Modulazione del Microbiota e Riduzione della Virulenza dello S. Suis: Che meccanismo potrebbe esserci dietro?

Nella produzione suina attuale lo Streptococcus suis è diventato una causa importante di prescrizione di antimicrobici. Con una prevalenza di allevamenti infetti prossima al 100%, è uno dei più importanti patogeni batterici dei suini oltre a rappresentare un rischio zoonotico, un costo economico significativo e un problema per il Benessere degli Animali. A questa sfida si aggiunge il crescente controllo delle prescrizioni veterinarie e dell’uso di antimicrobici, comprese le restrizioni applicate alla metafilassi che fino ad ora veniva utilizzata per controllare la comparsa dei sintomi, non la presenza dello S. suis.

Esistono almeno 33 sierotipi di Strep suis. I sierotipi 2 e 9 sono quelli più comunemente implicati in malattie ed epidemie. La sua virulenza è legata soprattutto alle proteine ​​mrp, epf, sly e altre, come luxS, che sono coinvolte nella formazione del biofilm, aumentandone la resistenza ai trattamenti e la risposta immunitaria. All’interno di ciascun sierotipo esiste una grande variabilità nella capsula batterica e nei fattori di virulenza, il che complica lo sviluppo e l’efficacia dei vaccini. Corsault et al., 2021 hanno concluso che la vaccinazione delle scrofe ha aumentato l'immunità materna trasmessa ai suinetti, raggiungendo il massimo a 7 giorni di vita, ma è stata drasticamente ridotta già al 18° giorno di vita, quindi non è stata in grado di proteggere i suinetti dopo lo svezzamento. Dobbiamo quindi esplorare altri strumenti di controllo.

Il ruolo del microbiota nelle infezioni da Streptococcus suis

Già nel 1996 si faceva riferimento al contatto precoce dei suinetti con S. suis durante il periodo del parto quando venivano a contatto con le secrezioni vaginali. Esistono studi su come la trasmissione di un microbiota sfavorevole dalla madre ai suinetti nonché un consumo/qualità insufficiente del colostro influenzino lo sviluppo della malattia.

Una funzione fondamentale del microbiota è quella di prevenire la crescita eccessiva di potenziali agenti patogeni in condizioni omeostatiche attraverso meccanismi di resistenza alla colonizzazione: competizione per i nutrienti, produzione di composti antimicrobici o indirettamente stimolando l’immunità innata e adattativa dell’ospite.

La modificazione del microbiota delle feci della scrofa è stata correlata con quella del microbiota vaginale e l'intervento a livello del microbiota intestinale della scrofa ha portato ad un miglioramento del microbiota vaginale, con una riduzione dello Streptococco osservata a livello genitale . La presenza di una maggiore diversità del microbiota migliora la presenza di popolazioni batteriche commensali che competono per spazio e nutrienti con S. Suis, riducendo la pressione delle infezioni e facilitando il controllo della malattia.

L'uso di soluzioni nutrizionali che migliorano il microbiota intestinale della scrofa influenzando positivamente la trasmissione verticale del microbiota al suinetto porterebbe ad una migliore capacità di risposta dell'animale contro la malattia.

Date queste argomentazioni, è stato condotto uno studio sul campo in un allevamento commerciale con 3000 scrofe con una storia di gravi episodi di S. suis che hanno reso necessari trattamenti antibiotici continui per controllare i sintomi. L'obiettivo era quello di ottenere una maggiore comprensione del meccanismo attraverso il quale una determinata combinazione di acidi grassi a catena media (MCFA) e acidi grassi a catena corta (SCFA) somministrata all'alimentazione di scrofe e suinetti genera un miglioramento del microbiota intestinale consentendo una riduzione dell'uso degli antibiotici contro S. suis, come abbiamo visto.

Per valutare l'evoluzione del microbiota, sono stati prelevati campioni di feci di scrofa direttamente dal retto e tamponi tonsillari da un gruppo di suinetti, che sono stati seguiti dal parto e per tutto il periodo post-svezzamento, prima dell'inizio della strategia nutrizionale e dopo 4 mesi dalla sua attuazione.

Sono state effettuate le seguenti analisi:

• Feci (320 campioni): analisi dei rapporti di alcune popolazioni batteriche nelle madri (laboratori Masterlab).
• Tonsille (176 campioni): analisi di sierotipi, fattori di virulenza e microbiota commensale, attraverso l'analisi di altri Streptococchi spp (S. Hyovaginalis, S. Oralis, S. mitis (In collaborazione con il Gruppo di Ricerca BACRESP, Università di León)

In che modo l’incorporazione di SCFA e MCFA ha influenzato il microbiota?

All'inizio dello studio, nelle feci delle scrofe, i rapporti tra i batteri mostravano una grande variabilità in tutte le fasi produttive (inizio, metà e fine della gestazione e lattazione). Campioni successivi prelevati ogni 4 settimane dagli stessi animali per 4 mesi hanno mostrato un'evoluzione verso la stabilità, riscontrando alla fine valori simili in tutte.

A seguito di un'epidemia di influenza nella parte centrale dello studio, il trattamento con amoxicillina ha dovuto essere effettuato a partire dalla seconda settimana dopo lo svezzamento, ma nonostante le complicazioni derivanti dall'epidemia da influenza, il trattamento antibiotico poteva essere sospeso ai suinetti fino a 10 giorni dopo lo svezzamento, senza un aumento significativo della mortalità in quelle settimane.

I risultati ottenuti a livello tonsillare nei suinetti hanno mostrato evidenti differenze rispetto a quelli iniziali in presenza di trattamenti antibiotici continuativi.

Nel caso dello S. suis:

• Prima del trattamento nutrizionale: la sua rilevazione è aumentata progressivamente nel tempo e si è potuta rilevare la presenza dei fattori di virulenza gapdh e luxS.
• Dopo il trattamento nutrizionale: il numero di campioni con presenza di S. suis isolati mediante coltura si è ridotto ed è rimasto costante nel tempo durante il campionamento. Nei casi in cui siamo riusciti a caratterizzare i fattori di virulenza, inizialmente erano positivi per i geni gapdh e luxS, ma successivamente hanno smesso di mostrare il gene gapdh. Un isolato era positivo per epf.

Nel caso dei batteri commensali/ambientali:

• Prima dell'incorporazione di MCFA e SCFA: alla fine del periodo di campionamento vengono rilevati più batteri.
• Dopo l'incorporazione di MCFA e SCFA: accade il contrario, poiché vengono rilevati all'inizio del campionamento e non riscontrati nell'ultima settimana di campionamento, probabilmente a causa dell'azione del trattamento antibiotico.