia
La sangre es la matriz más utilizada en medicina veterinaria y humana. Permite la medición de:
- marcadores metabólicos ( glucosa, lípidos, AGV),
- marcadores de estrés ( cortisol, haptoglobina),
- enzimas hepáticas o musculares ( AST, CPK),
- o incluso biomarcadores inmunes (citocinas, leucocitos).
Beneficios :
- Visión sistémica del estado de salud
- Acceso a una amplia gama de biomarcadores
- Métodos de muestreo controlado (vena yugular, vena coccígea, etc.)
Orina: metabolismo y excreción
La orina refleja la actividad metabólica y la capacidad de eliminación del cuerpo
- medición de residuos de medicamentos o toxinas (micotoxinas, antibióticos),
- evaluar el balance de nitrógeno (urea, amoníaco),
- detectar anomalías renales (creatinina, proteínas urinarias).
Es una matriz fácil de recolectar , especialmente en animales mantenidos en establos.
La leche: un indicador en la producción láctea
La leche es una fuente clave de proteínas para los rumiantes. Permite:
- Monitoreo de aminoácidos libres : un indicador de calidad nutricional
- análisis de biomarcadores de estrés oxidativo ,
- la detección de residuos (antibióticos, micotoxinas) .
Se utiliza para ajustar raciones, prevenir enfermedades y mejorar el rendimiento.
Heces y excrementos: microbiota y digestión
La materia fecal proporciona una visión directa de la función intestinal , la microbiota y la presencia de patógenos .
Aplicaciones típicas:
- ensayo de calprotectina (inflamación intestinal)
- análisis de metabolitos bacterianos ,
- búsqueda de contaminantes microbianos o químicos .
En las aves de corral, los excrementos también se utilizan para monitorear el impacto de la dieta o el medio ambiente en la salud digestiva.
Tejidos específicos, contenidos ruminales y matrices
Para análisis más profundos o específicos:
- Se analizan los tejidos biomarcadores o .
- Se del contenido del rumen para monitorear la fermentación y los ácidos grasos volátiles (AGV) .
- Se pueden utilizar otras matrices como huevos , saliva o líquido cefalorraquídeo
Cada matriz tiene sus ventajas y limitaciones (volumen, estabilidad, facilidad de muestreo, concentración del analito). La selección debe basarse en el biomarcador objetivo , el tipo de cultivo y el resultados esperados
Tabla de los principales biomarcadores y sus aplicaciones
Presentación de biomarcadores y sus características
Los biomarcadores son diversos y abarcan una amplia gama de aplicaciones, desde el diagnóstico médico hasta el análisis ambiental. La siguiente tabla enumera varios biomarcadores esenciales, especificando su función, su matriz biológica para el análisis y la técnica de ensayo utilizada.
| Categoría | Biomarcador |
|---|---|
| Evaluación del estrés oxidativo | Glutatión peroxidasa (GPX) |
| Evaluación del estrés oxidativo | Superóxido dismutasa (SOD) |
| Evaluación del estrés oxidativo | Coenzima Q10 |
| Evaluación nutricional | Glucemia en ayunas |
| Evaluación nutricional | Insulina |
| Evaluación nutricional | Hemoglobina A1c (HbA1c) |
| Equilibrio de neurotransmisores | Dopamina |
| Equilibrio de neurotransmisores | Serotonina |
| Equilibrio de neurotransmisores | Noradrenalina |
| Evaluación hematológica e inmunitaria | Hemoglobina |
| Evaluación hematológica e inmunitaria | Leucocitos |
| Evaluación hematológica e inmunitaria | Ferritina |
| Evaluación fisiológica y psicológica del estrés | Despertar del cortisol |
| Evaluación fisiológica y psicológica del estrés | sulfato de DHEA |
| Equilibrio vitamínico | Vitamina D |
| Equilibrio vitamínico | Vitamina B12 |
| Equilibrio vitamínico | Vitamina E |
| Perfil inflamatorio y electroforesis de proteínas | Proteína C reactiva (PCR) |
| Perfil inflamatorio y electroforesis de proteínas | Albúmina |
| Evaluación viral y bacteriana | Virus de Epstein-Barr (VEB) |
| Evaluación viral y bacteriana | VIH |
| Evaluación viral y bacteriana | Virus del papiloma humano (VPH) |
| Evaluación endocrina | hormona estimulante de tiroides (TSH) |
| Evaluación endocrina | Testosterona libre |
| Evaluación endocrina | Insulina |
| Pruebas de función hepática | Gobierno del Estado |
| Pruebas de función hepática | Bilirrubina total |
| Pruebas de función hepática | Fosfatasas alcalinas |
| Evaluación renal y urológica | Creatinina |
| Evaluación renal y urológica | Ácido úrico |
| Evaluación renal y urológica | Proteinuria |
| Evaluación del balance hidromineral | Sodio |
| Evaluación del balance hidromineral | Potasio |
| Evaluación del balance hidromineral | cloruros |
| metilación del ADN | metilación del ADN |
| metilación del ADN | Hidroximetilación del ADN |
| metilación del ADN | MetilAg |
| Análisis de los gases exhalados | Dihidrógeno (H2) |
| Análisis de los gases exhalados | Sulfuro de hidrógeno (H2S) |
| Análisis de los gases exhalados | Compuestos orgánicos volátiles (COV) |
| Evaluación de la exposición a contaminantes | Arsénico |
| Evaluación de la exposición a contaminantes | Níquel |
| Evaluación de la exposición a contaminantes | Mercurio |
| Perfil inflamatorio y electroforesis de proteínas | Calprotectina |
| Perfil inflamatorio y electroforesis de proteínas | Fibronectina |
| Pruebas de función hepática | Fosfatasa alcalina |
| Evaluación hematológica e inmunitaria | Ovotransferrina |
| Evaluación renal y urológica | Lipocalina 2 |
Interpretación e implicaciones de los resultados
Las pruebas de biomarcadores proporcionan datos valiosos, pero su interpretación requiere rigor y contextualización . Los valores brutos solo son significativos al compararlos con los valores de referencia biológicos establecidos , el historial del animal o del lote , y las condiciones de muestreo y crianza .
Interpretación de un biomarcador: más allá del valor numérico
Un biomarcador puede indicar:
- una anomalía fisiológica (deficiencia, exceso, desequilibrio),
- exposición a un factor externo (contaminante, patógeno, dieta inadecuada),
- o una respuesta adaptativa o patológica (estrés, inflamación, alteración hormonal).
Ejemplo en nutrición animal :
- Un nivel alto de amoníaco urinario puede indicar un exceso de proteína no utilizada en la dieta.
- Un nivel elevado de haptoglobina indica estrés inflamatorio o infeccioso.
- Una disminución en el nivel de glutatión peroxidasa (GPX) refleja una deficiencia de antioxidantes, a menudo vinculada a una deficiencia de selenio.
Factores que influyen en los resultados
Varios factores pueden afectar la confiabilidad e interpretación de los resultados:
- Condiciones de muestreo : hora del día, estrés, alimentación previa.
- Especie, edad, etapa fisiológica : lo que es normal para un ternero no es normal para una vaca lechera adulta.
- Matriz elegida : algunas matrices presentan variaciones naturales más fuertes (por ejemplo, orina vs plasma).
- Método de análisis : sensibilidad, linealidad, especificidad.
De ahí la importancia de un marco analítico claro : objetivos, protocolo, estándares y valores de referencia por categoría de animales.
Uso estratégico de los resultados
El valor de los biomarcadores reside en su capacidad para facilitar la toma de decisiones . Una interpretación adecuada nos permite:
- reajustar una ración de alimentos (proteínas, minerales, energía),
- anticipar un trastorno metabólico o infeccioso,
- evaluar el impacto de un cambio en la formulación,
- para verificar la eficacia de un suplemento o aditivo,
- para validar la conformidad de un lote de producción en el sector agroalimentario.
En un enfoque de seguimiento regular, el análisis de biomarcadores también permite construir referencias específicas de la explotación o de la especie , para diagnósticos a largo plazo más rápidos y precisos.
La interpretación de los biomarcadores no se puede automatizar ni generalizar: se basa en la experiencia , la comprensión biológica del contexto y la colaboración entre nutricionistas, veterinarios y laboratorios analíticos .
Desarrollos tecnológicos y perspectivas
El campo de las pruebas de biomarcadores está evolucionando rápidamente gracias a los avances en bioanálisis, genómica e instrumentación. Estas innovaciones están allanando el camino para mediciones más precisas, rápidas y predictivas , especialmente para aplicaciones industriales como la nutrición animal .
Metabolómica, proteómica y transcriptómica
Los enfoques ómicos permiten la exploración de perfiles biológicos completos , en lugar de limitarse a unos pocos biomarcadores aislados.
- La metabolómica analiza todos los metabolitos circulantes, permitiendo identificar alteraciones sutiles en el metabolismo energético o digestivo .
- La proteómica nos caracterizar variaciones en la expresión de proteínas, incluidas enzimas digestivas o proteínas de estrés.
- La transcriptómica , a través del análisis del ARN, ofrece información sobre los mecanismos de adaptación celular a la dieta, el estrés o el medio ambiente .
Estas técnicas permiten identificar nuevos biomarcadores específicos de la especie, del tipo de producción o de una patología determinada , y personalizar las intervenciones nutricionales .
Biosensores y tecnologías conectadas
Los biosensores miniaturizados y los dispositivos integrados ahora permiten analizar ciertos biomarcadores en tiempo real, directamente en el campo .
- Sensores de pH ruminal , glucosa , cortisol o temperatura montados en collares, bolos o parches.
- Dispositivos para la monitorización del estrés térmico u oxidativo integrados en sistemas de monitorización ganadera.
- Pruebas inmunológicas rápidas (tipo ELISA) adaptables al uso agropecuario para diagnóstico precoz .
Estas herramientas facilitan el monitoreo continuo de la salud animal , el ajuste en tiempo real del consumo de alimento y la reducción de las intervenciones curativas .
Automatización, IA e interpretación predictiva
herramientas de apoyo a la toma de decisiones :
- Modelos predictivos : detección precoz de trastornos digestivos, estrés o descenso del rendimiento.
- Correlación entre datos analíticos y desempeño zootécnico : para adaptar estrategias de formulación o tratamiento.
- Automatización de la interpretación mediante algoritmos integrados en plataformas conectadas.
YesWeLab forma parte de esta dinámica apoyándose en laboratorios colaboradores equipados con las últimas tecnologías , capaces de ofrecer análisis avanzados de biomarcadores interpretables y utilizables operativamente .
un análisis más integrado, accesible y estratégico , que sirva para una nutrición animal más sostenible, precisa y rentable .
YesWeLab, experiencia en análisis de biomarcadores para nutrición animal
YesWeLab apoya a los fabricantes de los sectores agroalimentario y veterinario ofreciendo soluciones adaptadas a las necesidades específicas del análisis de biomarcadores.
YesWeLab cuenta con una red de laboratorios acreditados para ofrecer análisis precisos que cumplen con la normativa vigente. Nuestros servicios abarcan una amplia gama de biomarcadores utilizados en nutrición animal, incluyendo:
- Biomarcadores metabólicos , como ácidos grasos volátiles y proteínas digestibles, para evaluar la eficacia de las raciones de alimento.
- Biomarcadores de estrés oxidativo , que permiten monitorizar la respuesta inmune y el bienestar animal.
- Los biomarcadores de fermentación ruminal son esenciales para optimizar las formulaciones de alimentos y mejorar la productividad del ganado.
Métodos analíticos avanzados para obtener resultados fiables
Para garantizar análisis precisos y reproducibles, YesWeLab ofrece tecnologías analíticas avanzadas adaptadas a biomarcadores en nutrición animal:
- Espectroscopia UV-Visible e infrarroja para el análisis de componentes bioquímicos de alimentos y sangre.
- Cromatografía líquida y de gases (HPLC, GC-MS) para la identificación y cuantificación de metabolitos.
- Técnicas inmunoenzimáticas (ELISA) para la cuantificación de proteínas y hormonas relacionadas con el metabolismo animal.
Nuestros laboratorios asociados utilizan protocolos validados que cumplen con ISO 17025 , garantizando resultados utilizables para la investigación, el control de calidad y la mejora de las formulaciones de alimentos.
YesWeLab, un socio clave para sus análisis de biomarcadores
Al colaborar con YesWeLab, los profesionales de la nutrición animal se benefician de un apoyo personalizado para sus necesidades analíticas. Nuestras fortalezas:
- Acceso a más de 200 laboratorios especializados , seleccionados por su experiencia en análisis biológicos y químicos.
- Una plataforma digital intuitiva , que permite solicitudes de análisis centralizadas, monitoreo en tiempo real del progreso de las pruebas y fácil acceso a los resultados.
- Un servicio ágil y personalizado , con un equipo de expertos a tu disposición para guiarte en la elección de los análisis más relevantes.
Optimice sus estrategias de nutrición animal con análisis confiables y personalizados.
