Probiotic additives (Lacticaseibacillus rhamnosus RC007 and Lactiplantibacillus plantarum RC009) modulates gut microbiota and systemic biochemical markers associated with improved growth performance in post weaning pigs under field conditions

Resumo Técnico: Aditivos Probióticos em Suínos no Desmame

Problema
A fase de pós-desmame na produção intensiva de suínos (tipicamente entre 21 e 28 dias de idade) representa um período crítico caracterizado por estresse fisiológico, imunológico e nutricional. Os leitões enfrentam transições abruptas de uma dieta líquida à base de leite para ração sólida, separação da porca e mistura com outros lotes. Esses estressores frequentemente levam à inflamação intestinal, aumento da permeabilidade da mucosa, redução da ingestão de ração, prejuízo no crescimento e diarreia. Historicamente, antibióticos não terapêuticos têm sido utilizados para mitigar esses problemas e melhorar o ganho médio diário (GMD); no entanto, seu uso indiscriminado impulsionou o surgimento de bactérias multirresistentes, necessitando de alternativas eficazes. Embora os probióticos tenham emergido como uma solução potencial, sua eficácia é frequentemente dependente da cepa, e melhorias no desempenho produtivo não são observadas de forma consistente entre os estudos. Além disso, os mecanismos específicos pelos quais os probióticos influenciam os marcadores bioquímicos sistêmicos e a composição da microbiota intestinal em condições de campo permanecem subexplorados.

Metodologia
O estudo foi conduzido como um ensaio de campo em uma fazenda comercial de três sítios em Córdoba, Argentina, envolvendo 1.187 suínos no grupo controle (GC) e aproximadamente 1.100 suínos em cada grupo de tratamento probiótico. O ensaio abrangeu todo o período de pós-desmame (dos 21 aos 70 dias de idade).

• Desenho Experimental: Três grupos de tratamento foram estabelecidos:

  • GC: Dieta padrão.
  • LP9: Dieta padrão + Lactiplantibacillus plantarum RC009 ($1 \times 10^{12}$ UFC/kg de ração).
  • LR7: Dieta padrão + Lacticaseibacillus rhamnosus RC007 ($1 \times 10^{12}$ UFC/kg de ração).
  • Nota: Todos os grupos receberam tratamentos antibióticos de rotina (florfenicol e doxiciclina) na água de bebida durante intervalos específicos, permitindo a avaliação dos efeitos dos probióticos no contexto da administração de antibióticos.

• Coleta de Dados:

  • Parâmetros Produtivos: Pesos individuais foram registrados nos dias 0, 10, 24 e 48 para uma subpopulação de 60 suínos por tratamento. Pesos de nível de lote e mortalidade foram monitorados para toda a população do galpão. O Ganho Médio Diário (GMD) e a Conversão Alimentar (CA) foram calculados.
  • Análise Bioquímica: Amostras de sangue foram coletadas nos dias 24 e 48 para medir proteína total, albumina, globulinas (via eletroforese), colesterol, alanina aminotransferase (ALT), aspartato aminotransferase (AST) e malondialdeído (MDA) como marcador de estresse oxidativo.
  • Análise da Microbiota: Amostras fecais foram coletadas de 16 animais por tratamento no dia 20 (pré-antibiótico) e no dia 48. As amostras passaram por sequenciamento de genes de rRNA 16S (NGS). A análise bioinformática incluiu perfil taxonômico (Kraken2/Bracken), análise de diversidade (índices de Shannon/Simpson, PCoA) e predição funcional (PICRUSt2) para inferir vias metabólicas.

• Análise Estatística: Os dados foram analisados utilizando Modelos Lineares Mistos Generalizados (GLMM) e ANOVA, com a identificação do animal como efeito aleatório e grupo/tempo como efeitos fixos.

Principais Resultados

• Desempenho de Crescimento:

  • Grupo LR7: Suínos recebendo L. rhamnosus RC007 demonstraram pesos corporais significativamente maiores ao longo do estudo em comparação ao grupo controle ($p < 0,05$). Ao final do ensaio, o efeito estimado de ganho de peso foi de +2,19 kg (±0,45) em relação ao GC. Este grupo também apresentou um GMD total significativamente maior (0,53 ± 0,06 kg vs. 0,48 ± 0,07 kg) e uma melhoria marginal na CA (1,32 vs. 1,45).
  • Grupo LP9: Suínos recebendo L. plantarum RC009 mostraram uma resposta tardia. Inicialmente, apresentaram pesos menores no dia 10 em comparação ao GC, mas recuperaram-se para apresentar pesos finais significativamente maiores (+1,01 kg ± 0,44) no dia 48. Seu aumento total de GMD não foi estatisticamente significativo em comparação ao GC.
  • Mortalidade: Ambos os grupos probióticos exibiram taxas de mortalidade ligeiramente menores (0,63% para LR7, 0,68% para LP9) em comparação ao grupo controle (0,93%).

• Marcadores Bioquímicos:

  • Estresse Oxidativo: Os níveis plasmáticos de MDA foram significativamente menores em ambos os grupos probióticos na primeira amostragem (dia 24), embora essa diferença não tenha sido estatisticamente significativa no dia 48.
  • Função Hepática e Lipídios: Um modelo linear misto generalizado identificou que o colesterol sanguíneo e os níveis de ALT foram significativamente associados negativamente com o GMD. Especificamente, o grupo LP9 mostrou uma diminuição clara tanto no colesterol quanto na ALT ao longo do tempo, enquanto o grupo LR7 mostrou um aumento no colesterol.
  • Proteínas: O consumo de probióticos alterou os perfis de proteínas séricas, com variações específicas nas frações de $\alpha$-globulina observadas no grupo LP9 e $\beta$-globulinas no grupo LR7.

• Composição da Microbiota Intestinal:

  • Diversidade: Não foram encontradas diferenças significativas na alfa diversidade entre os grupos, embora os grupos probióticos tenham mostrado menor dispersão nos índices de diversidade. A análise de beta diversidade (PCoA) revelou que o grupo LR7 se agrupou distintamente do grupo controle, particularmente no dia 48, enquanto o grupo LP9 permaneceu semelhante ao controle.
  • Taxonomia: Os filos predominantes foram Firmicutes e Bacteroidota. O grupo LR7 foi caracterizado por um aumento em Prevotella_7 e Streptococcaceae (anaeróbios facultativos). O grupo LP9 mostrou um aumento em Lachnospiraceae (incluindo o grupo Lachnospiraceae NK4A136) e o grupo Prevotellaceae NK3B31.
  • Predição Funcional: A análise PICRUSt2 indicou que o grupo controle teve uma abundância prevista maior de vias metabólicas relacionadas à biossíntese de aminoácidos (ex: lisina, metionina, valina, leucina) em comparação aos grupos probióticos. Isso sugere que o consumo de probióticos pode alterar o potencial genético da microbiota em relação ao metabolismo de aminoácidos.

Significância e Alegações
Os autores afirmam que o estudo evidencia a capacidade de L. rhamnosus RC007 e L. plantarum RC009 de melhorar o crescimento de suínos durante o período de pós-desmame sob condições de campo. A melhoria no desempenho de crescimento, particularmente com a cepa LR7, está associada a:

1. Modificação da Microbiota Fecal: Especificamente, o enriquecimento de táxons benéficos como os grupos Lachnospiraceae e Prevotella, que estão ligados à atividade anti-inflamatória e produção de ácidos graxos de cadeia curta.
2. Alterações Bioquímicas Sistêmicas: Mudanças nos marcadores de estresse oxidativo (MDA) e indicadores de função hepática (ALT, colesterol).
3. Potencial Metabólico: Mudanças no potencial genético previsto do microbioma intestinal em relação às vias metabólicas, sugerindo uma mudança na forma como a comunidade microbiana processa os nutrientes.

O artigo conclui de forma modesta, observando que, embora o estudo demonstre uma correlação entre o consumo de probióticos, modificação da microbiota e melhoria no crescimento, mais pesquisas são necessárias para confirmar se essas mudanças no potencial genético impactam diretamente os metabólitos disponíveis para o animal e para elucidar totalmente os mecanismos que impulsionam as diferenças observadas no desempenho. O estudo destaca a natureza dependente da cepa para a eficácia dos probióticos, observando que a L. rhamnosus RC007 proporcionou benefícios de crescimento mais consistentes do que a L. plantarum RC009 neste cenário de campo específico.