Los rumiantes desempeñan un papel importante en la producción agrícola, y el rumen y el microbioma que contiene desempeñan un papel crucial para ayudar al ganado lechero y de carne a digerir y absorber los nutrientes de los alimentos que ingieren. En muchas partes del mundo, los rumiantes pastan en tierras que no son aptas para la producción de cultivos. Convierten los piensos recalcitrantes, incluidos los subproductos de desecho como los granos de destilería seca, y el forraje de baja calidad, en una valiosa fuente de proteínas para el consumo humano.

Composición microbiana del rumen

Durante décadas, los investigadores han estado examinando el papel del microbioma del rumen. Los estudios revelan que varios factores desempeñan un papel en la determinación de la composición y la función de los microbianos del rumen, entre ellos la dieta, la genética, la edad, el sexo y la geografía. Sin embargo, es necesario seguir estudiando el tema.

«Queremos entender mejor cómo se digiere la comida y cómo los animales pueden cosechar energía de esa comida usando estos microbios como el principal medio para adquirir nutrientes», explica André Luis Neves, uno de los autores del artículo

«Si hay un desequilibrio entre esta compleja comunidad, por supuesto, se producen impactos negativos en la salud», dice Neves, que es analista de investigación en Embrapa Dairy Cattle, con sede en Aracaju, Brasil.

«Es importante entender estas interacciones también por la salud del huésped», añadió. «Los microbios también están relacionados con el sistema inmunológico».

También se ha trabajado mucho para ver si las poblaciones microbianas en el rumen pueden ser manipuladas a través de la dieta o de aditivos como el 3-NOP. Lo que se sabe es que hay muchos factores que influyen en la tasa e intensidad de la metanogénesis del rumen. La composición de la dieta, por ejemplo, puede impactar el volumen de CH4 ruminal medible producido. Las dietas con alto contenido de forraje llevan a una mayor producción de CH4 que las dietas ricas en concentrados, por ejemplo.

«Aunque puede parecer rentable dejar de alimentar al ganado con forraje, la reducción del pH del rumen en dietas con alto contenido en almidón puede contribuir al desequilibrio de la comunidad microbiana y de la fermentación y provocar una acidosis ruminal subaguda», explica el documento

La genética podría jugar un papel

Estudios recientes sugieren que la heredabilidad también puede jugar un papel en ciertos grupos de bacterias del rumen en el ganado vacuno de carne y de leche. Si se pueden encontrar relaciones hereditarias fuertemente definidas entre el huésped y el microbioma, los investigadores creen que podría ser posible dirigirse al huésped por medio de la selección genética para optimizar el microbioma, y no al revés, como es la práctica actual.

«Se desconoce si la genética del huésped influye en las pautas de colonización en el rumen, pero si esto pudiera confirmarse, a través de marcos multieconómicos, sería posible seleccionar una pauta de colonización más favorable que sea susceptible de manipulación persistente mediante intervenciones dietéticas o de gestión», dice el documento

«Se quiere favorecer el crecimiento de una comunidad microbiana que sea más beneficiosa para mejorar la eficiencia de la alimentación animal, reducir las emisiones de metano y ayudar a que la producción ganadera sea más respetuosa con el medio ambiente», añade Neves.

Se necesita un nuevo enfoque

A fin de comprender mejor el papel del microbioma del rumen y los factores que determinan su composición y función, los autores sugieren que tal vez sea necesario un enfoque más global del análisis estadístico

«La estrategia debería ser similar porque el problema es global», dice Neves, señalando como ejemplo el impacto ambiental de las emisiones de metano

«Si tuvieras un enfoque más global podrías abordar el problema», añade.

Aunque las ventajas de la tecnología de secuenciación de alto rendimiento en términos de recolección de datos de diversas muestras son claras, el análisis de esos datos es un desafío, dice Neves

Los esfuerzos de secuenciación de alto rendimiento están sujetos a una serie de sesgos, entre ellos el método de recogida de muestras, el método y la duración de la conservación de las muestras antes de su análisis, la elección del protocolo de extracción de ácido nucleico y la tecnología de secuenciación, escribió Neves en el documento. Además, los instrumentos bioinformáticos utilizados para analizar los datos de secuenciación de alto rendimiento no se han comparado ampliamente por su coherencia

El peligro de que los datos se manejen incorrectamente es obtener falsos positivos que lleven a los investigadores a sacar conclusiones inexactas. Por esta razón, Neves cree que será importante estandarizar el análisis en el futuro. Hacerlo ayudará a validar aún más las investigaciones científicas realizadas en diferentes partes del mundo.

Más allá del rumen

Si bien se han realizado muchas investigaciones sobre el papel del rumen en cuanto a la eficiencia de la alimentación y su impacto en el medio ambiente, se sabe muy poco sobre el microbioma del intestino inferior. Sin embargo, según la revisión recientemente publicada por el Dr. Eóin O’Hara y sus colegas de la Universidad de Alberta en Canadá, cada vez hay más pruebas que sugieren que el tracto gastrointestinal inferior (TIG) y la microbiota que lo compone también desempeñan un papel importante en la producción y la salud del ganado. También conocido como el tracto intestinal postgástrico, el intestino bajo está formado por el intestino delgado y las regiones del intestino posterior. Lo que los investigadores saben con certeza es que el tracto gastrointestinal inferior desempeña un papel importante en el desarrollo de los terneros. El rumen de un ternero recién nacido y joven no está bien desarrollado; la mayoría de sus primeros nutrientes provienen del calostro

«Cuanto más se comprende el intestino inferior y cómo los microbios del intestino inferior interactúan con el huésped – en este caso, los terneros – más importante es comprender cómo se utilizan las inmunoglobulinas en esa porción del intestino para transportar los anticuerpos que el ternero necesita para ser resistente a ciertas enfermedades», explica Neves

«Este es uno de los puntos clave en términos de estudio del intestino inferior en los terneros», añade. Se han realizado muy pocos estudios sobre el intestino inferior de los rumiantes adultos. Los autores del artículo sugieren, por lo tanto, que los futuros estudios incluyan también el análisis del microbioma del intestino inferior.

Encontrar el microbioma intestinal óptimo

Por último, en el documento se pide un cambio de mentalidad y se insta a los investigadores de microbiomas a que pasen de los estudios asociativos a los estudios causales basados en mecanismos. El documento sugiere que los investigadores se alejen del actual «enfoque fragmentario» a cambio de más estudios de asociación de microbiomas. Esto ayudará a identificar de forma concluyente las vías microbianas que contribuyen activamente al fenotipo del huésped. Esto, a su vez, les permitirá encontrar el microbioma intestinal óptimo bajo cualquier circunstancia