• Composizione del microbiota respiratorio con l’età
• Il microbiota nel tratto respiratorio inferiore
• Microbiota e salute polmonare
• Conclusioni

Stato dell’arte
Lo studio del microbiota respiratorio in relazione allo sviluppo e decorso di patologie locali è un argomento di crescente interesse.

Cosa aggiunge questa ricerca
Scopo della revisione è riassumere le evidenze disponibili riguardo la composizione del microbiota respiratorio del bestiame oltre che la sua relazione con patologie respiratorie bovine.

Conclusioni
Nei bovini, il microbiota del tratto respiratorio è dinamico e variabile. Una sua maggiore conoscenza permetterò dunque la messa a punto di nuovi trattamenti basati sulla componente batterica.

Come per l’uomo e altri animali, di crescente interesse è lo studio del microbiota respiratorio del bestiame. Confermata è infatti la sua relazione con la salute dell’ospite suggerendo quindi la possibilità di intervenire con nuovi approcci terapeutici nel trattamento e prevenzione di patologie locali.

Ne fanno il punto della situazione Edouard Timsit e colleghi della Ceva Santé Animale (Libourne, France), con una revisione di recente pubblicata su Veterinary Clinics: Food Animal Practice. Vediamone i punti principali.

Partendo con l’analizzare la tipologia degli studi La maggior parte degli studi disponibili sono stati condotti su bestiame dopo lo svezzamento (n=16), solo tre prima dello svezzamento e due nei vitelli. Molto più investigato è poi il tratto respiratorio superiore rispetto a quello inferiore (n=6). Di questi, solo 15 studi sono stati inclusi nella revisione in base ai criteri prestabiliti.

Composizione del microbiota respiratorio con l’età

Con l’avvento di nuove tecniche di indagine, il panorama batterico è sempre più conosciuto anche in ambito veterinario. Nei bovini sono cinque i phyla maggiormente espressi nel tratto respiratorio in condizioni di salute ossia Proteobacteria, Firmicutes, Tenericutes, Actinobacteria, e Bacteroidetes.

Elevato è però il grado di inter- e intra-variabilità principalmente a causa di fattori intrinsechi all’ospite (età, sistema immunitario ecc.), esogeni (parto, trasporto ecc.) o condizioni ambientali (temperatura, umidità).

La colonizzazione del tratto respiratorio avviene subito dopo la nascita per evolversi rapidamente nelle prime due settimane di vita e stabilizzarsi, in termini di abbondanza, tra il 35° e 42° giorno.

I primi 14 giorni sono perciò fondamentali. Il phylum Proteobacteria domina il microbiota nasofaringeo tra il terzo e il 14° giorno rappresentando il 70% della diversità. Dal giorno 14 la diversità e ricchezza tuttavia aumentano considerevolmente con la proliferazione di Proteobacteria, Firmicutes, Tenericutes, Actinobacteria, e Bacteroidetes.

A livello di genere invece, Mannheimia, Moraxella, Mycoplasma, PsychrobacterPseudomonas sono i caratterizzanti nei vitelli con andamenti distinti dal giorno 14. Dal 14° al 35° giorno Moraxella infatti ha dimostrato di diminuire, Mannheimia e Mycoplasma invece di aumentare ulteriormente.

Il microbiota nasofaringeo dei vitelli da latte in particolare ha mostrato di essere influenzato da quello vaginale della madre con una condivisione principalmente a carico di Mannheimia, Moraxella, Bacteroides, Streptococcus, e Pseudomonas. Relazionando questi generi alla salute del vitello, Mannheimia ha registrato una maggiore espressione negli esemplari sani rispetto a quelli con otite e/o polmoniti.

In concomitanza con le prime vaccinazioni (all’incirca il 40° giorno dalla nascita) fino al pre-svezzamento (130° giorno) o allo svezzamento vero e proprio (150° giorno), il microbiota cambia significativamente.

Prima del periodo vaccinale la diversità è ridotta con una predominanza di Actinobacteria (famiglie Promicromonosporaceae e Microbacteriaceae). Dal 40° giorno invece si registra un aumento di Tenericutes, Proteobacteria, e Firmicutes, generi Mycoplasma, Moraxella e Psychrobacter in particolare. Importante è tuttavia considerare l’ambiente di crescita considerando come variabile si sia dimostrata la composizione tra allevamenti diversi.

Passando poi al periodo post-svezzamento, un’ulteriore evoluzione si è mostrata nei venti giorni seguenti. Lasciare l’allevamento d’origine sembrerebbe però influenzare ancora di più la composizione del microbiota nasofaringeo. Il numero di OTU infatti quasi si duplica (100 vs 200 circa OTUs) entro le 48 ore dallo spostamento per poi stabilizzarsi e omogenizzarsi con quello degli altri capi bestiame. L’instabilità di questo periodo rende tuttavia l’animale più suscettibile allo sviluppo di patologie respiratorie.

Pur considerando l’inter-variabilità però, Proteobacteria e Tenericutes i phyla dominanti seguiti da Firmicutes, Actinobacteria e Bacteroidetes. Tra i generi più espressi troviamo invece Mycoplasma, Moraxella, Acinetobacter, Psychrobacter, Mannheimia, Pasteurella e Corynebacterium. Per i molteplici fattori confondenti è però complicato identificare una precisa composizione fisiologica.

Il microbiota nel tratto respiratorio inferiore

Al contrario di quanto si pensava fino a poco tempo, il tratto respiratorio inferiore (LRT) è caratterizzato da un microbiota unico che, seppur meno ricco e diversificato di quello del tratto superiore, conta di una maggiore espressione di Mycoplasma e Pasteurella.

In condizioni fisiologiche la sua composizione è determinata dal transito batterico dal tratto superiore (nasofaringeo soprattutto), a maggior contatto con l’esterno.

Microbiota e salute polmonare

Composizione, diversità e stabilità del microbiota respiratorio influenzano la predisposizione allo sviluppo di patologie respiratorie e/o offrendo o meno la possibilità ad eventuali patogeni di proliferare.

Tra tutti, i ceppi opportunisti Mhaemolytica, P. multocida, H. somni e Mycoplasma bovis sono i più coinvolti nello sviluppo di patologie. Non sono tuttavia i soli. Altri ceppi, Moraxella ad esempio, hanno dimostrato un’associazione positiva suggerendo la possibilità di innumerevoli altre correlazioni.

Di contro, altri microorganismi classificati come “protettivi” hanno dimostrato una riduzione in esemplari patologici. Gli stessi (Lactobacillaceae e Bacillaceae ad esempio) hanno invece registrato un’espressione abbondante in bestiame più resistente allo sviluppo di BRD.

Un microbiota diversificato è inoltre, generalmente più resistente alla colonizzazione di patogeni. Ulteriori approfondimenti in relazione a BRD sono tuttavia necessari.

Perché dunque non modulare il microbiota per favorire il mantenimento e il ripristino della salute? Preliminari approcci terapeutici sono infatti già stati sperimentati. La somministrazione parenterale di antibiotici con la conseguente diminuzione di M. haemolytica o P. multocida ad esempio ha dimostrato di ridurre l’incidenza di BRD a 2 e 3 settimana. Terapie di modulazione basate su “batteri buoni” sotto forma di probiotici ma anche prebiotici e batteriofagi hanno dimostrato pari efficacia con minori effetti collaterali. Tra i ceppi con più benefici troviamo i Lactobacillus.

L’inoculazione intranasale di 6 ceppi di Lactobacillus ha infatti dimostrato di modificare la struttura del microbiota nasofaringeo in poche settimane fornendo inoltre la resistenza alla colonizzazione del patogeno opportunista M. haemolytica.

Conclusioni

Per riassumere quindi:

  • Il microbiota respiratorio del bestiame è dinamico soprattutto nelle prime settimane di vita influenzando inoltre lo sviluppo di patologie respiratorie;
  • Proteobacteria, Firmicutes, Tenericutes, Actinobacteria, e Bacteroidetes sono I phyla predominanti con differenze temporali e tra esemplari;
  • Il tratto respiratorio superiore è diverso per composizione e struttura da quello inferiore;
  • L’applicazione di probiotici intranasali, Lactobacillus in particolare, sembrerebbe promuovere la salute respiratoria contrastando la colonizzazione di patogeni quali Mannheimia haemolytica.