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Decifrando o papel da microbiota na produção suína - Parte 1

Como é uma microbiota saudável? Como ela pode ajudar a manter a saúde dos suínos?

Nos últimos anos, muito se tem falado sobre a “microbiota” dos suínos. Muitos estudos científicos analisaram a microbiota e seu impacto na produção e na saúde, mas não temos uma imagem clara de como é uma "microbiota saudável". O que é a microbiota e como ela pode ajudar a manter a saúde dos suínos? Nós explicamos para você.

Microbiota é uma palavra criada a partir do termo ecológico biota, que significa qualquer tipo de forma de vida encontrada em uma determinada região ou habitat. A microbiota, portanto, refere-se à biota microscópica, ou seja, todos os microrganismos encontrados em um determinado local (por exemplo, a composição da microbiota intestinal suína mostrada na Figura 1). Este termo inclui a bacteriana (quando se fala apenas de bactérias), a virótica (apenas de vírus) ou a micobiota (apenas de fungos). Não deve ser confundido com o microbioma (ou outros termos que terminam em "oma"), que significa a coleção de genomas em uma determinada amostra. Genomas são o conjunto de genes de um determinado organismo. Microbiota e microbioma não são a mesma coisa, mas muitas vezes são usados de forma intercambiável.

Figura 1 - Proporção relativa estimada dos diferentes microrganismos no microbioma do intestino suíno. Embora as bactérias representem a grande maioria dos microrganismos no intestino suíno, outros microrganismos desempenham um papel importante na complexa rede que constitui a interação entre o intestino e a microbiota. — Figura 1 - Proporção relativa estimada dos diferentes microrganismos no microbioma do intestino suíno. Embora as bactérias representem a grande maioria dos microrganismos no intestino suíno, outros microrganismos desempenham um papel importante na complexa rede que constitui a interação entre o intestino e a microbiota.

O estudo da microbiota é extremamente complexo e desafiador. Na verdade, a maioria dos estudos de "microbiota" está olhando para outra coisa. Ao contrário de um biólogo que usa binóculos para observar araras selvagens na floresta tropical brasileira, os microbiologistas não podem simplesmente olhar para os vírus e observá-los ou mesmo interagir. Na verdade, não podemos cultivar muitos dos microrganismos no laboratório usando protocolos de rotina (Kogure et al., 1979; Staley e Konopka, 1985). Este problema é de tal magnitude que os cientistas o chamaram de "a grande anomalia da contagem de placas", fenômeno em que, apesar de observar uma grande diversidade de microrganismos ao microscópio, a cultura em laboratório não a reflete (figura 2). Isso é explicado pelo nosso conhecimento limitado das necessidades nutricionais e ambientais de cada microrganismo, provavelmente conhecemos apenas uma proporção muito limitada de todos os microrganismos. Então, como se estuda a microbiota?

Figura 2 - Diagrama exemplificando "a grande anomalia da contagem de placas" (observa-se uma grande diversidade de microrganismos ao microscópio, mas essa diversidade não é recuperada pela cultura microbiana). A maioria dos microrganismos em amostras clínicas não é cultivável em laboratório devido às limitações das técnicas comumente usadas. Portanto, o sequenciamento de DNA é usado para estudar a microbiota. — Figura 2 - Diagrama exemplificando "a grande anomalia da contagem de placas" (observa-se uma grande diversidade de microrganismos ao microscópio, mas essa diversidade não é recuperada pela cultura microbiana). A maioria dos microrganismos em amostras clínicas não é cultivável em laboratório devido às limitações das técnicas comumente usadas. Portanto, o sequenciamento de DNA é usado para estudar a microbiota.

A resposta é sequenciamento. Sequenciamos seus genomas e usamos sua sequência de DNA para identificá-los e entender como eles interagem entre si e com seus hospedeiros suínos. A sequência de DNA de cada microrganismo (e de qualquer outro ser vivo) funciona como um código de barras. Ao "digitalizar" este código de barras, podemos identificar o "produto" (microrganismo). Assim, a grande maioria do que sabemos sobre a microbiota vem do conhecimento do microbioma. Mas por que não podemos domesticar a microbiota como fizemos com os cães há 10.000 anos e fazê-la funcionar para nós?

A maior parte da pesquisa, até agora, concentrou-se em responder à pergunta "Quem está aí?" no microbioma. Embora este seja um passo importante, agora está sendo reconhecido que mais importante do que saber "Quem?" é saber "O que faz?" também. Existem algumas ressalvas quando se trata de tecnologias de sequenciamento de DNA e de traduzir essa vasta quantidade de dados em soluções úteis:

O DNA está presente em todos os lugares. Isso significa que há contaminação em quase todas as etapas da análise (Salter et al., 2014). Isso pode distorcer os dados e resultados, a menos que haja controles muito rígidos, e muitas vezes não há.
As ferramentas usadas para analisar os dados do microbioma não são padronizadas e cada uma delas possui vieses importantes. Isso significa que é muito difícil comparar dados de um estudo com outro.
Existem MUITOS microrganismos (somente no cólon existem 1014). Eles são todos diferentes, e temos muito pouca informação sobre a maioria deles e o que eles podem fazer e como o fazem.
Qualquer atividade significativa geralmente vem de microrganismos raros, o que significa que estamos procurando uma agulha no palheiro sem saber como é a agulha.
Existem interações entre microrganismos que não entendemos/conhecemos, então como podemos procurá-los?
A microbiota é complexa e MUITO variável. Varia entre hospedeiros (suíno vs. vaca), entre locais (olho de suíno vs. boca de suíno), entre horas do dia (manhã vs. noite), (Liang e FitzGerald, 2017; Voigt et al., 2016). Essencialmente, cada vez que olhamos para ele, vemos algo diferente.

Há uma percepção de que alguns desses desafios serão abordados nos próximos anos, à medida que as tecnologias de sequenciamento de DNA se tornarem mais eficientes e acessíveis, e uma melhor detecção de contaminantes for desenvolvida. Em nosso próximo artigo desta série, veremos como os dados do microbioma são interpretados, o que sabemos até agora sobre o microbioma suíno e como o progresso está sendo feito para aproveitar seu potencial para melhorar a saúde e a produção.