As pequenas coisas que vivem no nariz de um bezerro podem ser a chave para combater a doença respiratória bovina, a doença mais cara que afeta a indústria de carne bovina.
Jiangchao Zhao, professor associado de ciência animal na Estação Experimental Agrícola do Arkansas e no Dale Bumpers College of Agricultural, Food and Life Sciences, usa o sequenciamento de última geração para identificar os microrganismos que povoam as cavidades nasais bovinas, conhecido como microbioma respiratório. Ele correlacionou esses resultados com a presença ou ausência de doença respiratória bovina, também conhecida como BRD, em bezerros para descobrir qual microbiota beneficia a saúde do animal e quais a prejudicam.

A Estação Experimental Agrícola é o braço de pesquisa da Divisão de Agricultura do Sistema da Universidade de Arkansas.

Doença cara

Zhao disse que o BRD custa à indústria de carne bovina até US$ 2 bilhões por ano, incluindo morte de animais, redução na eficiência alimentar e outros efeitos nocivos, bem como custos de prevenção e tratamento. Os confinamentos dos EUA sozinhos veem até US$ 900 milhões em perdas anuais da BRD, de acordo com um artigo, "Efeitos econômicos da doença respiratória bovina", publicado no Journal of Animal Science .

Os confinamentos, especialmente para os bezerros que vão direto para lá após o desmame, apresentam o maior risco para os animais adquirirem BRD, disse Zhao. Mais de 90% dos grandes confinamentos nos EUA relataram a BRD como a doença mais frequente, de acordo com um relatório do Sistema Nacional de Monitoramento de Saúde Animal do USDA em Fort Collins, Colorado.

“Os bezerros são submetidos a um estresse significativo, desde o desmame até o transporte para o confinamento”, disse Zhao. "A convivência com outros animais aumenta o risco. O primeiro mês no confinamento é o período de maior vulnerabilidade à doença."

Bezerros em background, aqueles que continuam no pasto em uma operação de pecuária após o desmame, são menos suscetíveis à BRD, disse Zhao, mas não imunes. Os animais ainda estão sob estresse durante o transporte da fazenda de bezerros para a fazenda de fundo, o que diminui sua resposta imune quando expostos à doença.

Zhao disse que o background apresenta menos estresse e menos exposição ao BRD do que ir diretamente para um confinamento. "É uma boa prática. Os bezerros desenvolvem um sistema imunológico mais saudável e ficam maiores e mais fortes quando finalmente vão para o confinamento."

No entanto, mais da metade dos bezerros dos EUA vão diretamente para os confinamentos após o desmame, disse ele.

Correlação de microbioma

Microbiomas são colônias de bactérias – boas, más ou indiferentes – que ocupam cavidades nos corpos dos animais. Zhao e sua equipe de pesquisa investigam essa microbiota em animais agrícolas para determinar como as populações afetam a saúde dos animais.

Neste estudo, Zhao está identificando espécies de microbiota que se correlacionam com ocorrências de doenças respiratórias bovinas em cada animal.

A pesquisa de Zhao está sendo conduzida em 30 bezerros em cada um dos três locais de pesquisa da Divisão de Agricultura - o Centro de Pesquisa e Extensão Agrícola Milo J. Shult em Fayetteville, o Centro de Pesquisa e Extensão do Sudoeste em Hope e a Estação de Pesquisa Pecuária e Florestal perto de Batesville.

Zhao está colaborando nesta pesquisa com os colegas de ciência animal Beth Kegley e Jeremy Powell, o estatístico da Divisão de Agricultura Jung Lee e os cientistas animais John Richeson da West Texas A&M University e Sarah Capik da Texas A&M University.

"Estamos trabalhando para entender os mecanismos de causa da doença", disse Zhao.

BRD é quase sempre uma co-infecção, disse ele. Um bezerro pega um vírus – não muito diferente de humanos pegando um resfriado ou gripe – e então uma bactéria patogênica se aproveita do sistema imunológico comprometido do animal.

"Quando você sabe o que causa a doença", disse Zhao, "então você tem um alvo para intervenção".

Usando o sequenciamento de última geração, Zhao tem observado quais genes são transcritos durante uma infecção por BRD, incluindo genes tanto no patógeno quanto no sistema imunológico do animal.

“Rastrear a interação entre patógeno e hospedeiro é muito complicado, trabalho de big data”, disse Zhao.

Este estudo é combinado com culturômica, disse Zhao, para isolar os insetos bons e ruins do sistema respiratório bovino. Amostras de microbioma dos swabs são espalhadas em placas de Petri com diferentes meios de crescimento e gases para simular o ambiente do sistema respiratório - um processo conhecido como "chapeamento". Em seguida, as colônias bacterianas nas placas são analisadas para identificação e caracterização.

A equipe do laboratório de Zhao identificou vários probióticos em potencial com base na análise de big data. Samantha Howe, Ph.D. estudante do Bumpers College, foi capaz de cultivar algumas das bactérias. "Ela está trabalhando para verificar os efeitos benéficos desses insetos para ver se eles podem matar ou inibir o crescimento de patógenos", disse Zhao.

Na pesquisa de acompanhamento, Zhao alimentará essas bactérias "boas" de volta aos bezerros para ver se eles são capazes de parar ou reverter uma infecção por BRD.

Esta pesquisa pode levar ao desenvolvimento de produtos probióticos que usam as bactérias boas como uma intervenção para curar ou prevenir a BRD, disse Zhao. Esses produtos podem ser mais seguros e eficazes do que os antibióticos, aos quais as bactérias podem criar resistência.

Avanços na detecção

Em pesquisas relacionadas, Zhao desenvolveu um método mais fácil para detectar BRD ou os patógenos que podem levar à doença.

O método padrão para detectar BRD em bovinos doentes ou vulneráveis ​​é esfregar a cavidade nasofaríngea com um esfregaço nasal rinostático. Zhao disse que a cavidade nasofaríngea bovina, a localização do microbioma respiratório, é muito profunda, atingindo toda a extensão da cabeça do animal até o topo do esôfago. A coleta de amostras é um procedimento difícil, e o gado também não gosta muito disso.

Zhao investigou o uso de zaragatoas mais curtas para amostrar a frente da passagem nasal dos bezerros – a área imediatamente dentro do nariz. Ele foi capaz de demonstrar que esse método mais fácil é tão preciso quanto o método padrão, causando muito menos desconforto ao animal. Ele está desenvolvendo um kit de teste que os produtores de carne bovina podem usar em campo para coletar amostras que podem ser submetidas a um laboratório para análise.

Em uma segunda fase da pesquisa, ele quer desenvolver um kit de autoteste que use um sistema semelhante aos agora familiares kits de teste doméstico para COVID-19. Após a amostragem, o swab é espalhado em um papel de teste preparado que indicará se o animal é positivo ou negativo para BRD.

Esse teste pode ser usado para determinar se um bezerro tem uma concentração mais alta de bactérias "ruins" que podem levar à infecção por BRD ou das bactérias "boas" que ajudam a preveni-la.

Ser capaz de identificar quais animais estão em maior ou menor risco de infecção significa que os veterinários podem focar a intervenção em menos animais, economizando dinheiro e diminuindo o risco de desenvolver bactérias resistentes a antibióticos. + Explorar mais

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