Adaptado y traducido del artículo original: “Vaginal Microbiota Changes During Estrous Cycle in Dairy Heifers”, Front. Vet. Sci. vol. 7:371. doi: 10.3389/fvets.2020.00371; ISSN=2297-1769
La microbiota vaginal desempeña un papel importante en la salud del ganado vacuno lechero, y esta podría ser manipulada para favorecer la prevención y el tratamiento de infecciones relacionadas con la reproducción.
Comprender cómo se comporta la microbiota en novillas sanas ayudará a identificar la disbiosis vaginal relacionada con la enfermedad.
En esta investigación se comparó la microbiota vaginal de novillas de aptitud lechera sanas durante el ciclo estral.
Para ello, se utilizaron 20 novillas vírgenes de 13 a 16 meses de edad, con origen en una única explotación (Valencia) y muestreadas entre septiembre y diciembre de 2018.
Lactobacillus spp (especie más abundante en la microbiota vaginal humana, representando > 90% de bacterias totales) desempeña una función protectora fundamental al reducir el pH ambiental a través de la producción de ácido láctico, compuestos bacteriostáticos y bactericidas, y también por exclusión competitiva.
Por lo tanto, el restablecimiento de un estado saludable con dominio de lactobacilos a través de la inoculación de probióticos es una estrategia (libre de antibióticos) muy bien descrita en medicina humana.
En el caso del ganado vacuno, se ha demostrado que la abundancia de Lactobacillus spp en el tracto reproductivo bovino es baja.
Sin embargo, también se ha demostrado que el uso de bacterias ácido lácticas como tratamiento probiótico en el tracto reproductivo confiere protección contra infecciones bacterianas en las vacas lecheras.
Actualmente, no existe demasiada información sobre la microbiota vaginal del ganado vacuno; algunas investigaciones han descrito que la diversidad bacteriana disminuye significativamente a medida que el tracto reproductivo se prepara para la gestación.
Hasta donde sabemos, no se ha estudiado la variación de la microbiota vaginal durante el ciclo estral en novillas lecheras (Holstein-Friesian) en Europa utilizando enfoques de secuenciación de nueva generación (NGS).
La hipótesis inicial sobre la microbiota vaginal bovina era que:
- Varía según la fase del ciclo estral
- No es lactobacilo-dominante
TOMA DE MUESTRAS Y ANÁLISIS
Las 20 novillas seleccionadas fueron alimentadas una vez al día con una TMR (Total Mixed Ration), consistente en paja de cebada, harina de colza, harina de maíz, pulpa de naranja, sal, carbonato cálcico y correctores minerales y vitamínicos.
Además, a estas novillas se les administró cloprostenol para promover la lisis del cuerpo lúteo y la sincronización del celo. Para la detección del celo se utilizó un medidor de actividad, y se confirmó a través del moco vaginal y del reflejo de inmovilización.
- Muestras vaginales: se obtuvo una muestra en el momento de la inseminación artificial (IA) y otra durante el diestro (14 días post IA) de cada novillla.
- Extracción de sangre y determinación de progesterona: extraídas el mismo día que las muestras vaginales.
[Progesterona]= < 1 ng/mL -> ESTRO [Media]: 0,23 ± 0,06 ng/ml
[Progesterona]= > 1 ng/mL -> DIESTRO [Media]: 6,45 ± 1,61 ng/ml
Los resultados de los análisis no mostraron diferencias significativas en la riqueza y heterogeneidad de la microbiota entre las muestras foliculares y lúteas, sin embargo, la varianza de la riqueza fue significativamente mayor en las comunidades microbianas en muestras de la fase folicular en comparación con las muestras de fase lútea.
RESULTADOS
Los análisis realizados en este estudio permitieron la detección de comunidades, tanto de bacterias (Bacteria) como de arqueas (Archaea). Como era de esperar, las bacterias fueron más abundantes que las arqueas, representando el 99,6% de las lecturas.
Tanto bacterias como arqueas fueron detectadas en el 100% y 82% de las muestras vaginales, respectivamente.
Posteriormente, se decidió evaluar la composición taxonómica de las muestras comparando la abundancia de taxones en fase folicular y lútea, así como sobre muestras individuales para estudiar la variabilidad interindividual. Los resultados fueron los siguientes:
- 27 filos bacterianos en muestras de fase folicular
- 23 filos bacterianos en muestras de fase lútea
Los filos bacterianos más abundantes fueron:
- Tenericutes (35,6%)
- Firmicutes (25,2%)
- Bacteroidetes (14,9%)
Estos 3 filos representaron el 75% del total. Los siguientes, en orden decreciente, fueron:
- Proteobacteria
- Actinobacteria
- Fusobacteria
- Epsilonbacteraeota
- Patescibacteria
En la Figura 1 se muestra la variedad y abundancia de filos identificados en las muestras.
La Novilla 1 y la Novilla 4 presentaron cantidades insignificantes de Tenericutes durante la fase folicular y lútea, respectivamente.
Se observó una disminución de la abundancia relativa en las muestras de la fase lútea al compararlas con las muestras foliculares de:
- Chloroflexi
- Deinococcus-Thermus
- WPS-2 bacteria
- Cloacimonetes
- Patescibacteria
- Planctomycetos
Sin embargo, la abundancia relativa del filo Kiritimatiellaeota fue mayor durante la fase lútea que en la folicular.
A nivel de género o familia (cuando no se pudo asignar el género o los subsiguientes taxones), 17 géneros y 4 familias mostraron una abundancia relativa > 1% (Figura 2, Tabla 1). Los géneros/familias más abundantes fueron:
- Ureaplasma
- Histophilus
- f_Corynebacteriaceae (familia)
- Porphyromonas
- Mycoplasma
- Ruminococcaceae UCG-005
- f_Leptotrichiaceae (familia)
- Bacteroides
- Leptotrichia
- Helcococcus
- Campylobacter
- Grupo intestinal Rikenellaceae RC9
- Alistipes
- Streptoccocus
- f_Lachnospiraceae (familia)
- Grupo de los coprostanoligenes (Eubacterium)
- Facklamia
Respecto a la fase folicular, se produjo una disminución significativa de la abundancia de los siguientes géneros o familias en muestras de la fase lútea:
Por otro lado, la abundancia de los siguientes géneros o familias fue mayor durante la fase lútea en:
- f_Paludibacteraceae (familia)
- f_Bacteroidales grupo RF16 (familia)
- Familia XIII grupo AD3011
- Turicibacter
- Prevotellaceae UCG-003
- Ruminococcaceae UCG-010
- Solibacillus
- Ruminobacter
- Romboutsia
- Psychrobacter
- Paeniclostridium
El género Lactobacillus se detectó en el 37% y 10% de las muestras de la fase folicular y lútea, respectivamente.
Este género se detectó siempre en una baja abundancia relativa (0,19-0,04%). Únicamente Ureaplasma, Ruminococcaceae UCG-005, Bacteroides y f_ Ruminococcaceae se identificaron en todas las muestras (Tabla 1).
Ureaplasma fue el género más abundante en la mayoría de animales, sin embargo, la Novilla 1 presentaba casi ausencia de este microorganismo durante la fase folicular.
De igual manera, el género Histophillus, segundo más abundante, no se detectó en las muestras de fase folicular de la Novilla 1 y Novilla 9, ni en las muestras de fase lútea de la Novilla 6, 12, 18 y 20.
Respecto a Archaea, solo se observó el filo Euryarchaeota (0,55% de abundancia relativa media), en el 37% y el 75% de las muestras de la fase folicular y lútea, respectivamente.
Dentro de este filo, se detectó una alta prevalencia del género Methanobrevibacter, representando casi el 85% de todas las arqueas.
CONCLUSIONES
Esta investigación analizó y caracterizó, por primera vez, la evolución de la microbiota vaginal en novillas de leche durante un mismo ciclo estral.
Algunos autores han sugerido un origen intestinal de estas bacterias vaginales, que se explicaría por la proximidad anatómica. Otros han descrito diferencias en la abundancia de Tenericutes y Acidobacterias entre vacas gestantes y no gestantes, con una mayor abundancia de este filo en las vacas no gestantes.
La ausencia o menor abundancia del filo Tenericutes registrada en anteriores estudios podría deberse a diferencias en cuanto a raza, ubicación geográfica, dieta y edad, entre otros.
En resumen, los géneros más abundantes fueron:
- Ureaplasma
- Histophilus
- f_Corynebacteriaceae
- Porphyromonas
- Mycoplasma
- Ruminococcaceae UCG-005
- f_Leptotrichiaceae
Ureaplasma representó una abundancia relativa superior al 30%. Existen registros de la presencia de Ureaplasma diversum en la microbiota vaginal bovina en varios países (Brasil, Canadá, Francia, Costa Rica, Argentina, Australia y España).
Curiosamente, se ha informado de la abundancia elevada de Ureaplasma en la microbiota uterina de vacas no preñadas después de 200 DEL (días en leche).
El segundo género más abundante, Histophilus, forma parte de la microbiota del tracto genital bovino masculino y femenino, y su presencia no implica patología ni enfermedad.
Aunque el análisis de diversidad mostró diferencias en las comunidades microbianas entre la fase folicular y lútea, las diferencias en la composición taxonómica solo se observaron para taxones poco abundantes; estos taxones podrían desempeñar un papel importante en la microbiota vaginal de las vacas durante el ciclo estral, aunque todavía se desconoce.
El género Lactobacillus se detectó en baja abundancia durante el ciclo estral, aunque fue mayor durante la fase folicular que en la lútea.
Anteriormente, algunos autores describieron una disminución en la abundancia de Lactobacillus y la relacionaron con el aumento de la concentración de progesterona en la microbiota vaginal de las novillas.
Aunque en el presente estudio solo se estudiaron novillas para reducir las posibles variaciones debidas al desarrollo corporal, al manejo reproductivo y a la producción láctea, la composición de las comunidades bacterianas aquí estudiadas fue muy heterogénea entre los animales. Estos resultados concuerdan con estudios anteriores realizados en vacas y novillas en los que la variación individual era más importante que la edad o el estado de preñez.
La variación entre los individuos, incluidas las diferencias anatómicas y fisiológicas, puede también influir en la microbiota del tracto reproductivo.
Se ha observado que la composición de las comunidades microbianas está muy dispersa entre los animales, y a lo largo del ciclo estral. Por otro lado, es interesante analizar las diferencias entre la microbiota vaginal de animales sanos y animales enfermos, ya que puede permitir revelar biomarcadores microbianos de enfermedad.
La caracterización de grupos bacterianos beneficiosos puede conducir al uso de probióticos como tratamiento.
Además, el conocimiento de la microbiota vaginal podría ser interesante a la hora de buscar biomarcadores relacionados con la salud y fertilidad.
Esta investigación supone un importante avance en la dirección de la caracterización de los taxones más y menos abundantes, pero fluctuantes, de la microbiota vaginal de las novillas lecheras.
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