Potencial antimicrobiano das bacteriocinas em produção suína

O uso rotineiro dos antibióticos em pecuária contribuiu para um aumento das resistências nos animais, que potencialmente podem ser transmitidas a seres humanos. Actualmente esão a ser realizadas investigações para identificar compostos antimicrobianos alternativos para usar em produção animal. Vários estudos, na sua maioria in vitro, proporcionaram provas que indicam que as bacteriocinas, que são péptidos antimicrobianos de origem bacteriana, podem ser alternativas prometedoras aos antibióticos convencionais na produção de aves e porcos. Esta revisão proporciona uma actualização sobre as bacteriocinas e o seu potencial de uso na indústria suína.

Agentes Patogénicos suínos

• A diarreia pós-desmame é responsável por importantes perdas económicas na indústria suína. A E. coli enterotoxigénica (ETEC) é a principal causa desta doença entérica nos porcos, sendo responsável por aproximadamente 50% da mortalidade dos leitões. Al Atya et al. demostraram que a combinação de colistina com bacteriocinas (nisina, enterocina) procedentes de bactérias de ácido láctico aumenta a sua actividade antibacteriana in vitro contra as culturas planctónicos e de biopelícula de E. coli. Sugeram que a colistina interrompe a membrana externa de E. coli actuando sobre o lipopolissacárido, abrindo o caminho para a acção sub-seguinte das bacteriocinas. As colicinas, um tipo de bacteriocinas activas contra E. coli, foram investigadas como uma possível alternativa aos antibióticos na produção suína. A colicina E1 inibe o crescimento de estirpes de E. coli que causam diarreia pós-desmame e edema em porcos, como se mostra in vitro. Além disso, Cutler et al. demonstraram que adicionando colicina E1 na dieta dos leitões diminuiu a incidência e a gravidade da diarreia experimental pós-desmame induzida por uma estirpe enterotoxigénica de E. coli e melhorou o crescimento dos leitões. Também utilizaram uma análise da expressão génica (IL-β, TNF-β) para demonstrar que a resposta inflamatória que ocorre nos tecidos ileais que conduz à diarreia se reduziu. Estes resultados prometedores indicam que o uso de colicinas pode ter um impacto positivo na inoquidade dos alimentos já que E. coli enterotoxigénica é considerada um agente patogénico importante transmitido pelos alimentos.
• Haemophilus parasuis: Teixeira et al. informaram sobre o isolamento de uma bacteriocina de baixa massa molecular de uma estirpe de referência de B. subtilis subsp. Spizezinii (ATCC 6633). A bacteriocina foi altamente eficaz contra aproximadamente metade das estirpes de H. parasuis testadas e pode ser uma alternativa potencial aos antibióticos para controlar as infecções causadas por este agente patogénico.
• Streptococcus suis: a estirpe produtora de nisina L. lactis subsp. Lactis ATCC 11404 exerce actividade antagonista contra S. suis, o que sugere que esta espécie bacteriana pode representar um probiótico de interesse para o controlo das infecções por S. suis. Além disso, todos os isolamentos de S. suis testados eram susceptíveis a nisina purificada, com valores de MIC que oscilavem entre 1,25 e 5 μg / ml. Quando se combinou a nisina com antibióticos convencionais tais como amoxicilina e ceftiofur, que eram usados de forma frequente para tratar as infecções de S. suis, foram obtidos fortes efeitos sinérgicos. Estes resultados in vitro apoiam o potencial da nisina, um antibiótico com licença como conservante de alimentos, para prevenir as infecções causadas por S. suis em porcos. Recentemente, foi descrita a purificação e caracterização de três lantibióticos, denominados suicinas 90-1330, 3908 e 65, produzidos por três estirpes diferentes de S. suis (serótipo 2). Curiosamente, as três estirpes produtoras não foram virulentas em modelos de infecção rato/porco, e duas delas foram isoladas de porcos portadores sãos. Recentemente investigou-se a distribuição dos grupos de genes de suicina no serótipo 2 de S. suis pertenecentes à sequência tipo (ST) 25 e ST28, as duas ST dominantes na América do Norte. Os grupos de genes que codificam a suicina 65 (sobretudo em estirpes ST25) e, em menor medida, a suicina 90-1330 (exclusivamente em estirpes ST28) são os mais frequentes. Dado que as três suicinas são bactericidas para estirpes altamente virulentas de ST1 S. suis, que se encontram principalmente na Euroásia, o uso de preparações de bacteriocinas semi-purificadas ou a estirpe produtora de bacteriocinas pode representar uma estratégia valiosa para controlar as infecções por S. suis e reduzir o uso de antibióticos na indústria suína.
• Em 2012, Riboulet-Bisson et al. avaliaram o impacto da administração de Lactobacillus salivarius e, mais especificamente, o efeito da produção de bacteriocina por esta bactéria sobre a microbiota intestinal de porcos sãos. A estirpe UCC118 de L. salivarius é uma bactéria probiótica bem conhecida de origem humana que produz uma bacteriocina de classe IIb de amplo espectro. A administração de L. salivarius produtor de bacteriocina produziu a modulação da população bacteriana Gram-negativa da microflora intestinal, diminuindo os níveis de Bacteroidetes e Spirochaetes. Este efeito não foi observado com um mutante que carecia de produção de bacteriocina. Ainda que os membros destes dois phyla sejam maioritariamente comensais, sob certas condições podem converter-se em agentes patogénicos oportunistas em humanos e animais. Por exemplo, Treponema spp. y Bacteroides spp. podem causar colite e diarreia, respectivamente.
• A pediocina é uma bacteriocina de classe IIa de amplo espectro produzida por P. pentosaceus. Casadei et al. investigaram os efeitos in vitro da pediocina A sobre o metabolismo microbiano no intestino delgado e grosso dos porcos. Enquanto que a pediocina A não teve nenhum efeito sobre os parâmetros de fermentação do intestino delgado, reduziu significativamente o crescimento de bactérias prejudiciais incluindo clostridios e coliformes e aumentou a actividade metabólica das bactérias celulolíticas. Sobre a base destas observações, os autores sugeriram que a pediocina A poderia ser uma alternativa para substituir os antibióticos promotores de crescimento e melhorar a produção de animais de exploração.

Conclusões

À medida que mais países desenvolvam políticas que limitem o uso de antibióticos, a necessidade de antimicrobianos alternativos será convertida, provavelmente, na principal força motriz por trás da identificação de novas bacteriocinas e nas provas das existentes. O uso de bacteriocinas semi-purificadas ou bactérias productoras de bacteriocinas na produção animal é um campo com enorme potencial de investigação e comercialização. As bacteriocinas são muito prometedoras para a prevenção e/ou o tratamento de doenças bacterianas e eventualmente podem ser aplicadas como alternativas aos antibióticos.

Ben Lagha A, Haas B, Gottschalk M, Grenier D; Antimicrobial Potential of Bacteriocins in Poultry and Swine Production; Vet Res. 2017 Apr 11;48(1):22. doi: 10.1186/s13567-017-0425-6.