Dysbiose bei Absetzferkeln: neue Forschungsergebnisse

Sep 25, 2017

In der Schweineindustrie können Probiotika bei der Bekämpfung von Dysbiosen und enteralen Infektionen nach dem Absetzen helfen.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern aus drei Forschungseinrichtungen (der Universität von Clermont-Ferrand/INRA, dem Institut de l’Elevage und der Universität Gent) veröffentlichte gemeinsam mit Lallemand Animal Nutrition „Trends in Microbiology¹“, einen detaillierten Bericht über Darmmikrobiota-Dysbiosen bei abgesetzten Ferkeln. Die Forscher betrachteten zunächst die Auswirkungen, die die abrupten Ernährungs- und Umfeldveränderungen während des Absetzens auf die Verdauungs-Mikrobiota von Ferkeln haben und die zu enteralen Problemen führen können. Danach untersuchten die Wissenschaftler die Effekte von nicht-antimikrobiellen Alternativen, die derzeit im Hinblick auf ihre Fähigkeit, das Gleichgewicht der Darmflora wiederherzustellen, untersucht werden und die dabei helfen könnten, die Absetzphase erfolgreich zu meistern. Eine der Schlussfolgerungen dieser umfangreichen Untersuchung ist, dass „Probiotika unter den verfügbaren Alternativen das höchste Potenzial zu haben scheinen und eine sichere Möglichkeit darstellen könnten, Dysbiosen und enterale Infektionen bei Ferkeln nach dem Absetzen zu bekämpfen.“ Darüber hinaus bewertet der Bericht in vitro-Modelle, die entwickelt wurden, um die Ferkelmikrobiota zu untersuchen und neue Futtermittelzusatzstoffe zu entwickeln. Diese Modelle entsprechen der EU-Richtlinie, nach der die Verwendung von Tieren in der Erforschung von Zusatzstoffen verringert werden soll.

Untersuchung von nicht-antibiotischen Ansätzen beim Absetzen von Ferkeln

Die Autoren untersuchten Studien mit unterschiedlichen, nicht-antibiotischen Ansätzen zur Wiederherstellung des mikrobiellen Gleichgewichts und zur Kontrolle von Magen-Darm-Infektionen bei Absetzferkeln: Zinkoxid, organische Säuren, ätherische Öle, Präbiotika und Probiotika. Im Zusammenhang mit Probiotika wurden 12 Studien analysiert (sechs in gesunden Ferkeln, sechs in mit Pathogenen belasteten Ferkeln), die mit verschiedenen Bakterienarten oder Hefe-Probiotika durchgeführt wurden. Die Schlussfolgerungen deuten darauf hin, dass Milchsäurebakterien in frisch abgesetzten Ferkeln die Populationen von Lactobacillus oder Bifidobacterium spp. stärken und das Vorkommen von E. coli vermindern, was auf stammspezifische Effekte zurückzuführen ist. Dies führte bei den Forschern zu der Schlussfolgerung, dass „unter den verfügbaren Alternativen Probiotika das höchste Potenzial zu haben scheinen, da sie die einzigen Futterzusatzstoffe darstellen, die bei Ferkeln gegen pathogene Stämme wirksam sind. Obwohl die zugrunde liegenden Mechanismen nicht vollständig verstanden werden, könnte der Schutz von Ferkeln vor Infektionen nach dem Absetzen durch den Einsatz dieser Probiotika, vor allem mit der Hemmung des Pathogenwachstums und der Adhäsion an die Darmschleimhaut, der Stimulierung des Immunsystems oder der Modulation von Zusammensetzung und Aktivität der Darmmikrobiota zusammenhängen.“¹

PigutIVM: das in-vitro-Modell des Ferkelkolons

Lallemand Animal Nutrition hat gemeinsam mit Forschungspartnern der Universität Clermont-Ferrand/INRA und der ANSES und Ploufragan-Universität in der Bretagne vor kurzem an der Entwicklung eines neuen dynamischen in-vitro-Modells des Ferkelkolons, genannt PigutIVM, mitgewirkt. Bisher gab es nur wenige in-vitro-Modelle des Schweinedarms und keine, die den Ferkeldarm reproduzierten. Dabei wäre ein solches Hilfsmittel von großem Interesse, weil die ersten Lebenswochen eine kritische Phase für das Wachstum der Schweine darstellen. PigutIVM ist das erste Modell seiner Art, das die durch mikrobielle Fermentation entstandenen anaeroben Bedingungen wiedergibt. Es wurde zum ersten Mal verwendet, um die Auswirkungen von Antibiotika auf die Kolonmikrobiota von Ferkeln und die Wirkung der probiotischen Lebendhefe Saccharomyces cerevisiae var. boulardii CNCM I-1079 zu untersuchen. Die ersten Ergebnisse wurden Anfang des Jahres veröffentlicht². Die Autoren schlossen, dass das Modell in der Lage ist, in-vivo-Situationen darzustellen und es genutzt werden kann, um in zukünftigen Forschungsprojekten Dysbiosen des Ferkelverdauungssystems zu studieren. Interessanterweise bestätigte die Untersuchung mit dem PigutIVM frühere in-vivo-Ergebnisse über die positive Wirkung von Saccharomyces cerevisiae var. boulardii CNCM I-1079 auf die Verringerung des E. coli-Gehalts. In einem neuen Projekt werden dieselben Forschungspartner weiter daran arbeiten, das Modell zu verbessern, verschiedene Dysbiose-Szenarien zu untersuchen und Wege zu finden, diese abzumildern.

Dr. Mathieu Castex, Direktor F&E bei Lallemand Animal Nutrition, sagt: „Wir sind sehr stolz darauf, in dieser modernen Spitzenforschung zum Thema Ferkelmikrobiota involviert zu sein. In den vergangenen Jahrzehnten haben sich die Wissenschaftler im Wiederkäuer-Bereich stark auf die Charakterisierung und das Verständnis der Pansen-Mikroflora sowie der experimentellen Modelle von in-vitro-Fermentern bis hin zu fistulierten Kühen konzentriert. Als Lallemand vor mehr als zehn Jahren begann, die Mikrobiota von Schweinen zu untersuchen, war das Wissensniveau sehr niedrig und wir erkannten, dass die Schweine-Mikroflora unterschätzt wurde.“

Dr. Frédérique Chaucheyras-Durand, Forschungsleiterin bei INRA, ergänzt: „Aufbauend auf unsere Erkenntnisse aus der Erforschung der Wiederkäuer-Mikroflora, fokussierten wir uns nun auf die wichtige Forschungsarbeit im Bereich der Mikroflora im Verdauungssystem von Ferkeln und Sauen. Die Entwicklung des PigutIVM ist ein Stück des Puzzles, das uns hilft, ein besseres Verständnis der Wirkungsweisen von Probiotika und Antibiotika zu gewinnen, aber auch nach neuen Lösungen zu suchen, die im Kontext der Reduktion des Antibiotika-Einsatzes eine Schlüsselposition einnehmen werden.“

Gresse R, Chaucheyras-Durand F, Fleury MA, Van de Wiele T, Forano E, Blanquet-Diot S. Gut Microbiota Dysbiosis in Postweaning Piglets: Understanding the Keys to Health. Trends Microbiol. 2017 Jun 8. pii: S0966-842X(17)30118-X. doi: 10.1016/j.tim.2017.05.004
Fleury MA, Le Goff O, Denis S, Chaucheyras-Durand F, Jouy E, Kempf I, Alric M, Blanquet-Diot S. Development and validation of a new dynamic in vitro model of the piglet colon (PigutIVM): application to the study of probiotics Appl Microbiol Biotechnol. 2017 Mar;101(6):2533-2547