Modulación de la microbiota y reducción de la virulencia de S. Suis ¿Que mecanismo podría haber detrás?

En la producción porcina actual Streptococcus suis se ha convertido en una importante causa de prescripción de antimicrobianos. Con una prevalencia de granjas infectadas cercana al 100 %, es uno de los patógenos bacterianos más importantes del cerdo además de suponer un riesgo zoonótico, un importante costo económico, así como un problema de bienestar animal. A este desafío se une el creciente control de las prescripciones veterinarias y del uso de antimicrobianos, incluidas las restricciones aplicadas a la metafilaxia que era utilizada hasta ahora para controlar la aparición de sintomatología, que no la presencia de S. suis.

Existen al menos 33 serotipos de Strep suis. Los serotipos 2 y 9 son los más comúnmente implicados en enfermedades y brotes. Su virulencia se relaciona especialmente con las proteínas mrp, epf, sly y otras, como luxS, que intervienen en la formación de biofilm aumentando su resistencia a los tratamientos y la respuesta inmune. Dentro de cada serotipo existe una gran variabilidad en la cápsula bacteriana y los factores de virulencia, lo que complica el diseño y la eficacia de las vacunas . Corsault y col.,2021 concluyeron que la vacunación de cerdas aumentaba la inmunidad maternal transmitida a los lechones, siendo máxima a los 7 días de vida, pero se veía drásticamente reducida ya al día 18 de vida por lo que no era capaz de proteger a los lechones tras el destete. Debemos por lo tanto, explorar otras herramientas de control.

El papel de la microbiota en la infección por Streptococcus suis

Ya en 1996 se hacía referencia al contacto temprano de los lechones con S. suis durante el momento del parto al entrar en contacto con las secreciones vaginales. Existen estudios sobre como la transmisión de una microbiota desfavorable de la madre a los lechones así como un insuficiente consumo/calidad de calostro afectan al desarrollo de la enfermedad.

Una función crítica de la microbiota es evitar el crecimiento excesivo de posibles patógenos potenciales en condiciones homeostáticas mediante mecanismos de resistencia a la colonización: competencia por nutrientes, producción de compuestos antimicrobianos, o indirectamente estimulando la inmunidad innata y adaptativa del huésped.

La modificación de la microbiota de las heces de la cerda se ha correlacionado con la de la microbiota vaginal y la intervención a nivel de la microbiota intestinal de la cerda llevaba a una mejora de la microbiota vaginal observándose una reducción de Streptococcus a nivel genital. La presencia de una mayor diversidad de la microbiota potencia la presencia de poblaciones bacterianas comensales que compiten por espacio y nutrientes con S. Suis reduciendo la presión de infección y facilitando el control de la enfermedad.

La utilización de soluciones nutricionales que permitan mejorar la microbiota intestinal de la cerda influyendo positivamente en la transmisión vertical de la microbiota al lechón conduciría a una mejor capacidad de respuesta de animal frente a la enfermedad.

Ante estos argumentos se llevó a cabo un estudio de campo en una explotación comercial de 3000 cerdas con un histórico de graves brotes de S. suis que hacían necesarios tratamientos antibióticos continuados para el control de la sintomatología. El objetivo era obtener un mayor conocimiento del mecanismo por el cual una combinación determinada de Ácidos Grasos de Cadena Media (ACGM) y Ácidos Grasos de Cadena Corta (AGCC) administrada al alimento de la cerda y de los lechones genera una mejora de la microbiota intestinal permitiendo una reducción del uso de antibióticos frente a S. suis, tal y como veíamos observando.

Para valorar la evolución de la microbiota se tomaron muestras de heces de las cerdas directamente del recto e hisopos de tonsilas de un grupo de lechones, al que se dio seguimiento desde maternidad y a lo largo del periodo de postdestete, antes del comienzo de la estrategia nutricional y tras 4 meses de su implementación.

Se realizaron las siguientes analíticas:

• Heces (320 muestras): análisis de ratios de determinadas poblaciones bacterianas en madres (laboratorios Masterlab).
• Tonsilas (176 muestras): análisis de serotipos, factores de virulencia y microbiota comensal, mediante el análisis de otros Streptococos spp (S. Hyovaginalis, S. Oralis, S. mitis (En colaboración con el Grupo de investigación BACRESP, Universidad de León)

¿Cómo afectó la incorporación de AGCC y AGCM a la microbiota?

Al inicio del estudio, en las heces de cerdas los ratios entre bacterias presentaban una gran variabilidad en todas las fases productivas ( inicio, mitad y final de gestación y lactancia). Las muestras sucesivas tomadas cada 4 semanas a los mismos animales durante 4 meses mostraron una evolución hacia la estabilidad detectándose al final valores similares en todas ellas.

Como consecuencia de un brote de Influenza a mitad-final del estudio hubo que realizar un tratamiento con amoxicilina a partir de la segunda semana post destete pero, aún con las complicaciones derivadas del brote de gripe. se pudo retirar el tratamiento antibiótico en los lechones hasta los 10 días postdestete, sin aumento significativo de la mortalidad en esas semanas.

Los resultados obtenidos a nivel tonsilar en lechones mostraron claras diferencias frente a los iniciales en presencia de tratamientos antibióticos continuados.

En el caso de S. suis:

• Antes del tratamiento nutricional: aumentaba su detección progresivamente en el tiempo y se pudo detectar la presencia de factores de virulencia gapdh y luxS.
• Después del tratamiento nutricional: se redujo el número de muestras con presencia de S. suis aislada por cultivo y se mantuvo constante en el tiempo durante la toma de muestras . En los casos en los que pudimos caracterizar los factores de virulencia, al principio fueron positivos para los genes gapdh y luxS, pero después dejaron de presentar el gen gapdh. Un aislado fue positivo para epf.

En el caso de las bacterias comensales/ambientales:

• Antes de la incorporación de los AGCM y AGCC: se detectan más bacterias al final del periodo de muestreo.
• Después de la incorporación de los AGCM y AGCC: sucede lo contrario, al detectarse al principio del muestreo y no encontrarse en la última semana de muestreo, seguramente por la acción del tratamiento antibiótico.

Los resultados observados muestran cómo el control de mecanismos de resistencia a la colonización: competencia por nutrientes, producción de compuestos antimicrobianos a través de la modulación de la microbiota fecal de las cerdas y la tonsilar de los lechones parecen influir no solo en la reducción en la presencia de S. suis sino además en la expresión de sus factores de virulencia.