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Avances en el uso de microorganismos para luchar contra la enfermedad respiratoria bovina

Un grupo de investigadores utiliza la secuenciación de última generación para identificar el microbioma de las cavidades nasales bovinas y conocer qué microbiota beneficia la salud de los animales.


Una investigación liderada por Jiangchao Zhao, profesor asociado de Veterinaria en la Estación Experimental Agrícola de la Universidad de Arkansas, utiliza la secuenciación de última generación para identificar los microorganismos que pueblan las cavidades nasales bovinas, conocido como el microbioma respiratorio. Los resultados obtenidos se han correlacionado con la presencia o ausencia de enfermedad respiratoria bovina (BRD) en terneros para descubrir qué microbiota beneficia la salud del animal y cuál la perjudica.

Los microbiomas son colonias de bacterias, buenas, malas o indiferentes, que ocupan cavidades en los cuerpos de los animales. Zhao y su equipo de investigación investigan esta microbiota en animales de producción para determinar cómo las poblaciones afectan la salud de los animales. En concreto, identifican especies de microbiota que se correlacionan con la aparición de enfermedades respiratorias bovinas en cada animal.

"Estamos trabajando para comprender los mecanismos causales de la enfermedad", señala el investigador. BRD es casi siempre una coinfección, explica. Un ternero contrae un virus, no muy diferente a los humanos que contraen un resfriado o una gripe, y luego una bacteria patógena se aprovecha del sistema inmunológico comprometido del animal. "Cuando sabes qué causa la enfermedad", dice Zhao, "entonces tienes un objetivo para la intervención".

Secuenciación de última generación

Usando la secuenciación de última generación, Zhao ha estado observando qué genes se transcriben durante una infección por BRD, incluidos genes tanto en el patógeno como en el sistema inmunitario del animal. "El seguimiento de la interacción entre el patógeno y el huésped es muy complicado, un trabajo de big data", recuerda Zhao.

Este estudio se combina con la culturómica para aislar los organismos buenos y malos del sistema respiratorio bovino. Las muestras de microbioma de los hisopos se distribuyen en placas de Petri con diferentes medios de crecimiento y gases para simular el entorno del sistema respiratorio, un proceso conocido como "placado". Luego, las colonias bacterianas en las placas se analizan para su identificación y caracterización.

Probióticos beneficiosos

El equipo de laboratorio de Zhao ha identificado varios probióticos potenciales basados en análisis de big data. Una de sus colaboradoras, Samantha Howe, cultivó algunas de las bacterias para verificar los efectos beneficiosos de estos organismos y ver si pueden matar o inhibir el crecimiento de patógenos. En una investigación de seguimiento, Zhao alimentará a los terneros con esas bacterias "buenas" para ver si pueden detener o revertir una infección por BRD.

Esta investigación podría ayudar al desarrollo de productos probióticos que utilicen las bacterias buenas como una intervención para curar o prevenir la BRD, afirma Zhao. Dichos productos pueden ser más seguros y efectivos que los antibióticos, frente a los que las bacterias pueden desarrollar resistencia.

Avances en la detección

En investigaciones relacionadas, Zhao ha desarrollado un método más sencillo para detectar BRD o los patógenos que pueden conducir a la enfermedad. El método estándar para detectar BRD en ganado enfermo o vulnerable es tomar una muestra de la cavidad nasofaríngea con un hisopo nasal rinostático. Zhao explica que la cavidad nasofaríngea bovina, la ubicación del microbioma respiratorio, es muy profunda y alcanza toda la longitud de la cabeza del animal hasta la parte superior del esófago. El hisopado para obtener una muestra es un procedimiento difícil, y al ganado tampoco le gusta mucho.

Zhao investigó el uso de hisopos más cortos para tomar muestras del frente del conducto nasal de los terneros, el área inmediatamente dentro de la nariz. Pudo demostrar que este método más sencillo es tan preciso como el método estándar y causa muchas menos molestias al animal. Está desarrollando un kit de prueba que los productores de carne de res pueden usar en el campo para recolectar muestras que pueden enviarse a un laboratorio para su análisis.

En una segunda fase de la investigación quiere desarrollar un kit de autodiagnóstico que use un sistema similar a los tests caseros para COVID-19. Después del muestreo, el hisopo se unta en un papel de prueba preparado que indicará si el animal es positivo o negativo en BRD. Tal prueba se puede usar para determinar si un ternero tiene una concentración más alta de bacterias "malas" que pueden conducir a la infección por BRD o de bacterias "buenas" que ayudan a prevenirla.

Ser capaz de identificar qué animales tienen mayor o menor riesgo de infección significa que los veterinarios pueden centrar la intervención en menos animales, ahorrando dinero y reduciendo el riesgo de desarrollar bacterias resistentes a los antibióticos.

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