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Genética del huésped del microbioma entérico y resiliencia a las enfermedades
01 December 2021
La rentabilidad depende de muchos componentes diferentes de la producción porcina. Se ha sugerido que la cantidad de cerdos de valor total vendidos en las operaciones porcinas puede ser el factor más importante que afecta la rentabilidad (Boyd, 2012).
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Chad Bierman, PhD, Genetista, Genesus Inc.
La mortalidad de los cerdos es un gran contribuyente al número de cerdos vendidos, y la enfermedad porcina juega un papel importante no solo en la mortalidad de los cerdos, sino también en la calidad de los cerdos. Investigaciones adicionales coinciden en que las enfermedades en la producción porcina continúan reduciendo la producción y reduciendo la rentabilidad (VanderWaal y Deen, 2018).
Los tratamientos son costosos y las vacunas no son 100% efectivas. Entonces, parecería beneficioso el que los cerdos posean un mayor mérito genético para la resistencia a los desafíos de la enfermedad, al verse menos afectados o al recuperarse más rápidamente de la infección causada por la enfermedad. El impacto económico de la enfermedad es alto (Cornelison et al., 2018), y la introducción de métricas de resiliencia en el objetivo de la cría de cerdos aumentará las ganancias del productor.
Una oportunidad para influir en la resistencia a las enfermedades radica en el estudio de la comunidad microbiana del sistema entérico porcino, también conocido como microbioma intestinal porcino. Según lo revisado por Kamada y sus colegas (2013), existe una intrincada red de relaciones beneficiosas entre el microbioma entérico, el cerdo en sí y el entorno entérico. Esta red apenas ha comenzado a explorarse.
Los factores externos pueden afectar el tipo y tamaño de las poblaciones microbianas presentes, y esos factores pueden alterar la aptitud de cualquiera de ellos si las relaciones se desequilibran. Por ejemplo, la nutrición alterada y la administración de antibióticos pueden alterar la red microbiana y pueden conducir a la colonización intestinal por patógenos dañinos en un ambiente que alguna vez estuvo equilibrado por bacterias beneficiosas. Por lo tanto, una mayor comprensión de cómo los microorganismos contribuyen a la salud y el bienestar del cerdo es útil para combatir los desafíos de las enfermedades.
Un área de interés relacionada con el microbioma es cuantificar el control genético del huésped (cerdo) sobre la composición del microbioma e identificar las relaciones entre la composición y la resistencia a la enfermedad. Estudios anteriores han identificado variaciones entre el tipo y la abundancia de bacterias presentes:
• Estelle y colegas (2014) identificaron un componente hereditario de la abundancia de ciertos tipos de bacterias entre individuos, que van desde muy baja (0.0) a muy alta (0.82), según el tipo de género. Las estimaciones de heredabilidad distintas de cero sugieren que los genes del cerdo, de hecho, juegan un papel en la composición del microbioma.
• Posteriormente, Chen et al. (2018) informaron en una estimación independiente, con estimaciones de heredabilidad que van hacia arriba hasta 0,56 para la abundancia bacteriana.
• Además, el grupo de Estelle identificó fuertes correlaciones genéticas entre ciertos tipos de géneros, lo que sugiere relaciones simbióticas entre ellos.
• Evidencia adicional de la influencia microbiana en el rendimiento sugiere que el microbioma vaginal puede tener un mayor impacto en el rendimiento reproductivo (mortalidad antes del destete y número de lechones destetados) que la genética del hospedador (Sanglard et al., 2000).
En conjunto, estos hallazgos sugieren la importancia potencial del microbioma en la configuración de los fenotipos y el papel genético del huésped (cerdo) en la composición del microbioma.
Con la evidencia de que la genética del huésped juega un papel en la composición de las poblaciones microbianas entéricas, un próximo paso relevante es considerar la selección genética para la composición del microbioma favorable para la salud y la productividad de los porcinos.
Existe evidencia preliminar de que los rasgos de inmunidad medidos a partir de la composición de la sangre se correlacionan genéticamente con el tipo de microbiota presente (Estelle et al., 2014).
El microbioma también se ha visto implicado en afectar la eficacia de la respuesta a la vacuna. La variación genética individual se ha documentado en poblaciones humanas y de ratones, así como entre poblaciones humanas segregadas geográficamente (Lynn y Pulendran 2017). Un ejemplo porcino reciente también planteó la hipótesis de la influencia del microbioma intestinal en la eficacia de la vacuna (Munyaka et al., 2020), donde confirmaron una relación fenotípica al vincular la respuesta de la vacuna de Mycoplasma hyopneumoniae a la composición del microbioma previa a la vacunación. En sus hallazgos, la abundancia de ciertos tipos de géneros podría predecir mejor los resultados de las vacunas que otros.
Estos resultados, junto con la evidencia de la influencia genética del huésped en el microbioma intestinal porcino, sugieren una oportunidad real para mejorar aún más la resistencia natural a las enfermedades a través de la selección genética para un microbioma intestinal porcino favorable.
Genesus se unió a esta búsqueda a través de su participación en el Proyecto de Investigación Aplicada a Gran Escala “Genome Canada 2014”. Con respecto a la investigación del microbioma hasta la fecha, las medidas del microbioma en cerdos jóvenes podrían potencialmente predecir los resultados de la respuesta a la vacuna, que posteriormente se relacionan con la inmunidad y la posible susceptibilidad a enfermedades.
Referencias:
Boyd, 2012. Integrating Science into Practice and Getting it Right. Agri Stats Inc., March 2011 report.
Chen C., Huang X., Fang S., Yang H., He M., Zhao Y. and Huang L. 2018. Contribution of Host Genetics to the Variation of Microbial Composition of Cecum Lumen and Feces in Pigs. Frontiers in Microbiology. 9:2626. doi: 10.3389/fmicb.2018.02626
Cornelison A.S., Karriker L.A., Williams N.H, Haberl B.J., Stalder K.J., Schulz L.L., Patience J.F. 2018. Impact of health challenges on pig growth performance, carcass characteristics, and net returns under commercial conditions, Translational Animal Science, 2(1):50-61. https://doi.org/10.1093/tas/txx005
Estelle J., Mach N., Ramayo-Caldas Y., Levenez F., Lemonnier G., Denis C., Dore J., Larzul C., Lepage P., Rogel-Gaillard C. and the Sus_Flora consortium. 2014. The influence of host’s genetics on the gut microbiota composition in pigs and its links with immunity traits. Proceedings, 10th World Congress of Genetics Applied to Livestock Production.
Kamada, N., Chen, G., Inohara, N., Nunez G. 2013. Control of pathogens and pathobionts by the gut microbiota. Nature Immunology 14, 685–690. https://doi.org/10.1038/ni.2608
Munyaka PM, Blanc F, Estellé J, Lemonnier G, Leplat JJ, Rossignol MN, Jardet D, Plastow G, Billon Y, Willing BP, Rogel-Gaillard C. 2020. Discovery of Predictors of Mycoplasma hyopneumoniae Vaccine Response Efficiency in Pigs: 16S rRNA Gene Fecal Microbiota Analysis. Microorganisms. 8(8):1151. doi: 10.3390/microorganisms8081151.
Sanglard L.P., Schmitz-Esser S., Gray K.A., Linhares D.C.L., Yeoman C.J., Dekkers J.C.M., Niederwerder M.C., Serao N.V.L. 2019. Investigating the relationship between vaginal microbiota and host genetics and their impact on immune response and farrowing traits in commercial gilts. Journal of Animal Breeding and Genetics. 00: 1–19. https://doi.org/10.1111/jbg.12456
VanderWaal K. and Deen J. 2018. Global trends in infectious diseases of swine. Proceedings of the National Academy of Sciences. 115(45) 11495-500.
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