Bacillus subtilis 29784: cepa específica que garante os benefícios anti-inflamatórios das moléculas melhoradoras de desempenho

Os antibióticos são utilizados na produção animal para diferentes fins, como tratamento para combater doenças infecciosas que afetam rebanhos, em uso profilático para prevenir surgimento de enfermidades e como promotores de crescimento para melhorar o desempenho de animais.

Elucidar o mecanismo de ação dos antibióticos na melhoria do desempenho produtivo dos animais não foi tarefa fácil, mas atualmente este efeito já está comprovado e é um conceito aceito na produção animal. Além do seu efeito antimicrobiano per se, o conceito de que os antibióticos melhoradores de desempenho (AMD) atuam mais por meio da redução da atividade anti-inflamatória do que pela redução da microbiota intestinal, foi introduzido pelo Prof. Theo Niewold (2007). Esse pesquisador demostrou relação entre os antibióticos utilizados como melhoradores de desempenho e suas propriedades anti-inflamatórias na parede intestinal de aves (Fig 1).

O uso de antibióticos como melhoradores de desempenho (AMD) e o uso profilático destes vêm sendo banidos em diferentes países ao redor do mundo, em especial na União Européia que proibiu o uso de AMDs desde 2006. No Brasil, tendências a restrição já são uma realidade sendo que moléculas como sulfato de colistina, eritromicina, espiramicina, entre outras, foram proibidas como AMD. Assim, a fim de assegurar a saúde e produtividade animal, empresas avícolas e de produção de suínos tiveram que aperfeiçoar o gerenciamento da sua produção. Uma das respostas encontradas foi direcionar suas ações ao uso de probióticos.

Entre os produtos com efeito probiótico, a sugestão é buscar aqueles que tenham capacidade de redução da resposta inflamatória na parede intestinal dos animais e auxiliam na manutenção da integridade desta parede. A capacidade da cepa de Bacillus subtilis 29784 (Alterion®) em reduzir a resposta inflamatória como efeito direto foi avaliada, sem levar em consideração o efeito sobre a microbiota. Esta capacidade em reduzir a resposta inflamatória foi ainda comparada aos efeitos de outras duas cepas de Bacillus subtilis (denominadas Bs A e Bs B) encontradas em produtos probióticos comerciais.

Para testar a capacidade das células vegetativas do Bacillus em diminuir a resposta inflamatória, utilizamos um modelo in vitro: uma monocamada de células epiteliais intestinais (Caco-2) em um sistema Transwell. As três cepas bacterianas (Bs A, Bs B e Alterion®), juntamente com um controle positivo, um composto conhecido por suas fortes propriedades anti-inflamatórias, o galato de epigalocatequina (EGCG), foram avaliados. As células intestinais foram então estimuladas para mimetizar a resposta inflamatória. A estimulação foi realizada expondo as células Caco-2 à interleucina 1 beta (IL-1 beta), um indutor inflamatório. O nível de resposta inflamatória foi medido pela produção de interleucina 8 (IL-8), um marcador de inflamação aguda.

 modelo in vitro foi efetivo e observamos que a estimulação das células Caco-2 com IL-1 (tratamento controle com estresse) induziu efetivamente o aumento na produção de IL8, quando comparado com o controle com células não estressadas. O uso do EGCG nas células Caco-2 estressadas foi muito eficaz na prevenção da resposta inflamatória. Finalmente, mesmo que todas as cepas de Bacillus tenham mostrado uma tendência em reduzir a resposta inflamatória, Bacillus subtilis 29784 (Alterion®) foi muito mais eficaz, diminuindo a produção de IL-8 para o nível obtido com o tratamento que utilizou o composto anti-inflamatório EGCG. As outras cepas de Bacillus diminuíram ligeiramente a inflamação, mas não conseguiram retornar completamente ao nível do tratamento com EGCG (Fig 2). 

Preservar a integridade da ‘barreira intestinal’ também é fundamental para o desempenho e a saúde dos animais. Além de garantir a absorção de nutrientes, a mucosa intestinal também desempenha um papel importante na proteção do sistema imunológico dos animais através da produção de muco, e prevenção contra bactérias e toxinas que entram na corrente sanguínea.

Para testar o efeito direto do Bacillus subtilis 29784 (Alterion®) na função da ‘barreira intestinal’, utilizamos o mesmo modelo de Caco-2 como descrito anteriormente. Desta vez, a estimulação foi realizada com TNF-α, uma molécula pró-inflamatória que pode levar à deterioração da integridade da ‘barreira intestinal’. Mensuramos a resistência elétrica transepitelial (TEER), que representa a tensão entre o lado apical e o lado basolateral - ou seja, corresponde à passagem das moléculas. Quanto maior o TEER, melhor a integridade epitelial. A análise da via paracelular com D-manitol nos permitiu avaliar ainda mais a integridade da ‘barreira intestinal’, já que mais D-manitol passando do lado apical para basolateral significaria que a integridade da barreira foi danificada.

A estimulação com TNF-a diminuiu o TEER e aumentou o fluxo de manitol, conforme esperado. A cepa de Bacillus subtilis 29784 restaurou os parâmetros para níveis semelhantes aos de células não estimuladas (Fig 3).

Assim, a cepa Bacillus subtilis 29784 (Alterion®) mostrou ter propriedades anti-inflamatórias, como observado com a maioria dos antibióticos utilizados como melhoradores de desempenho. Além disso, esta cepa única tem a capacidade de manter a integridade da barreira intestinal, fundamental para garantir o melhor desempenho produtivo, bem como o bom estado de saúde em animais de produção.