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Modulação da microbiota e redução da virulência de S. suis. Qual mecanismo poderia estar por trás disso?

A modulação da microbiota parece influenciar a presença de S. suis e a expressão dos seus fatores de virulência.

Na produção suína atual, Streptococcus suis tornou-se uma importante causa de prescrição de antimicrobianos. Com uma prevalência de granjas infectadas próxima de 100%, é um dos patógenos bacterianos mais importantes dos suínos, além de representar um risco zoonótico, um custo econômico significativo, bem como um problema de bem-estar animal. Soma-se a este desafio o crescente controle das prescrições veterinárias e do uso de antimicrobianos, incluindo as restrições aplicadas à metafilaxia que até agora era utilizada para controlar o aparecimento de sintomas, e não a presença de S. suis.

Existem pelo menos 33 sorotipos de Strep suis. Os sorotipos 2 e 9 são os mais comumente implicados em doenças e surtos. Sua virulência está especialmente relacionada às proteínas mrp, epf, sly e outras, como luxS, que estão envolvidas na formação de biofilme, aumentando sua resistência aos tratamentos e à resposta imune. Dentro de cada sorotipo há grande variabilidade na cápsula bacteriana e nos fatores de virulência, o que complica o desenho e a eficácia das vacinas. Corsault et al., 2021 concluíram que a vacinação das matrizes aumentou a imunidade materna transmitida aos leitões, sendo máxima aos 7 dias de vida, mas foi drasticamente reduzida já aos 18 dias de vida, pelo que não foi capaz de proteger os leitões após o desmame. Devemos, portanto, explorar outras ferramentas de controle.

O papel da microbiota na infecção por Streptococcus suis

Já em 1996, foi feita referência ao contato precoce dos leitões com S. suis durante o nascimento, quando entraram em contato com secreções vaginais. Existem estudos sobre como a transmissão de uma microbiota desfavorável da mãe para os leitões bem como o consumo/qualidade insuficiente do colostro afetam o desenvolvimento da doença.

Uma função crítica da microbiota é prevenir o crescimento excessivo de potenciais agentes patogênicos em condições homeostáticas através de mecanismos de resistência à colonização: competição por nutrientes, produção de compostos antimicrobianos, ou indiretamente, estimulando a imunidade inata e adaptativa do hospedeiro.

A modificação da microbiota das fezes da matriz foi correlacionada com a da microbiota vaginal e a intervenção ao nível da microbiota intestinal da fêmea conduziu a uma melhoria da microbiota vaginal, com uma redução de Streptococcus observada a nível genital . A presença de uma maior diversidade da microbiota potencializa a presença de populações bacterianas comensais que competem por espaço e nutrientes com S. suis, reduzindo a pressão de infecção e facilitando o controle da doença.

A utilização de soluções nutricionais que melhorem a microbiota intestinal da matriz, influenciando positivamente a transmissão vertical da microbiota ao leitão, levaria a uma melhor capacidade de resposta do animal contra a doença.

Tendo em conta estes argumentos, foi realizado um estudo de campo numa granja comercial com 3.000 matrizes com histórico de surtos graves de S. suis que tornaram necessários tratamentos contínuos com antibióticos para controlar os sintomas. O objetivo foi obter uma maior compreensão do mecanismo pelo qual uma determinada combinação de Ácidos Graxos de Cadeia Média (AGCM) e Ácidos Graxos de Cadeia Curta (AGCC) administrados na alimentação de matrizes e leitões gera uma melhoria na microbiota intestinal, permitindo uma redução na o uso de antibióticos contra S. suis, como vimos.

Para avaliar a evolução da microbiota foram colhidas amostras de fezes das matrizes diretamente do reto e swab das amígdalas de um grupo de leitões, que foram acompanhados desde a maternidade e durante todo o período pós-desmame, antes do início da estratégia nutricional e após 4 meses da sua implementação.

As seguintes análises foram realizadas:

  • Fezes (320 amostras): análise de proporções de determinadas populações bacterianas em matrizes (laboratórios Masterlab).
  • Tonsilas (176 amostras): análise de sorotipos, fatores de virulência e microbiota comensal, através da análise de outros Streptococos spp (S. Hyovaginalis, S. Oralis, S. mitis - Em colaboração com o Grupo de Pesquisa BACRESP, Universidade de León)

Como é que a incorporação de AGCC e AGCM afetou a microbiota?

No início do estudo, nas fezes das matrizes as proporções entre bactérias apresentavam grande variabilidade em todas as fases produtivas (início, meio e final da gestação e lactação). Amostras sucessivas colhidas a cada 4 semanas dos mesmos animais durante 4 meses mostraram uma evolução para a estabilidade, sendo no final detectados valores semelhantes em todos eles.

Como consequência de um surto de influenza no meio do estudo, o tratamento com amoxicilina teve que ser realizado a partir da segunda semana após o desmame, mas mesmo com as complicações derivadas do surto de influenza. O tratamento antibiótico poderia ser suspenso dos leitões até 10 dias após o desmame, sem aumento significativo da mortalidade nessas semanas.

Os resultados obtidos ao nível tonsilar em leitões mostraram diferenças claras em relação ao início na presença de tratamentos continuados com antibióticos.

No caso de S. suis:

  • Antes do tratamento nutricional: sua detecção aumentou progressivamente ao longo do tempo e foi possível detectar a presença dos fatores de virulência gapdh e luxS.
  • Após tratamento nutricional: o número de amostras com presença de S. suis isolado por cultura foi reduzido e permaneceu constante ao longo do tempo durante a amostragem. Nos casos em que conseguimos caracterizar os fatores de virulência, inicialmente eles foram positivos para os genes gapdh e luxS, mas depois deixaram de apresentar o gene gapdh. Um isolado foi positivo para epf.
Tabela 1. Evolução dos fatores de virulência detectados em Streptococcus suis após a incorporação de AGCC e AGCM.
Tabela 1. Evolução dos fatores de virulência detectados em Streptococcus suis após a incorporação de AGCC e AGCM.

No caso de bactérias comensais/ambientais:

  • Antes da incorporação de AGCM e AGCC: mais bactérias são detectadas no final do período de amostragem.
  • Após a incorporação de AGCM e AGCC: ocorre o contrário, pois são detectados no início da amostragem e não encontrados na última semana de amostragem, provavelmente devido à ação do tratamento antibiótico.

Tabela 2. Número de amostras com cultura positiva antes e depois da incorporação de ACGM e AGCC.
Tabela 2. Número de amostras com cultura positiva antes e depois da incorporação de ACGM e AGCC.
Os resultados observados mostram como o controle dos mecanismos de resistência à colonização: competição por nutrientes, produção de compostos antimicrobianos através da modulação da microbiota fecal das matrizes e tonsilar dos leitões parecem influenciar não só a redução da presença de S. suis mas também na expressão de seus fatores de virulência.

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