0
Идея регулирования микробиоты на благо людей и животных не нова. Трансплантация фекальной микробиоты была впервые использована для борьбы с инфекцией Clostridioides dificille у людей в 1958 году! Но как мы можем использовать модуляцию микробиоты (или инженерию микробиому) в свиноводстве?
Попытка модулировать микробиоту начинается с предположения о наличии дисбактериоза (дисбаланса микробных сообществ, приводящего к болезненному состоянию). Однако на сегодняшний день нет единого мнения об определении (или о том, как определять) здоровую микробиоту. Как обсуждалось в наших предыдущих статьях, между людьми (и внутри них) так много различий, что это очень сложная задача. Мы знаем, например, как выглядит свинья с диареей. Имеется строгое клиническое определение (увеличение частоты дефекаций и объема испражнений за счет повышенного содержания воды). Как бы просто это ни звучало, наука о микробиоме все еще находится в зачаточном состоянии, и общего определения здоровой микробиоты все еще нет. Однако было высказано предположение, что отличительной чертой здоровья микробиоты является не реакция на расстройство, а устойчивость после него.
Подождите, что?
Рисунок 1 – Гипотетическая диаграмма, изображающая реакцию микробиоты на инсульт. 1) Здоровые животные имеют нормальную степень изменчивости микробиоты, которая не приводит к заболеванию (это называется эубиозом, 2) Расстройство (например, тепловой стресс) может привести к нестабильности микробиоты, вызывая заболевание. 3) Устойчивая микробиота вернется в состояние, подобное тому, которое было до расстройства, когда болезни нет. 4) Неустойчивые микробиоты не «придут в норму», что приведет к дисбактериозу и длительному состоянию болезни.
Рисунок 1 иллюстрирует это графически. Устойчивость микробиоты — это способность микробиоты возвращаться в состояние, похожее на здоровое состояние до расстройства. Неустойчивая микробиота, как правило, остается в нарушенном состоянии, что связано с восприимчивостью к болезням (например, инфекция C. dificille у свиней и людей). Таким образом, «модуляция» или «манипуляция» микробиотой часто направлена на повышение общей устойчивости микробного сообщества. Свиноводство стало свидетелем появления многих модулирующих вмешательств, направленных на относительное распространение видов/штаммов бактерий, фактическое количество бактерий, их метаболическую активность или их взаимодействие с хозяином. Они в значительной степени основаны на пищевых ингредиентах/пребиотиках, пробиотиках, постбиотиках. Другие технологии, такие как трансплантаты и бактериофаги, разрабатываются до коммерческой стадии. Доступны тщательно отобранные базы данных, чтобы предоставить рекомендации относительно того, какие стратегии имеют доказательства своей эффективности против определенных заболеваний человека (например, http://www.probioticchart.ca). К сожалению, такого аналога (пока) нет для ветеринарных видов. Итак, на какой стадии мы находимся в вопросе использования стратегий модуляции микробиоты в свиноводстве?
Во-первых, есть два важных аспекта, чтобы начать обсуждать данный аспект:
- Точечные изменения в составе микробиомы часто происходят естественным образом (например, смена дня и ночи, повышенная физическая нагрузка, стрессовые события). Это нормально и ожидаемо.
- Композиционные изменения бессмысленны без причинных эффектов.
Для эффективного изменения состава микробиоты требуются значительные действия либо с помощью множественных стимулов (ежедневное лечение в течение определенного периода времени), либо с помощью значительного одиночного стимула (обработка большими болюсами). Однако читатель должен знать, что в исследованиях микробиомы корреляция не подразумевает причинно-следственную связь. Трудно или невозможно сделать вывод о причинно-следственной связи только на основе данных наблюдений (иначе говоря, исследований, описывающих изменения в составе микробиомы кишечника после вмешательства). Этот тип исследования на сегодняшний день является наиболее распространенным подходом, вероятно, потому, что используемая методология теперь легкодоступна. Хотя эти исследования не следует игнорировать, поскольку они предоставляют важные исходные данные об изучаемом вмешательстве, они не предоставляют данных, подтверждающих причинно-следственную связь. Золотым стандартом для получения таких данных являются упрощенные модели (например, клеточные или мышиные модели), в которых можно контролировать множество факторов одновременно. Это дорого и требует много времени, поэтому многие вмешательства не оцениваются полностью, в результате чего в отрасли остаются данные, основанные только на корреляции. Предполагается, что этот барьер может быть самым важным, который необходимо преодолеть, прежде чем мы сможем раскрыть всю мощь модуляции микробиоты для продуктивности и здоровья животных. Но будущее является светлым для тех, кто готов инвестировать и исследовать!
