No es solo una colecci贸n de microbios: el microbioma es un 贸rgano de las aves de corral

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Durante d茅cadas, las complejas comunidades microbianas presentes en el tracto digestivo de los animales se han considerado una colecci贸n de microbios: algunos buenos y otros malos. Desde esa perspectiva, las estrategias de manejo resultantes parecen sencillas. Se eliminan los microbios malos, se alimenta a los buenos y se espera que 茅stos se fijen en el intestino para ejercer un efecto beneficioso.

Sin embargo, al igual que sucede con la mayor铆a de los temas en la avicultura moderna, las cosas no son tan sencillas y la esperanza no constituye una estrategia. Afortunadamente, si profundizamos un poco m谩s en los aspectos fundamentales de las comunidades microbianas, revelaremos un enorme potencial inexplotado que nos permite mejorar la salud, el desempe帽o y la sostenibilidad de la producci贸n av铆cola. Para acceder a los nuevos modos de acci贸n que lo hacen posible, debemos valernos de los recientes avances de la ciencia del microbioma.

Todo comienza con una constataci贸n clave: el microbioma no es solo una colecci贸n de microbios. 隆Es un 贸rgano!

El problema de la taxonom铆a

Tradicionalmente, la microbiota intestinal se ha estudiado de acuerdo con la taxonom铆a, o sea, los microorganismos intestinales se caracterizan de acuerdo con reino, filo, g茅nero, etc., como representaci贸n del rol que desempe帽a cada microorganismo.

Este abordaje surgi贸 a partir de las herramientas disponibles a los especialistas en microbiolog铆a animal; cultivo de organismos, sondas PCR y con el tiempo, tecnolog铆as de secuenciaci贸n como el perfil microbiano 16 S. Sin duda, los m茅todos taxon贸micos han sido valiosos para el sector. Se han utilizado para identificar pat贸genos y asociar determinadas cepas bacterianas y de levaduras a aves sanas. El estudio taxon贸mico permiti贸 el desarrollo de muchos de los antimicrobianos, vacunas, probi贸ticos y enzimas actualmente asociadas con la salud y el desempe帽o en la avicultura comercial moderna.

Con una historia tan rica, 驴por qu茅, entonces, debemos cambiar nuestro abordaje? Sencillamente, porque la taxonom铆a tiene un gran defecto. Deja de lado la caracter铆stica m谩s importante de las comunidades microbianas; el hecho de que los microbios no act煤an de forma individual, ni mucho menos. Cooperan entre s铆 y con su hu茅sped. Los microbi贸logos actualmente saben que lo que el microbioma hace en conjunto representa mucho m谩s que la suma de sus componentes. La ecolog铆a de la utilizaci贸n de los polisac谩ridos no amil谩ceos (PNA) nos brinda una idea de c贸mo cooperan los microbios. Los degradadores primarios de la fibra la descomponen primero en cadenas cortas de az煤cares que a continuaci贸n, se transforman en beneficiosos 谩cidos grasos de cadena corta por la acci贸n de los degradadores secundarios. Intuitivamente, ya se puede sospechar que este ejemplo de la utilizaci贸n de los PNA apenas roza la superficie del asunto.

Esto se comprueba a trav茅s de los complejos reportes surgidos al establecer los perfiles microbianos del intestino, ya habituales en la literatura y en la industria. La Figura 1 (superior) muestra un perfil de este tipo obtenido a partir de nuestro propio trabajo con pollos de engorde. La composici贸n taxon贸mica var铆a enormemente, pero por lo dem谩s, se trata de aves gen茅ticamente id茅nticas, sanas y de alto desempe帽o, alimentadas con la misma dieta, en el mismo galp贸n y al mismo tiempo. Sencillamente debe ser que muchos perfiles microbianos diferentes pueden desempe帽ar las mismas tareas b谩sicas. De hecho, establecer el perfil microbiano es un poco como medir a un equipo por sus caracter铆sticas demogr谩ficas.

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Fig. 1. La microbiota; composici贸n microbiana intestinal (figura superior) var铆a enormemente entre aves sanas id茅nticas, pero las funciones de su microbioma (figura inferior) permanecen muy consistentes.

Si buscamos apalancar todo el potencial del microbioma, simplemente debemos aceptar sus propiedades como comunidad y aprender a manipular la cooperatividad microbiana.

Adoptar el metagenoma

Como de costumbre, todo se resume a encontrar la herramienta adecuada para la tarea. Establecer el perfil solamente detecta un peque帽o conjunto de marcadores de ADN para indicar la taxonom铆a. En la 煤ltima d茅cada, la secuenciaci贸n del genoma completo (WGS) ha quedado accesible a los investigadores del 谩rea de producci贸n animal. Diferente del perfil, la secuenciaci贸n WGS revela el metagenoma completo, todos los genes presentes en el microbioma. El metagenoma nos indica las funciones que el microbioma puede desempe帽ar en conjunto.

Una analog铆a 煤til ser铆a pensar en el microbioma como si fuera una orquesta. La microbiota ser铆an los m煤sicos, al tiempo que el metagenoma representar铆a todas las m煤sicas que la orquesta es capaz de tocar. El estudio del metagenoma proporciona informaci贸n clave sobre c贸mo se podr铆a aprovechar el potencial del microbioma intestinal. En la 煤ltima d茅cada, los cient铆ficos especializados en el microbioma humano descubrieron que, al igual que sucede en los animales, la composici贸n de la microbiota var铆a de forma significativa entre personas sanas, incluso cuando se corrige de acuerdo con la dieta y el origen 茅tnico. Pero esto no ocurre cuando se trata de los metagenomas. Las funciones que desempe帽an los diferentes microbiomas (ej; sus v铆as metab贸licas colectivas), suelen permanecer estables entre las personas. Lo mismo se aplica a los animales.

La Figura 1 (inferior) muestra los datos del metagenoma de los mismos pollos de engorde de la Figura 1 (superior). Para generar este gr谩fico analizamos los datos de secuenciaci贸n WGS y agrupamos los genes seg煤n sus v铆as metab贸licas asociadas, en vez de su taxonom铆a. Muchas v铆as permanecen pr谩cticamente constantes entre las aves, pese a la variabilidad de sus perfiles.

El 贸rgano microbioma

Descubrir dicha consistencia en el microbioma nos indica que la funci贸n es m谩s relevante que la composici贸n. Por lo tanto, la ciencia moderna del microbioma ha pasado a considerarlo un 贸rgano, un grupo de tejidos o c茅lulas adaptadas para funciones espec铆ficas. La composici贸n celular detallada puede variar sin perjudicar su prop贸sito general y al igual que otros 贸rganos, el microbioma cuenta con su propia fisiolog铆a y patolog铆a asociadas. En su conjunto, el 贸rgano microbioma intestinal conecta la dieta, el animal hu茅sped y el ambiente (Figura 2).

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Fig. 2. El 贸rgano microbioma intestinal conecta la dieta, el animal hu茅sped y tambi茅n el ambiente.

Ello se debe a que el microbioma convierte los componentes no absorbidos del alimento en miles de metabolitos primarios y secundarios. Algunos de estos metabolitos son directamente ben茅ficos, mientras que otros son potentes biomol茅culas que se absorben en el flujo sangu铆neo y comunican con las funciones sist茅micas del ave. Otros metabolitos se excretan en la cama o se liberan a la atm贸sfera. Tratar el microbioma como un 贸rgano reduce la complejidad. En vez de interpretar cientos de especies, centramos nuestros esfuerzos en un peque帽o n煤mero de funciones clave (ej: las v铆as metab贸licas) que conducen directamente a los mecanismos reconocidos por crear valor para la avicultura. Este cambio de enfoque y mentalidad abre enormes posibilidades a nuevos modos de acci贸n que aportan consistencia al microbioma.

Entre las oportunidades inmediatas se incluye optimizar la utilizaci贸n del carbono y el nitr贸geno del microbioma, que afectan la resiliencia del hu茅sped a la disbiosis ent茅rica, la homeostasis inmunoinflamatoria y las emisiones de nitr贸geno. Otras oportunidades incluyen la mejora del comportamiento de los animales, la calidad de la carne, la eficacia de las vacunas e incluso nuevas terapias, apenas para citar algunas.

La coccisiosis cl铆nica聽o subcl铆nica puede聽afectar el microbioma de聽las aves

En la avicultura una herramienta para el聽control de la coccidiosis son las vacunas聽disponibles en el mercado. Su utilizaci贸n聽es una pr谩ctica frecuente en especial en聽pollos de mayor edad y peso.聽En tanto en el 谩rea de ponedoras聽livianas y reproductoras pesadas el uso de聽vacunas de coccidia tambi茅n son frecuentes聽en la pr谩ctica.聽Expuesto esto, la estrategia de control聽de coccidiosis con vacunas est谩 establecida en聽nuestro medio, siendo una herramienta excelente聽en el control de coccidiosis.

Algunos estudios muestran por ejemplo que la聽microbiota puede ser diferente en pollos vacunados聽versus los no vacunados (C. Orso, T. B. Stefanello聽et. al., 2021)聽Tener un dominio m谩s preciso de la salud de聽la mucosa intestinal y de su microbiota puede ser聽la llave de resultados excelentes. Ciertas soluciones聽desarrolladas en este 煤ltimo tiempo pueden聽ayudar a mejorar los resultados producidos en聽las estrategias de control de coccidiosis, y聽en el mantenimiento de un correcto balance聽del microbioma intestinal.

En busca de un director de orquesta

El abandono de los aditivos farmacol贸gicos para聽alimentos balanceados ha cambiado la visi贸n del聽sector sobre la funcionalidad intestinal. La reducci贸n聽del uso de antibi贸ticos ha llevado a los nutricionistas聽y veterinarios a adoptar las caracter铆sticas del聽microbioma como una herramienta m谩s que como聽una limitaci贸n.

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La experiencia adquirida en Europa, Am茅rica,聽as铆 como tambi茅n en un grupo creciente de pa铆ses聽y productores pioneros en todo el mundo ha demostrado聽que los sistemas de producci贸n av铆cola de alta聽calidad siguen siendo viables.聽Estos enfoques han apalancado con 茅xito los聽conceptos cient铆ficos de la taxonom铆a microbiana intestinal. Sin embargo, como ya se sabe, la composici贸n聽microbiana es muy variable y tambi茅n lo son聽muchos de los productos actuales destinados a la聽funcionalidad intestinal.

Las soluciones basadas en聽la taxonom铆a se enfrentan a limitaciones inherentes聽a su consistencia.聽Aprovechar las funciones metagen贸micas estables聽del microbioma es la nueva frontera en el 谩rea聽de la zootecnia.聽En lugar de cambiar de m煤sicos, nuestro聽objetivo es afinar la m煤sica. No se buscan nuevos聽microorganismos, en su lugar buscamos un director聽de orquesta que dirija la funci贸n del microbioma para聽beneficio de nuestros clientes.

Art铆culo publicado en 鈥Los Avicultores y su Entorno Octubre Noviembre 2023

Source: bmeditores.mx

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