Microbiota y probióticos en veterinaria

Juan Miguel Rodríguez Gómez, Tania Pérez Sánchez, José Luís Balcázar, Susana Martín Orúe, Odón Julián Sobrino Abuja, Alejandro Belanche Gracia, David R. Yáñez-Ruiz

• Editorial: Amazing Books
• Año: 2020
• ISBN:
  9788417403669
• Categoría: Medicina
• Categoría: Medicina veterinaria

Desde los tiempos de Pasteur, la veterinaria llevó la voz cantante en el estudio de las enfermedades infecciosas incluyendo las zoonosis y las enfermedades de transmisión alimentaria, así como también la modulación empírica del a microbiota animal a través de la dieta y de la transferencia de microorganismos. Sin embargo, no es menos cierto que el reciente estudio científico de la microbiota y el microbioma ha sido particularmente intenso en el ámbito de la medicina humana. Afortunadamente, esta situación está cambiando, ya que, tal y como se refleja en los distintos capítulos de este libro, el conocimiento de la microbiota resulta esencial en cualquier ámbito de la veterinaria, desde los animales eminentemente productivos perteneciente a los sectores: porcino, avícola, rumiantes, cunicultura, acuicultura, apicultura, incluidos también los animales de compañía cada vez más presentes en los hogares. El libro tiene el aval de la Sociedad Española de Microbiota, Probióticos y Prebióticos (SEMiPyP) una organización científica multidisciplinar sin ánimo de lucro, fundada en 2010, dedicada al fomento y difusión del conocimiento científico y la investigación, la aplicación clínica y la divulgación sobre microbiota de las regiones corporales, probióticos y prebióticos y su impacto en la salud.

CAPÍTULO 1

PRESENTACIÓN: LA MICROBIOTA Y LOS PROBIÓTICOS EN EL ÁMBITO VETERINARIO

Juan Miguel Rodríguez Gómez

1.1 El intestino, un órgano peculiar

El intestino podría definirse como el «patito feo» de nuestro organismo. A simple vista, parece un órgano triste, gris e incluso decepcionante, resignado a jugar un papel secundario y eminentemente «escatológico». Sin embargo, se trata de una de las partes del cuerpo de los animales, incluyendo por supuesto la especie humana, que más sorpresas está deparando a la comunidad científica en los últimos años, de tal manera que actualmente aparece ante nosotros como un órgano realmente fascinante.

En primer lugar, se trata de un órgano inmenso, por el que pasan continuamente grandes volúmenes de alimentos, sustancias químicas y microorganismos, algunos potencialmente patógenos. Por otra parte, se encarga de llevar a cabo una operación de salvamento notablemente eficaz: el rescate de los nutrientes esenciales existentes en un magma intermitente de alimentos y agua. Para conseguirlo, tiene que conducir este contenido a una velocidad adecuada, aportar diversas secreciones, realizar labores de digestión, absorber los productos digeridos, los electrolitos y el agua, enviar este material hacia el torrente circulatorio y, finalmente, expulsar los productos de desecho.

Por si esto fuera poco, es el anfitrión de una microbiota ciertamente compleja y el principal órgano del sistema inmunitario, realizando una concienzuda labor de muestreo del ambiente entérico y teniendo que mantener un difícil equilibrio: controlar con firmeza los patógenos, tolerar a los comensales y originar respuestas proporcionadas frente a multitud de antígenos con los que tiene contacto. Pero aún hay más; el intestino mantiene un constante intercambio de información con el cerebro y con otros órganos a través de una compleja red de señales nerviosas, metabólicas y endocrinas. El sistema nervioso entérico es un vasto almacén químico en el que están representadas todas y cada una de las clases de neurotransmisores que operan en nuestro cerebro. Su cometido va mucho más allá de la supervisión de los ya de por sí complejos procesos digestivos e incluye la producción de sustancias psicoactivas. El cerebro entérico recibe en todo momento información desde el cerebro, pero nadie le dicta cómo debe trabajar. Es más, el flujo de mensajes intestino-cerebro supera con creces al que se produce en sentido inverso. Todas estas peculiaridades le han conferido el apelativo de «segundo cerebro».

1.2 Una microbiota mutualista

El intestino animal es el hogar de una cantidad casi inconcebible de microorganismos, y sin ellos no seríamos lo que somos. No obstante, nuestra relación con los componentes de la microbiota se describe a menudo como «comensal» (un socio resulta beneficiado mientras que al otro no le afecta ni positiva ni negativamente), lo que refleja nuestra falta de conocimiento o, al menos, una actitud agnóstica hacia las contribuciones de la mayoría de los ciudadanos de esta sociedad microbiana en aras de nuestra salud y bienestar. Realmente, se trata de una relación de mutualismo, ya que ambos socios obtienen beneficios de la relación. Por ejemplo, las bacterias del biorreactor intestinal degradan un variado menú de polisacáridos que, de otra manera, resultarían indigestibles mientras que el hospedador les proporciona un delicioso buffet de polisacáridos en un agradable ambiente anóxico.

En otras palabras, sería más apropiado ver a los animales que nos rodean y a nosotros mismos como un conjunto de muchas especies, en el que nuestro bagaje genético está integrado tanto por los genes animales/humanos propios de cada especie como por los genomas de nuestros socios microbianos (el microbioma). El conjunto del genoma animal/humano y del genoma de los distintos microorganismos que habita en un hospedador constituye el metagenoma. En consecuencia, los animales somos superorganismos cuyo metabolismo representa una amalgama de propiedades microbianas y del propio hospedador¹. De hecho, la microbiota intestinal se comporta como un verdadero órgano ya que: (a) está compuesta por diferentes líneas celulares con capacidad de comunicarse entre ellas y con el hospedador; (b) consume, almacena y redistribuye energía; (c) interviene en transformaciones químicas esenciales para la fisiología del hospedador, y (d) es capaz de mantenerse y repararse por sí misma mediante procesos de autorreplicación. No es de extrañar que el microbioma intestinal (con un número de genes que puede ser más de 100 veces superior al de nuestro genoma) se encargue de toda una serie de funciones que, afortunadamente, nuestras células eucariotas no han tenido que adquirir durante el proceso evolutivo.

La composición de la microbiota intestinal de los animales vertebrados (y, en especial, de la especie humana) ha sido objeto de numerosas investigaciones durante las últimas décadas. Hasta los años 80, el estudio de la microbiota intestinal dependía de la continua mejora en los procedimientos de enriquecimiento y en los sistemas para la generación de ambientes anaerobios. Los aislados se identificaban y caracterizaban mediante la combinación de diversos ensayos fenotípicos. En los últimos años, la nueva generación de técnicas de secuenciación (NGS, Next Generation Sequencing), en combinación con el resto de las denominadas técnicas ómicas, ha complementado y, en cierta forma, revolucionado la visión proporcionada por los procedimientos clásicos basados en el empleo de medios de cultivo. No obstante, las técnicas de cultivo (incluyendo la emergente culturómica) siguen siendo esenciales para entender la adquisición, composición y funciones de nuestra microbiota.

La diversidad presente en el tracto gastrointestinal parece ser el resultado de un férreo proceso de selección y coevolución que actúa a dos niveles: (a) el microbiano, en el que las estrategias individuales de los microorganismos (tasa de crecimiento, utilización de sustratos…) afectan a su aptitud para vivir en un ensamblaje competitivo, y (b) el del hospedador, ya que una funcionalidad subóptima del «cóctel microbiano» puede reducir la aptitud del hospedador². Aquellos consorcios microbianos cuya actividad integrada resulte en un coste para el hospedador provocaran la existencia de menos hospedadores y, en consecuencia, la pérdida de su propio hábitat. Por lo tanto, la diversidad intestinal reflejaría un proceso de selección de bacterias específicas (o, lo que es lo mismo, de sus genomas y sus transcriptomas), cuyo comportamiento colectivo resulte beneficioso para el hospedador y confiera un cierto grado de elasticidad frente a distintos tipos de estrés. Es decir, se promueve activamente la cooperación y la estabilidad funcional del ecosistema intestinal.

1.3 Microbiota en el ámbito veterinario

Desde los tiempos de Pasteur, la veterinaria llevó la voz cantante en el estudio de las enfermedades infecciosas (incluyendo las zoonosis y las enfermedades de transmisión alimentaria) y de la modulación empírica de la microbiota animal a través de la dieta y de la transferencia de microorganismos. Sin embargo, no es menos cierto que el reciente estudio científico de la microbiota y el microbioma ha sido particularmente intenso en el ámbito de la medicina humana. Afortunadamente, esta situación está cambiando, ya que, tal y como se refleja en los distintos capítulos de este libro, el conocimiento de la microbiota resulta esencial en cualquier ámbito de la veterinaria, desde los animales eminentemente productivos (porcino, aves, rumiantes, conejos, abejas...) hasta los animales de compañía y recreo (Figura 1).

Figura 1
Beneficios esperables de un mejor conocimiento de la microbiota animal y del desarrollo de nuevas estrategias para su modulación

1.4 El enfoque «Un mundo, una salud». Aplicación a las resistencias a antibióticos

Los antibióticos han contribuido significativamente a la mejora de la salud animal y a la disponibilidad de alimentos de origen animal a un precio asequible para la población general. Sin embargo, el uso rutinario de los antimicrobianos en la producción animal ha generado preocupación no solo por la posible presencia de residuos en los alimentos, sino, en particular, por el desarrollo y propagación de bacterias resistentes a los antibióticos que pueden comprometer el tratamiento de enfermedades infecciosas tanto en animales como en humanos. En este contexto, se deben desarrollar estrategias para reducir el uso de antibióticos o mitigar sus daños colaterales, especialmente el desarrollo de resistencias y los efectos adversos en la microbiota del huésped³.

El enfoque «Un mundo, una salud», definido como «el esfuerzo de colaboración de múltiples disciplinas, trabajando a nivel local, nacional y global, para lograr una salud óptima para las personas, los animales y nuestro medio ambiente»⁴, reconoce que la salud de las personas está relacionada con la salud de los animales (especialmente la de los animales domésticos) y con un ambiente saludable. Es difícil imaginar un problema que ejemplifique mejor los principios de este enfoque que la resistencia a los antimicrobianos⁵. En este sentido, la posible la transmisión de genes de resistencia a los antibióticos entre la microbiota normal de los animales y la de los seres humanos es un problema eminentemente desconocido que merece ser investigado⁴ (Figura 2). Un ejemplo preocupante es el reciente aislamiento, tanto en humanos como en cerdos, de una cepa de Escherichia coli que porta un gen de resistencia a la colistina⁶. La colistina es un antibiótico de último recurso en la medicina humana, pero su uso ha estado muy extendido en la producción animal (principalmente porcina). En este caso particular, se trata de una resistencia mediada por plásmidos que se documentó inicialmente en China pero que se ha extendido rápidamente por Europa, incluida España, y América del Norte^7-9.

La cantidad de antibióticos utilizados en la producción ganadera mundial se estima en más de 63 000 toneladas por año^10,11, lo que sugiere que el consumo de antibióticos en el sector agropecuario supera notablemente el consumo humano directo. Los informes de la Agencia Europea de Medicamentos¹² sobre ventas de antibióticos para uso en el campo veterinario muestra que España está a l...

Índice

• Cubierta
• Créditos
• Presentación del libro
• Autores
• Título
• Sumario
• Introducción
• Prólogo
• Capítulo 1 Presentación: La microbiota y los probióticos en el ámbito veterinario
• Capítulo 2 Microbiota y estrategias biológicas de control en acuicultura
• Capítulo 3 Microbiota y probióticos en ganado porcino
• Capítulo 4 Microbiota y probióticos en veterinaria en el contexto de las resistencias antimicrobianas
• Capítulo 5 Microbiota y probióticos en rumiantes