Czytaj ten artykuł w: Żywienie

Mikrobiota a produkcja trzody chlewnej - na jakim etapie są działania w zakresie mikrobiomu? - część 3

Czytelnik powinien mieć świadomość, że w badaniach nad mikrobiomem korelacja nie oznacza związku przyczynowego.

Pomysł manipulowania mikrobiotą w celu uzyskania korzyści dla ludzi i zwierząt nie jest nowy. Transplantacja mikrobioty kałowej została po raz pierwszy zastosowana do kontroli infekcji Clostridioidium dificille u ludzi w 1958 roku! Ale jak możemy wykorzystać modulację mikrobioty (lub inżynierię mikrobiomu) w produkcji świń?

Próba modulacji mikrobioty zaczyna się od założenia, że występuje dysbioza (zaburzenie równowagi społeczności mikrobiotycznych prowadzące do stanu chorobowego). Jednak do tej pory nie ma zgody co do definicji (lub sposobu definiowania) zdrowej mikrobioty. Jak omawialiśmy w naszych poprzednich artykułach, istnieje tak wiele różnic między osobnikami (i w ich obrębie), że jest to bardzo trudne zadanie. Wiemy na przykład, jak wygląda świnia z biegunką. Istnieje ścisła definicja kliniczna (zwiększona częstotliwość defekacji i objętość kału spowodowana zwiększoną zawartością wody). Jakkolwiek prosto by to nie brzmiało, nauka o mikrobiomie jest wciąż w powijakach i wciąż brakuje ogólnej definicji zdrowej mikrobioty. Jednakże sugeruje się, że cechą charakterystyczną zdrowia mikrobioty nie jest odpowiedź na perturbacje, ale odporność po perturbacjach.

Czekajcie, co?

Rysunek 1 – Hipotetyczny schemat przedstawiający odpowiedź mikrobioty na zaburzenie. 1) Zdrowe osobniki mają normalny stopień zróżnicowania mikrobioty, który nie prowadzi do choroby (jest to określane mianem eubiozy), 2) Perturbacja (np. stres cieplny) może prowadzić do niestabilności mikrobioty, powodując chorobę. 3) Odporna mikrobiota powróci do stanu podobnego do tego sprzed perturbacji, gdzie nie ma choroby. 4) Mikrobiota, która nie jest odporna, nie "odbije się" od dna, co spowoduje dysbiozę i przedłużający się stan chorobowy.

Rysunek 1 ilustruje to graficznie. Odporność mikrobioty to zdolność mikrobioty do powrotu do stanu zbliżonego do zdrowego stanu sprzed zakłóceń. Mikrobiota, która nie jest odporna ma tendencję do pozostawania w stanie zaburzonym, co wiąże się z podatnością na choroby (np. zakażenie C. dificille u świń i ludzi). Dlatego też, "modulacja" mikrobioty lub "manipulacja" często ma na celu poprawę ogólnej odporności społeczności mikrobiologicznej. W przemyśle trzody chlewnej pojawiło się wiele interwencji modulacyjnych, które mają na celu względne rozmieszczenie gatunków/ szczepów bakterii, rzeczywistą liczbę bakterii, ich aktywność metaboliczną lub ich interakcje z gospodarzem. Są one w dużej mierze oparte na składnikach diety /prebiotykach, probiotykach, postbiotykach. Inne technologie są rozwijane do etapu komercyjnego, takie jak transplanty i bakteriofagi. Dostępne są bazy danych zawierające wskazówki dotyczące tego, jakie strategie mają dowody na ich skuteczność w zwalczaniu danych chorób u ludzi (np. http://www.probioticchart.ca). Niestety, nie ma takiego odpowiednika (jeszcze) dostępnego dla gatunków weterynaryjnych. Jak więc wygląda sytuacja z wykorzystaniem strategii modulacji mikrobioty w produkcji świń?

Po pierwsze, są dwa ważne aspekty, od których należy zacząć tę dyskusję:

Punktowe zmiany w składzie mikrobiomu często występują naturalnie (np. cykle dzień/noc, zwiększony wysiłek fizyczny, wydarzenia stresowe). Są one normalne i przewidywalne.
Zmiany składu są pozbawione znaczenia bez działania przyczynowego.

Skuteczna zmiana składu mikrobioty wymaga znacznego wysiłku, albo poprzez wielokrotne bodźce (codzienne leczenie przez pewien czas), albo znaczny pojedynczy bodziec (leczenie dużym bolusem). Czytelnik powinien być jednak świadomy, że w badaniach nad mikrobiotą korelacja nie oznacza związku przyczynowego. Trudno lub wręcz niemożliwe jest wnioskowanie o związku przyczynowym w oparciu o dane obserwacyjne (badania opisujące zmiany w składzie mikrobiomu jelitowego po interwencji). Ten typ badań jest zdecydowanie najczęściej wykonywany, prawdopodobnie dlatego, że stosowana metodologia jest obecnie łatwo dostępna. Chociaż badania te nie powinny być ignorowane, ponieważ dostarczają ważnych danych wstępnych dotyczących badanej interwencji, nie dostarczają danych potwierdzających związek przyczynowy. Złotym standardem dla uzyskania takich danych są uproszczone modele (np. modele komórkowe lub mysie), w których można kontrolować wiele czynników jednocześnie. Są one kosztowne i czasochłonne, dlatego wiele działań nie jest w pełni ocenianych, pozostawiając przemysłowi dane oparte jedynie na korelacji. Sugeruje się, że ta bariera może być najważniejsza do pokonania zanim uwolnimy pełną moc modulacji mikrobioty dla wydajności i zdrowia zwierząt. Jednak przyszłość jest jasna dla tych, którzy chcą inwestować i badać!