Quem coloniza o intestino dos frangos?

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Em um estudo publicado recentemente, pesquisadores do Quadram Institute e Earlham Institute em Norwich, juntamente com a University of Surrey, mais do que dobraram o número de espécies microbianas conhecidas por viverem no intestino de frangos

Estudo, liderado pelo professor Mark Pallen, do Quadram Institute, mostra o poder da análise de DNA para descobrir e caracterizar novos microrganismos.
Com três vezes mais aves do que pessoas em nosso planeta, este animal onipresente sustenta a nutrição e a saúde humana em todo o mundo – seja por meio da agricultura de subsistência ou da produção intensiva, as aves fornecem mais alimentos do que qualquer outro animal.
A carne de frango está crescendo em popularidade como uma alternativa de baixo teor de carbono à carne de outros animais, enquanto os ovos continuam sendo uma fonte importante e acessível de nutrição em todo o mundo. No entanto, as aves também são uma fonte de resistência antimicrobiana e de patógenos como Campylobacter, Salmonella e E. coli que ameaçam a saúde humana.

Por várias décadas, sabemos que um microbioma intestinal saudável – isto é, a comunidade de bactérias, vírus e outros microrganismos que vivem no intestino – sustenta a saúde das aves e a produtividade da avicultura. No entanto, apesar de sua importância, ainda não temos uma imagem completa do que exatamente vive no intestino de galinhas saudáveis. Para explorar este habitat, pesquisadores do Quadram Institute e Earlham Institute no Norwich Research Park colaboraram com parceiros da University of Surrey e da University of Edinburgh para realizar o maior estudo já feito sobre a diversidade microbiana no intestino de frangos. O estudo foi financiado pelo Conselho de Pesquisa em Biotecnologia e Ciências Biológicas, parte do UKRI.
O professor Roberto La Ragione, que chefia a equipe da Universidade de Surrey que forneceu as amostras, deixa claro: “Entender as complexas comunidades microbianas que vivem no intestino do frango é fundamental para melhorar a saúde e o bem-estar das aves. Além disso, a exploração aprofundada desta comunidade tem o potencial de melhorar a segurança alimentar e contribuir para o desenvolvimento de intervenções para redução do transporte de patógenos de origem alimentar, como Campylobacter e Salmonella.”

A equipe de investigadores utilizou duas abordagens de ponta. O primeiro, denominado metagenômica, baseia-se na extração e sequenciamento do DNA de amostras fecais ou intestinais e, em seguida, na análise das sequências de DNA para reconstruir os projetos genéticos (genomas) dos microrganismos associados. A segunda abordagem envolve recuperação de alto rendimento e sequenciamento de DNA de isolados cultivados. Ambas as abordagens facilitam a descoberta de novos microrganismos, ao mesmo tempo que permitem que eles classifiquem e atribuam uma posição tanoômica precisa.
A investigação começou com apenas cinquenta amostras fecais de duas linhagens de galinhas criadas no Reino Unido. No entanto, ele foi logo expandido para incluir análise de mais de quinhentos conjuntos de dados de DNA de amostras semelhantes coletadas em doze países.
Os pesquisadores compilaram um conjunto de 20 milhões de genes microbianos do intestino de frangos e foram capazes de reconstruir mais de 5.000 genomas microbianos. Estes se enquadraram em mais de 800 espécies bacterianas, apenas 158 das quais possuíam nomes publicados de forma válida, enquanto a maioria era classificada como previamente desconhecida. A equipe também isolou mais de 280 culturas bacterianas, o que lhes permitiu descrever trinta espécies de bactérias recém-cultivadas.

O investigador Falk Hildebrand do Instituto Quadram e do Instituto Earlham diz: “Usando a metagenômica, podemos documentar a presença e as funções de diversos organismos em ecossistemas microbianos complexos, como o encontrado no intestino dos frangos. Reconstruir as sequências do genoma dessa forma fornece um catálogo empolgante da biodiversidade natural que vai muito além do que pode ser alcançado simplesmente cultivando bactérias.”

Desejando fornecer um conjunto estável, claro e memorável de descritores para novas bactérias do intestino de frango, a equipe trabalhou com o especialista em nomenclatura israelense Aharon Oren em um esforço sem precedentes para criar centenas de novos nomes latinos bem formados. Isso provavelmente representa o maior número de nomes taxonômicos microbianos criados em um único estudo de pesquisa.
Curiosamente, os pesquisadores recuperaram nas amostras de frango não apenas a conhecida bactéria Escherichia coli (também conhecida como E. coli), mas também outras espécies intimamente relacionadas, uma das quais chamaram de Escherichia whittamii em homenagem ao microbiologista americano Tom Whittam, que foi o pioneiro na compreensão da diversidade genética em E. coli e seus parentes.
Para encerrar, Mark Pallen diz “Ficamos surpresos ao encontrar uma biodiversidade tão notável dentro desse ecossistema – diversidade que rivaliza com aquela associada ao intestino humano. Nosso trabalho mais que dobrou o número de espécies bacterianas conhecidas por residir no intestino de frangos e resultou na criação de um número sem precedentes de novos nomes de espécies. A disponibilidade de tantos novos genes, genomas e espécies representa um passo substancial na compreensão deste sistema e estabelece as bases para futuros estudos comparativos e de intervenção”.