Interação entre a microbiota intestinal e o animal

Um suíno adulto tem uma área de aproximadamente 300 m² de mucosas, o que é muitas vezes maior do que a área de pele, a qual é, aproximadamente 2 m². Adicionalmente, em contato com a mucosa está uma diversa população de microrganismos, como vírus, bactérias e fungos, que compõem a microbiota. Dessa forma, considerando que o trato gastrintestinal (TGI) representa a maior interface entre o organismo suíno e o meio externo e que a sua superfície mucosa também é colonizada por grandes populações de microrganismos que compõe a microbiota intestinal (MI), este passa a ser o lar comensal mais abundante no organismo dos animais (Belkaid and Naik, 2013) que desempenha importante papel no sistema imune.

A MI desempenha um papel fundamental na indução, regulação e função do sistema imunológico sendo que a evolução do sistema imunitário dos mamíferos coincidiu com a aquisição por transmissão de uma microbiota complexa, demonstrando uma relação simbiótica entre o sistema imune do hospedeiro e a sua microbiota comensal. Uma comunicação dinâmica e auto-reforçada garante que a colonização comensal ocorra como um estado de mutualismo, cujo colapso pode resultar em doenças inflamatórias crônicas, incluindo autoimunidade, alergias e síndromes metabólicas (Figura 1). Por outro lado, a modulação seletiva da microbiota apresenta imenso potencial terapêutico para reforçar a imunoterapia tumoral, a vacinação e a resistência a patógenos (Belkaid and Harrison, 2017).

Os microrganismos comensais que constituem a MI estabeleceram uma relação cuidadosamente sintonizada com o sistema imunológico para permitir a coexistência pacífica (Geuking and Burkhard, 2020). A interação entre MI e o hospedeiro é possível graças a produção de metabólitos microbianos que são pequenas moléculas produzidas como produtos intermediários ou finais do metabolismo da microbiota. É através deles que exercem esse importante papel na regulação e funcionamento do sistema imunológico contribuindo para a homeostase (Lavelle and Sokol, 2020).

Apesar da separação anatômica da microbiota e do sistema imunológico estes metabólitos bacterianos são detectáveis nos tecidos periféricos, após a colonização comensal e ao chegar na circulação impactam o desenvolvimento e o ajuste funcional do sistema imunológico do hospedeiro, de forma que, a detecção tônica de metabólitos na corrente sanguínea pode contribuir para o estado estacionário da hematopoiese (Maslowski et al., 2009).

Além disso, sistemas bem regulados são ao mesmo tempo alertas e responsivos aos perigos reais, mas tolerantes e não responsivos a agentes com pouca ou nenhuma patogenicidade, porém, alterações da microbiota intestinal podem causar respostas imunes desreguladas da mucosa levando ao aparecimento de doenças inflamatórias (Amoroso et al., 2020).

Como a MI desempenha papel relevante na saúde dos suínos, há interesse na manipulação da sua composição visando promover uma comunidade bacteriana potencialmente mais protetora. Neste contexto, o uso de posbióticos, que são produtos bioterapêuticos contendo microrganismos inanimados, componentes celulares derivados de microrganismos e/ou seus metabólitos (Salminen et al., 2021) se apresenta como importante ferramenta por permitir atuação sobre a mucosa e MI, trazendo benefícios ao hospedeiro, mimetizando uma situação de eubiose e fazendo com que as respostas imunológicas sejam adequadas aos desafios (Mosca et al., 2022).

Sendo inanimados, sua eficácia não depende da viabilidade celular, podendo ser usados em combinação com antimicrobianos sem perder eficácia, são menos sensíveis às condições ambientais, resultando em uma vida útil mais longa e permitindo armazenamento e transporte em temperatura ambiente (Aguilar-Toalá et al., 2018; Warda et al., 2021).

Acredita-se que a eficácia dos posbióticos seja derivada de interações entre o hospedeiro e os produtos gerados pelo microbioma (material genético dos microrganismos que compõe a microbiota) durante o crescimento microbiano após alterações causadas pelo posbiótico. Esses produtos incluem metabólitos microbianos, proteínas, lipídios, carboidratos, vitaminas, ácidos orgânicos, componentes da parede celular ou outras moléculas complexas (Aguilar-Toalá et al., 2018).  Dois dos principais mecanismos pelos quais os posbióticos podem apresentar benefício clínico (Figura 2) são modulação do sistema imunológico e melhoria na função de barreira intestinal (Izuddin et al., 2020). Além desses mecanismos, os posbióticos podem agir estimulando a produção de muco (Gao et al., 2019) e através de mudanças no microbioma.

Estudos feitos em humanos comprovam a eficácia dos posbióticos no aumento da função imune e melhoria na qualidade de vida por meio da melhora na função imune do T helper 1 (Th1), que resulta em imunidade celular protetora frente a agentes infecciosos intracelulares como vírus, micobactérias e fungos (Hirose et al., 2006), e redução das citocinas relacionadas a  T helper 2 (Th2) (Ou et al., 2011).

Também têm sido associados a atividades imunomoduladoras desempenhando papel na manutenção da integridade da barreira da mucosa intestinal e antagonizando patógenos com agentes antimicrobianos compostos, estimulando o sistema imunológico inato e adaptativo (De Marco et al., 2018). Alguns dos possíveis mecanismos de ação dos posbióticos na modulação do sistema imunológico são apresentados na Figura 3.

Estudo feito em suínos demonstrou o efeito benéfico de posbióticos na modulação do sistema imune. O ácido lipoteicóico produzido por L. plantarum inibiu a resposta inflamatória em células epiteliais intestinais induzida por patógeno viral e possibilitou redução nos níveis de interleucina 8 (IL-8) (Kim et al., 2021, 2017).

Em frangos de corte os posbióticos também diminuíram os níveis de IL-6 e IL-1ß e aumentaram os níveis das proteínas de junção de oclusão, ocludina e claudina-1, indicando suas atividades anti-inflamatórias e papel protetor na função de barreira (Chuang et al., 2021).

Os estudos visando avaliar o efeito imunomodulador dos posbióticos são recentes e demonstram que este efeito depende principalmente de sua capacidade de regular diferencialmente a produção de anti-inflamatórios e citocinas pró-inflamatórias e o equilíbrio de Th1 e Th2. Eles podem regular eficazmente a expressão genética das células imunológicas impulsionando assim a diferenciação do sistema imunológico. Além disso, posbióticos podem exercer um efeito significativo na autofagia, influenciando assim resposta imune do hospedeiro (Liu et al., 2022).

Os posbióticos se mostram como eficientes aliados na melhoria do status de saúde dos animais, permitindo que possam lidar melhor com os desafios dos sistemas modernos de criação. Neste contexto, os posbióticos como o 4774XPC^® Ultra e o Dia-V^® Nursery se destacam, pois agem tanto no hospedeiro, melhorando sua resistência contra enfermidades, como na microbiota, favorecendo a eubiose, reduzindo a população de bactérias patogênicas e a patogenicidade dos microrganismos. Suas propriedades anti-inflamatória, imunomoduladora e antimicrobiana têm papel essencial, permitindo que o hospedeiro tenha a resiliência para enfrentar situações que geram disbiose, inflamação e a doença, quer seja no intestino ou no trato respiratório. Dentre estas ações, merece destaque a capacidade imunomoduladora. Muitos estudos conduzidos com posbióticos Diamond V^® demonstraram que estes produtos melhoram as respostas vacinais, o que é extremamente valioso para a suinocultura, pois há vacinas que são aplicadas em fases precoces e em momentos de muito estresse, como é o caso do desmame.

Texto elaborado por Prof. Geraldo Camilo Alberton, Daiane Gullich Donin, Andrea Panzardi, gerente de Produtos Aditivos suínos da Cargill e Alexandre da Rocha, Consultor técnico de aditivos da Cargill.