A diversidade microbiana no sistema gastrointestinal de suínos pode influenciar diretamente a eficiência produtiva, com implicações significativas para a saúde intestinal e o desempenho animal, destacando a importância de abordagens avançadas, como o sequenciamento 16S rRNA, na identificação de microrganismos benéficos e patogênicos.

Por Gabriel Amaral de Araujo¹, Mariana Cardoso de Souza¹, Jeferson Menezes Lourenco², Paulo Cesar Pozza³

Introdução

O conteúdo microbiano do sistema gastrointestinal de mamíferos está estimado em aproximadamente 10¹⁴ bactérias, cerca de dez vezes maior do que o total de células eucarióticas da maioria dos mamíferos. Além disso, existem estimativas que o conjunto de todos os genes da microbiota presente em mamíferos é de cerca de 3 milhões de genes, enquanto o genoma humano é de aproximadamente 23.000 genes.

Foto: Divulgação

Diferentes abordagens foram desenvolvidas ao longo do tempo para avaliação do microbioma, que pode ser definido como a coleção de todo material genético dos microrganismos de um determinando ambiente. A utilização de meios de cultura foi uma das primeiras metodologias utilizadas para avaliação da microbiota, e essa metodologia ainda é utilizada com diversas finalidades. Foram desenvolvidas novas técnicas de análise, como a amplificação do gene 16S rRNA da bactéria, afim de identificar a identidade taxonômica por semelhança a partir do sequenciamento do DNA, sendo, portanto, uma metodologia que tornou possível a identificação das identidades taxonômicas e, em conjunto com técnicas de sequenciamento do DNA, é possível descrever os diferentes tipos de bactérias presentes em um determinado microbioma. Essa abordagem é dependente de primers específicos para detectar e analisar a diversidade de bactérias, fungos e outros grupos. Utiliza um método denominado de “sample-specific barcoding” que permite a análise de diversas comunidades simultaneamente em um multiplex. Cada “bar code” formado é uma pequena sequência de DNA conhecido, permitindo a identificação das amostras a partir dessa sequência específica de nucleotídeos.

Implicações do microbioma no animal

A microbiota intestinal é conhecida por ajudar no desenvolvimento do animal através da participação em atividades metabólicas do hospedeiro, como o estímulo do transporte de água no cólon, reciclagem dos sais biliares, participação na produção de vitaminas solúveis entre possíveis outras atividades conhecidas ou ainda desconhecidas. A microbiota também possui um papel importante no sistema imune, o que pode influenciar a saúde e crescimento do hospedeiro.

Ainda existem discussões se o intestino é exposto primeiramente aos microrganismos enquanto o animal está no útero ou durante o nascimento. O desenvolvimento e maturação da microbiota vai depender de fatores como o genoma do hospedeiro, idade, sexo do animal e dieta.

Os parâmetros de eficiência e produtividade estão diretamente relacionados com os custos e a lucratividade da atividade suinícola. Em relação à eficiência alimentar, a microbiota intestinal dos suínos tem um papel na absorção de nutrientes, na captação de energia, degradação de fibras em ácidos graxos voláteis, assim como outros produtos metabólicos, proporcionando, de modo geral, compostos de interesse nutricional para o hospedeiro.

Microbioma intestinal e desempenho de suínos

Em um determinado experimento, pesquisadores acompanharam o desempenho de suínos em terminação e ao ranquarem entre os 25 melhores animais de acordo com a conversão alimentar, e os 25 piores, usaram o sequenciamento do 16S rRNA em amostras de fezes desses animais, e observaram diferenças entre os grupos, no qual os animais de alta eficiência tiveram proporções maiores dos índices de diversidade. Esse resultado pode indicar que diferenças no desempenho podem estar associadas a um determinado grupo de bactérias, e não a presença ou falta específica de um único microrganismo.

Esses resultados fazem sentido ao observar os resultados de outras pesquisas realizadas com suínos avaliando a adição de enzimas (Park et al., 2020; Song et al., 2022), em que identificaram melhoria no desempenho dos animais suplementados e ao investigar o microbioma através da análise por sequenciamento do 16s rRNA, e outras variáveis como saúde intestinal, score e frequência de diarreia, mostraram que animais submetidos a suplementação enzimática e que tiveram melhor desempenho, tiveram um aumento na diversidade do microbioma,  melhora da saúde intestinal, melhor relação altura de vilos e profundidade de cripta, melhor digestibilidade de determinados nutrientes, menor score e/ou frequência de diarreia (Figura 1).

Figura 1 – Frequência de diarreia em leitões desmamados alimentados com controle positivo (PC), negativo (NC) e PC + enzima (PRO) (Adaptado de Park et al., 2020).

No experimento de Song et al. (2022) ocorre uma redução de Streptococcus e aumento de Lactobacillus (Figura 2), o que é interessante, pois muitos dos Lactobacillus conhecidos são bacteriais comensais (não-patogênicas), que normalmente tem função de proteção ao formar uma barreira contra patógenos, ajudar na digestão e metabolismo de determinados nutrientes e promover crescimento e diferenciação de células epiteliais. Enquanto isso, Streptococcus, apesar de conterem muitas espécies não-patogênicas, uma das principais relacionadas aos suínos é a S. suis, que pode causar septicemia, meningite, artrite entre outras infecções.  Portanto, a microbiota foi alterada para uma relação maior de bactérias probióticas e menor de bactérias com potencial patogênico o que, em conjunto com outras variáveis, ajuda a explicar o melhor desempenho.

De acordo com a acima exposto, existe uma grande expectativa em entender e descobrir se realmente existem evidências sólidas de que a diversidade de determinadas famílias ou proporção de tipos de bactérias benéficas ou maléficas, proporcionariam uma correlação matemática com a eficiência animal, podendo ajudar a entender o que é possível ser feito enquanto profissionais da agroindústria, para auxiliar na saúde intestinal do animal.

Figura 2 – Classificação taxonômica de bactérias totais em nível de gênero, recuperadas de amplicons de DNA agrupados de fezes de suínos, comparando grupo controle positivo (PC), negativo (NC) e PC + enzima (PRO) (Adaptado de Song et al. 2022).

Considerações finais

O material apresentado trouxe pontos relacionados à avaliação de microbioma e sua possível aplicabilidade com a correlação na eficiência produtiva, ao usar a metodologia de sequenciamento 16s rRNA. O microbioma suíno, em alguns trabalhos que de alguma forma avaliaram um ganho de desempenho, apresenta um padrão que é a mudança na diversidade e, a princípio, um aumento de bactérias benéficas e/ou redução de bactérias patogênicas. Mas dificilmente a mudança de microbioma vai explicar todo resultado, o ideal é observar o animal de maneira sistêmica, pois a mudança do microbioma gera, ou foi gerada, a partir de outra (s) mudança (s).

Ainda existe uma certa dificuldade em encontrar pesquisas conduzidas com um alto número de amostras para o sequenciamento, possivelmente em função do custo de tais análises, principalmente em países onde se trabalha com a importação de reagentes e consumíveis.  Por se tratar de uma análise para identificar uma grande variedade de microrganismos, um número amostral baixo tende a apresentar alta variabilidade, sendo comum encontrar diferentes resultados e conclusões entre trabalhos. Somado a isso, diversos fatores podem influenciar o desempenho dos suínos, e não exclusivamente a mudança no microbioma.

Os autores

¹Doutorando(a) do Programa de Pós-Graduação em Zootecnia, Departamento de Zootecnia, Universidade Estadual de Maringá. *gabriel.araujo1931@gmail.com; ²Professor do Animal & Dairy Science Department da University of Georgia; ³Professor do Departamento de Zootecnia da Universidade Estadual de Maringá.

Referências

Park, S. et al. Dietary protease improves growth performance, nutrient digestibility, and intestinal morphology of weaned pigs. Journal of Animal Science and Technology, v. 62, p. 21-30, 2020.

Song, M. et al. Effects of dietary protease supplementation on growth rate, nutrient digestibility, and intestinal morphology of weaned pigs. Journal of Animal Science and Technology, v. 64, p. 432-470, 2022.

Song, M. et al. Modification of Gut Microbiota and Immune Responses via Dietary Protease in Soybean Meal-Based Protein Diets. Journal of Microbiology and Biotechnology, v. 32, p. 885-891, 2022.

#MicrobiomaIntestinal #Zootecnia #Suinocultura #EficiênciaProdutiva #SequenciamentoGenético #SaúdeAnimal #Microbiota