La compleja microbiología intestinal de perros y gatos

Los microbios intestinales desempeñan un papel crucial en la regulación de la salud del huésped, pero la verdadera complejidad del microbioma gastrointestinal se ha subestimado debido al uso de técnicas de cultivo tradicionales.

El uso de modernas herramientas ha puesto de manifiesto la existencia de una gran variedad de microorganismos intestinales, desde bacterias hasta virus, pasando por hongos y protozoos. Todas estas poblaciones tienen un papel fundamental en la regulación del sistema inmunitario, conformación de la estructura intestinal o participación activa en la digestión y asimilación de nutrientes, entre otras funciones.

En el presente estudio, se resume la información actual sobre el ecosistema intestinal de perros y gatos.

LIMITACIONES DE LOS CULTIVOS TRADICIONALES

Los métodos de caracterización tradicionales se han basado en el uso de técnicas de cultivo, con distintos medios y diversos protocolos. No obstante, estas herramientas tienen sus limitaciones sobre esta población intestinal.

En primer lugar, actualmente no hay suficiente información disponible sobre los requisitos óptimos de crecimiento de la mayoría de los microorganismos, lo que explica por qué solo una minoría de microbios intestinales se puede obtener en medios de cultivo.

En segundo lugar, el tracto gastrointestinal alberga bacterias predominantemente anaeróbicas, que pueden ser más propensas a sufrir daños durante el manejo de la muestra.

En tercer lugar, muchos microbios viven en interacciones mutualistas con otros microorganismos o el huésped, y esto dificulta su crecimiento en los medios de cultivo.

NUEVOS HORIZONTES, LOS ESTUDIOS MOLECULARES

El uso de herramientas moleculares, ante las limitaciones de los cultivos tradicionales, se ha convertido en el nuevo enfoque estándar para el estudio de la ecología microbiana intestinal.

Para realizar estas pruebas, se extrae material genético de muestras obtenidas de biopsias, contenido luminal o materia fecal. Estas técnicas permiten el análisis de varios miles de secuencias en unas pocas horas, lo que proporciona una información filogenética profunda sobre el microbioma intestinal.

Por medio del uso de las técnicas moleculares y la metagenómica, además de la identificación genética de los microrganismos, se puede profundizar en las interacciones existentes en el ecosistema intestinal. Por ejemplo, se ha podido detectar que, si un grupo de la comunidad bacteriana se encuentra deprimido debido a factores externos, como por ejemplo uso de antibióticos, otros miembros de la comunidad son capaces de mantener el equilibrio y la funcionalidad.

Estos hallazgos ponen de manifiesto la necesidad de evaluar tanto las relaciones filogenéticas como las funciones metabólicas, para una comprensión completa y una visión global del ecosistema microbiano.

No obstante, este tipo de técnicas también cuentan con ciertas limitaciones, ya que, debido a la alta diversidad microbiana presente en el intestino, las poblaciones más escasas pueden escapar a la identificación.

Por estos motivos, no existe un protocolo óptimo de estudio, y se precisa adaptar los distintos métodos de cultivo e identificación disponibles, y utilizarlos de formas complementarias.

BACTERIAS INTESTINALES

Mediante el uso de las nuevas técnicas genéticas y de los cultivos tradicionales, estudios recientes han revelado un gran numero de especies previamente no reconocidas dentro de tracto gastrointestinal de los mamíferos. Usando modelos de secuenciación, se ha estimado que aproximadamente 200 especies y 900 cepas distintas residen en el intestino canino.

De estos, los phyla Firmicutes, Bacteroidetes y Fusobacteria componen la mayoría de la microbiota intestinal (aproximadamente el 95 %), seguidos de Proteobacteria y Actinobacteria, que constituyen entre el 1 % y el 5 % del total de bacterias identificadas por secuenciación.

Los phyla Spirochaetes, Tenericutes, Verrucomicrobia, Cyanobacteria, Chloroflexi, Planctomycetes, y unos pocos linajes bacterianos no clasificados actualmente constituyen típicamente menos del 1 % de las secuencias bacterianas obtenidas.

Asimismo, cabe destacar que las variaciones poblacionales, tanto cualitativas como cuantitativas, son acusadas a lo largo del tracto gastrointestinal. En este sentido, en el estómago, Helicobacter spp representó el 99% de las secuencias identificadas en un estudio, mientras que el 1 % restante consistió en poblaciones de bacterias ácido lácticas y Clostridium spp.

Estas investigaciones han sido útiles para demostrar que cada perro y cada gato tienen un ecosistema microbiano propio y estable. Todos los animales albergan grupos bacterianos similares cuando se analizan en un nivel filogenético más alto, pero el microbioma de cada animal difiere sustancialmente si se analizan niveles filogenéticos mas bajos. Por ejemplo, un estudio reciente ha demostrado que solo un pequeño porcentaje (<30%) de perros y gatos albergaba la misma especie de Bifidobacterium spp.

En base a estas consideraciones, Hill’s Pet Nutrition, empresa especializada en nutrición animal, ha estudiado como las distintas fuentes de fibra actúan sobre el tracto gastrointestinal, y ha desarrollado ActivBiome+, una combinación patentada de fibras prebióticas que actúan de forma sinérgica nutriendo a las bacterias presentes en el intestino grueso de cada mascota, promoviendo el crecimiento y la actividad de las bacterias beneficiosas.

ORGANISMOS FÚNGICOS

Los estudios de cultivo han documentado la presencia de levaduras y mohos en el intestino de aproximadamente el 25 % de los perros estudiados. Por otra parte, en cuanto al estudio molecular de estos microorganismos, se detectó ADN fúngico en el 61 % de los perros sanos, y en el 76 % de los perros enfermos con enteropatías crónicas. No obstante, el porcentaje total de los organismos fúngicos con respecto a la población total suponen apenas un 0,01 %.

Sobre estos estudios, el tipo poblacional más común fueron los saccharomicetos. Y del mismo modo que con las poblaciones bacterianas, la variedad entre los animales es notablemente acusada. Aunque la mayoría de los perros albergaban poblaciones fúngicas similares, cada animal tenía un ecosistema de especies único.

ARCHEAS Y VIRUS

Estos microorganismos anaerobios obligados, suponen en torno a un 1 % de total de la población intestinal. Mediante el uso de técnicas moleculares, se ha podido identificar dos grandes filos, Crenarchaeota y Euryarchaeota, relacionados con la regulación del hidrogeno producido por la fermentación microbiana.

El estudio de las poblaciones virales intestinales, debido a sus particulares genéticas, resulta complejo de elaborar. Los tipos virales más frecuentes incluyen rotavirus, coronavirus, parvovirus, norovirus, astrovirus, virus del moquillo y paramixovirus.

En cuanto al análisis cuantitativo, en un estudio reciente con microscopía electrónica, solo el 6,5% de las 935 muestras fecales evaluadas contenían más de 1 virus. No obstante, los resultados son limitados y los estudios futuros requerirán una caracterización más detallada de las poblaciones virales para comprender mejor sus contribuciones a la salud y la enfermedad gastrointestinal.

CONCLUSIÓN

Aunque los estudios moleculares han aportado información sobre la complejidad de las bacterias intestinales, la relevancia médica de otros miembros del ecosistema intestinal, como hongos, arqueas y virus, debe evaluarse más a fondo. Los nuevos avances tecnológicos y las nuevas técnicas de identificación permitirán, no solo explorar la presencia de microbios en el tracto gastrointestinal, sino también sus funciones metabólicas y su relación con la salud.