Bacillus subtilis 29784: cepa específica que garantiza beneficios anti-inflamatorios a las moléculas mejoradoras de desempeño

Los antibióticos se han utilizado en la producción animal para diferentes fines, como tratamiento para combatir enfermedades infecciosas que afectan a rebaños, en uso profiláctico para prevenir la aparición de enfermedades y como promotores de crecimiento para mejorar el desempeño de los animales.

Explicar el mecanismo de acción de los antibióticos para mejorar el rendimiento productivo de los animales no es fácil, pero hoy en día este efecto está probado y es un concepto aceptado en la producción animal. Además de su efecto antimicrobiano, el concepto de que los antibióticos mejoradores de desempeño (AMD) actúan más por medio de la reducción de la actividad anti-inflamatoria que por la reducción de la microbiota intestinal, fue introducido por el Prof. Theo Niewold (2007). Este investigador demuestra la relación entre los antibióticos utilizados como mejoradores de rendimiento y sus propiedades anti-inflamatorias en la pared intestinal de aves (Figura 1).

 

El uso de antibióticos como mejoradores de desempeño (AMD) y el uso profiláctico de estos han sido prohibidos en diferentes países alrededor del mundo, en especial en la Unión Europea que ha prohibido su uso desde el 2006. En Brasil, las tendencias a la restricción ya son una en realidad siendo las moléculas como sulfato de colistina, eritromicina, espiramicina, entre otras, prohibidas como AMD. Así, para asegurar la salud y la productividad animal, las empresas avícolas y de producción de cerdos tuvieron que perfeccionar la gestión de su producción. Una de las respuestas encontradas fue dirigir sus acciones al uso de probióticos.

Entre los productos con efecto probiótico, la sugerencia fue buscar aquellos que tuviesen una capacidad de reducción de la respuesta inflamatoria en la pared intestinal de los animales y de auxiliar en el mantenimiento de la integridad de esta pared. Se investigó la capacidad de la cepa de Bacillus subtilis 29784 (Alterion®) para reducir la respuesta inflamatoria como un efecto directo, sin tener en cuenta su efecto sobre la microbiota. Esta capacidad para reducir la respuesta inflamatoria fue comparada con los efectos de otras dos cepas de Bacillus subtilis (denominadas Bs A y Bs B) encontradas en productos probióticos comerciales.

Para probar la capacidad de las células vegetales del Bacillus en disminuir la respuesta inflamatoria, utilizamos un modelo in vitro: una monocapa de células epiteliales intestinales (Caco-2) en un sistema Transwell. Las tres cepas bacterianas (Bs A, Bs B y Alterion®), junto con un control positivo, un compuesto conocido por sus fuertes propiedades anti-inflamatorias, y el galato de epigalocatequina (EGCG), fueron evaluados. A continuación, las células intestinales fueron estimuladas para mimetizar la respuesta inflamatoria. La estimulación fue realizada exponiendo las células Caco-2 a la interleucina 1 beta (IL-1 beta), un inductor inflamatorio. El nivel de respuesta inflamatoria fue medido por la producción de interleucina 8 (IL-8), un marcador de inflamación aguda.

El modelo in vitro fue eficaz y se observó que la estimulación de las células Caco-2 con IL-1 (tratamiento control con estrés) indujo efectivamente el aumento en la producción de IL8, al ser comparado con el control de células no estresadas. El uso del EGCG en las células Caco-2 estresadas fue muy eficaz en la prevención de la respuesta inflamatoria. Por último, aunque todas las cepas de Bacillus mostraron una tendencia a reducir la respuesta inflamatoria, Bacillus subtilis 29784 (Alterion®) fue mucho más eficaz, disminuyendo la producción de IL-8 al nivel obtenido con el tratamiento que utilizó el compuesto anti-inflamatorio EGCG. Las otras cepas de Bacillus disminuyeron ligeramente la inflamación, pero no pudieron regresar completamente al nivel del tratamiento con EGCG (Figura 2). 

Preservar la integridad de la barrera intestinal también es fundamental para el desempeño y la salud de los animales. Además de garantizar la absorción de nutrientes, la mucosa intestinal también desempeña un papel importante en la protección del sistema inmunológico de los animales a través de la producción de moco, y la prevención contra bacterias y toxinas que entran en el torrente sanguíneo.

Para probar el efecto directo del Bacillus subtilis 29784 (Alterion®) en la función de la barrera intestinal, utilizamos el mismo modelo de Caco-2 descrito anteriormente. Esta vez, la estimulación fue realizada con TNF-α, una molécula pro-inflamatoria que puede llevar al deterioro de la integridad de la barrera intestinal. Se midió la resistencia eléctrica transepitelial (TEER), que representa la tensión entre el lado apical y el lado basolateral - es decir, correspondiente al paso de las moléculas. Cuanto mayor es el TEER, mejor es la integridad epitelial. El análisis de la vía paracelular con D-manitol nos permitió evaluar aún más la integridad de la barrera intestinal, ya que entre más D-manitol pasaba del lado apical al basolateral significaba que la integridad de la barrera había sido dañada.

La estimulación con TNF-α disminuyó el TEER y aumentó el flujo de manitol, como se esperaba. La cepa de Bacillus subtilis 29784 restauró los parámetros a niveles similares a los de las células no estimuladas (Figura 3).

Así, la cepa Bacillus subtilis 29784 (Alterion®) mostró tener propiedades anti-inflamatorias, como se observó con la mayoría de los antibióticos utilizados como mejoradores de rendimiento. Además, esta cepa única tiene la capacidad de mantener la integridad de la barrera intestinal, fundamental para garantizar el mejor desempeño productivo, así como el buen estado de salud en animales de producción.