Un nuevo estudio liderado por el profesor Tan Zhiliang del Instituto de Agricultura Subtropical de la Academia China de Ciencias ha desvelado mecanismos de coordinación complejos entre la microbiota mucosa del rumen y las células epiteliales del hospedador a lo largo de las etapas de desarrollo en cabras. Este trabajo, publicado en Science China-Life Sciences, tiene el potencial de mejorar la supervivencia y productividad del ganado mediante un manejo microbiológico dirigido durante ventanas críticas de desarrollo.
El rumen, considerado el epicentro digestivo de los rumiantes, logra una bioconversión eficiente de sustratos lignocelulósicos gracias a la colaboración intricada entre microbios y hospedadores. La microbiota adherida a la mucosa, a través de un diálogo directo con las interfaces epiteliales del hospedador, actúa como un regulador clave del flujo de nutrientes y de la homeostasis inmune.
Mecanismos de desarrollo y adaptación
Utilizando un enfoque de perfilado multi-ómico que incluye secuenciación transcriptómica y análisis de amplicones de 16S rRNA, el estudio descompone de manera sistemática los paradigmas de co-desarrollo en un rango de postnatal de 1 a 90 días. Se observa que la microbiota mucosa experimenta una reestructuración específica por fases; la fase neonatal está dominada por patobiontes oportunistas (Mannheimia, 39.7%). La fase de transición presencia una proliferación de especialistas mucolíticos (Akkermansia muciniphila, 21.4%), culminando en especialistas fibrolyticos (Succiniclasticum ruminis, 58.3%) en la fase madura.
Además, la mucosa del hospedador muestra una remodelación funcional jerárquica: la fase temprana activa genes de defensa inmune innata, la fase intermedia refuerza la biosíntesis de mucina y la regulación redox impulsada por JAK-STAT, mientras que la fase tardía establece una red de conversión de nutrientes gobernada por reguladores metabólicos. Este entrelazamiento de funciones resalta la importancia del microbioma no solo en la digestión, sino también en el desarrollo inmune del hospedador.
El estudio también subraya la interacción inter-reino, que demuestra cambios regulatorios temporales, donde la fase temprana enfatiza el desarrollo digestivo e inmune y la fase posterior se centra en el metabolismo de nutrientes. En conjunto, esta sincronización dinámica entre la microbiota mucosa y la ontogenia del hospedador orquesta la maduración ecológica del rumen durante su ventana de desarrollo formativa. Según el profesor Zhou Chuanshe, autor correspondiente del estudio, “este trabajo elucida la coreografía ontogenética entre los microbiomas mucosos del rumen y las trayectorias de desarrollo del hospedador de manera específica por etapas”.
Los hallazgos redefinen la maduración gastrointestinal de los rumiantes como una cascada de desarrollo bidireccional, en la que la sucesión microbiana temprana no solo programa la inmunidad del hospedador, sino que también es moldeada recíprocamente por las adaptaciones transcriptómicas epiteliales. Se plantea así un cambio de paradigma en la optimización de la productividad ganadera a través del manejo microbiológico dirigido en momentos críticos.
Más información:
Patrón de co-oscilación microbioma-hospedador en la formación del ecosistema ruminal desde el nacimiento hasta la pubertad en un modelo de cabra. Science China-Life Sciences. DOI: 10.1007/s11427-024-2824-6. www.sciengine.com/SCLS/doi/10. … 07/s11427-024-2824-6
