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A resistência bacteriana aos antibióticos é um problema global. Um uso massivo de antibióticos na produção suína industrial é uma das causas do actual aumento de bactérias resistentes. As infecções intestinais, em particular, precisam de grandes quantidades de antibióticos, é por isso que a melhoria da saúde intestinal dos porcos pode ter um grande impacto no consumo de antibióticos.
A vida microbiana nos intestinos tem um papel chave na saúde intestinal
A saúde intestinal depende de muitos factores tais como a digestão e a absorção de nutrientes, as doenças gastro-intestinais e a composição da microbiota. A microbiota intestinal é uma comunidade complexa e dinâmica de mais de 1000 espécies diferentes, sendo fundamental para a saúde intestinal dos mamíferos. A microbiota tem o potencial de modular muitos dos factores que afectam a saúde. A maioria das bactérias oferecem grandes benefícios ao hóspede, incluindo a degradação de nutrientes, a activação de genes do hóspede, que estão envolvidos na absorção de nutrientes, a suplementação de vitaminas, o desenvolvimento imunitário e a prevenção da colonização por agentes patogénicos. Devido a tudo isto, manter uma composição equilibrada destes habitantes do intestino, é uma chave importante para o controlo da saúde intestinal.
A colonização do intestino depende de uma grande variedade de factores genéticos e ambientais, que fomos começando a conhecer recentemente. É necessário aprofundar conhecimentos sobre como se controla a colonização, bem como os mecanismos moleculares em que se baseia, para poder modular a microbiota e o benefício da saúde intestinal.
A genética é importante para controlar os microorganismos que habitam no intestino
A genética pode regular a colonização bacteriana e, em particular, uma variação natural do gene α1,2-fucosiltransferasea 1 (FUT1) parece ter um papel importante. O polimorfismo de FUT1 controla as infecções por E. coli enterotoxigénica com fímbrias F18 (ETEC F18) (Meijerink et al. 2000). O ETEC F18 é responsável por uma grande parte das infecções intestinais, particularmente em porcos recém-desmamados. Um melhor conhecimento sobre a forma em que esta variação genética melhora a saúde intestinal poderá ser muito importante e ajudar a reduzir o uso de antibióticos na produção suína.
FUT1 controla o agrupamento de estruturas importantes para a colonização bacteriana
O FUT1 é uma enzima que intervém na formação de glúcidos específicos. Todas as células têm moléculas de reconhecimento específico na sua superfície que lhes permitem interagir com outras células. Geralmente, estas moléculas são açúcares específicos que estão unidos a proteínas ou lípidos determinados. Esses açúcares também são muito importantes para a vida microbiana no intestino e servem tanto como pontos de fixação dos microorganismos à parede intestinal como de fonte nutricional para os microorganismos (Fig. 1). Uma mudança na disponibilidade destes açúcares pode muito bem ter consequências fatais para algumas bactérias.
Figura 1: As interacções entre bactérias e glicanos são importantes para a colonização do intestino, já que as moléculas da bactéria aderem às células do hóspede através de glicanos específicos.
Um estudo recente da nossa equipa mostrou que uma variante específica do gene FUT1 controla a expressão de certos glúcidos com fucose, no intestino (Hesselager et al. 2016). Estas estruturas de glúcidos específicas são também conhecidas como antigénios do grupo histo-sanguíneo, tendo sido previamente observado que afectam a fixação das bactérias (Gagneux and Varki 1999), mas o que não tinha sido nunca demonstrado é que estes açúcares específicos estivessem ligados às proteínas das células intestinais. Como tal, as nossas descobertas corroboram que a cadeia fucose-açúcares-proteínas proporciona oportunidades importantes para manipular a colonização bacteriana do intestino.
A selecção genética pode melhorar a saúde intestinal do porco?
Estabelecemos uma sucessão de eventos que relacionam uma variação genética natural com mudanças específicas nas moléculas de açúcares intestinais, que por sua vez têm um impacto directo na saúde e susceptibilidade a agentes patogénicos (Fig. 2). Este conhecimento abre a porta a uma melhor compreensão de como a genética pode influenciar a saúde intestinal e como este conhecimento pode melhorar a saúde dos porcos através da selecção genética.
Figura 2: A sucessão de eventos que relaciona uma variação conhecida do gen FUT1 com mudanças nas moléculas de açúcar no intestino e com alterações na colonização intestinal e susceptibilidade a agentes patogénicos.
A variação genética de FUT1 proporciona resistência a ETEC F18, no entanto, tendo em conta que os açúcares intestinais são usados frequentemente como pontos de fixação de outros microorganismos ou como fonte nutricional, há outros microorganismos com papéis importantes na saúde animal que também podem ser afectados. Isto significa que, para compreender plenamente o impacto desta variante genética sobre a saúde intestinal, é necessário ampliar o conhecimento sobre como é afectada a colonização de outras bactérias e, particularmente, das que compõem a microbiota saudável do intestino.
Como conclusão, a selecção genética proporciona uma ferramenta potente para melhorar e manter a saúde intestinal na produção suína industrial e, no futuro, pode constituír uma alternativa mais sustentável à grande necessidade de antibióticos que há actualmente.
