Microbiota intestinal y genética del hospedador: contribución conjunta a la eficiencia y la robustez en porcino

Abstract

[ES] Entre el hospedador y la microbiota intestinal existe una permanente comunicación e intercambio de señales que regulan, por una parte, el equilibrio entre las diferentes especies de microorganismos que conviven con él, y por otra, la respuesta del hospedador hacia estos agentes externos, creando una relación simbiótica que promueve el buen funcionamiento del sistema digestivo e inmunológico del hospedador. Sin embargo, no está claro en qué medida la variación genética del hospedador puede modular de manera conjunta la composición de la microbiota intestinal y el perfil inmunitario del hospedador. El objetivo de este trabajo es evaluar la existencia de una base genética común que pueda regular la composición de la microbiota intestinal y el perfil inmunitario en cerdos. Para este fin, se utilizó información genómica, la composición de la microbiota intestinal y fenotipos de inmunidad de 432 cerdos de raza Duroc. El análisis comparativo de las regiones del genoma asociadas a la variación cuantitativa de ambos grupos de caracteres ha mostrado una región común en el cromosoma 6 porcino (SSC6) asociada con la abundancia relativa del género Blastocystis y la capacidad fagocítica de los linfocitos (LYM_PHAGO_FITC). Dentro de esta región se identificaron seis genes candidatos (WWP2, CYB5B, VPS4A, CDH1, CDH3 y TERF2) cuyas funciones podrían explicar las variaciones fenotípicas observadas. Por otra parte, durante el estudio de biomarcadores microbianos se identificaron dos géneros de protistas (Blastocystis, Entamoeba) y dos bacterianos (Peptococcus y Fibrobacter) como los más estrechamente relacionados con la variación fenotípica de LYM_PHAGO_FITC. El presente estudio sugiere la existencia de una limitada relación conjunta entre las variantes genéticas del hospedador con los fenotipos microbianos y de inmunidad. De igual manera proponemos un grupo de biomarcadores microbianos asociados con el fenotipo de inmunidad LYM_PHAGO_FITC en porcino.

[EN] The microbiota is a heterogeneous ecosystem that influences host¿s physiological functions such as food intake, metabolism, and the immune system. There is a permanent interaction between the host and the microbial communities. However, the relative strengths of this crosstalk are far from understood. For instance, it is unclear to what extent host genetic variation influences and interacts with the gut microbiota to develop the host¿s immune system in pigs. The aim of this work is to evaluate the existence of a common genetic basis that regulates the composition of the gut microbiota and the immunity profile in pigs. For this purpose, genomic information, the gut microbiota profile and immunity phenotypes from 432 Duroc pigs were used. Comparative analysis of the genomic regions associated with both groups of traits identified a common region on porcine chromosome 6 that was associated with the relative abundance of the genus Blastocystis and the phagocytic capacity of lymphocytes (LYM_PHAGO_FITC). This region included six candidate genes (WWP2, CYB5B, VPS4A, CDH1, CDH3 and TERF2) that were functionally related to the traits under consideration. Furthermore, the identification of microbial signatures reveals microbial biomarkers composed of two protist genera (Blastocystis, Entamoeba) and two bacterial (Peptococcus and Fibrobacter) as the most related to the phenotypic variation of the phagocytic capacity of lymphocytes (LYM_PHAGO_FITC). In conclusion, this study suggests the existence of a limited joint relationship between host genetic variants with microbial and immunity traits in pigs. In addition, we propose the existence of gut microbial biomarkers linked to the LYM_PHAGO_FITC in pigs.

[CA] Entre l'hoste i la microbiota intestinal existeix una permanent comunicació i intercanvi de senyals que regulen, d'una banda, l'equilibri entre les diferents espècies de microorganismes que conviuen amb ell i d’una altra, la resposta de l'hoste cap a aquests agents externs, creant una relació simbiòtica que promou el bon funcionament del sistema digestiu i immunològic de l'hoste. No obstant això, no és clar en quina mesura la variació genètica de l'hoste pot modular de manera conjunta la composició de la microbiota intestinal i el perfil immunitari de l'hoste. L'objectiu d'aquest treball és precisament avaluar l'existència d'una base genètica comuna que reguli la composició de la microbiota intestinal i el perfil d’immunitat en porcs. Amb aquesta finalitat es va utilizar la informació genòmica, el perfil de la microbiota intestinal i fenotips d'immunitat de 432 porcs de raça Duroc. L'anàlisi comparativa de les regions del genoma associades a la variació quantitativa de tots dos grups de caràcters, ha mostrat una regió comuna en el cromosoma 6 porcí associada amb l'abundància relativa del gènere Blastocystis i la capacitat fagocítica dels limfòcits (LYM_PHAGO_FITC). Dins d'aquesta regió es van identificar sis gens candidats (WWP2, CYB5B, VPS4A, CDH1, CDH3 i TERF2), les funcions dels quals podrien explicar les variacions fenotípiques observades. D'altra banda, la identificació de biomarcadors microbians va revelar dos gèneres de protistes (Blastocystis, Entamoeba) i dos bacterians (Peptococcus i Fibrobacter) com els més estretament relacionats amb la variació fenotípica de LYM_PHAGO_FITC. El present estudi suggereix l'existència d'una limitada relació conjunta entre les variants genètiques de l'hoste i els fenotips microbians i d’immunitat. De igual manera proposem un grup de biomarcadors microbians associats amb el fenotip d'immunitat LYM_PHAGO_FITC en porcí.