Proyecto H2020 HoloRuminant: Comprender los microbiomas del holobionte de rumiantes
- Tipo Proyecto
- Status Firmado
- Ejecución 2021 -2026
- Presupuesto asignado 9.724.763,75 €
- Alcance Europeo
- Principal fuente de financiación Horizonte 2020
- Sitio web del proyecto Proyecto HoloRuminant
Las especies de ganado rumiante, como el ganado vacuno, ovino y caprino, dependen de sus microbios corporales para funciones esenciales e interactuar con el entorno. La asociación entre el microbioma del rumiante hospedador, el holobionte, es la unidad biológica que influye en el desarrollo, el crecimiento, la salud y la huella ambiental de los rumiantes.
El objetivo principal del proyecto HoloRuminant, financiado con fondos europeos, es estudiar el papel del microbioma en la salud animal y la eficiencia productiva. Los investigadores adoptarán un enfoque multiómico para analizar el microbioma y el hospedador, así como el impacto de su interacción en etapas clave de la vida de los rumiantes. El objetivo final es caracterizar e identificar los microbiomas asociados a los rumiantes que se asocian con una mayor eficiencia productiva, salud y bienestar.
Se ha generado un documento dinámico con procedimientos operativos estándar. Se han identificado los datos existentes sobre el microbioma asociado a los rumiantes para su consolidación; y se están desarrollando flujos de trabajo y recursos computacionales. Se ha iniciado la generación de nuevos datos genómicos a partir de microbios con muestreos deficientes y se ha desarrollado una lista prioritaria de especies para secuenciación. Se están desarrollando nuevos flujos de trabajo y algoritmos computacionales para permitir la consolidación de los datos existentes y nuevos. Se han comparado los microbiomas de terneros nacidos de forma natural y por cesárea. Los resultados destacaron el potencial para promover el establecimiento temprano de microbios beneficiosos en el tracto gastrointestinal de rumiantes jóvenes y confirmaron que muchas especies microbianas colonizan al huésped en etapas tempranas de la vida. Se ha realizado un estudio para examinar la incidencia de la diarrea en etapas tempranas de la vida y su efecto sobre el microbioma fecal en terneros. En otro estudio, el efecto de los protocolos de parto (permanecer con la madre o arrancado al nacer) y los niveles de alimentación con sustitutos de leche (convencional o intensivo) y su papel en la salud, el rendimiento y los microbiomas de múltiples sitios se está analizando actualmente.
Se ha completado un estudio de transporte (mediante el cual los terneros fueron transportados desde su granja de origen en Francia a una granja comercial en el norte de España). Para investigar el vínculo madre-ternero, se está realizando un estudio con corderos trillizos.
Después del nacimiento, los corderos se dividieron en 3 grupos:
- Maternal.
- Artificial sin contacto con adultos.
- Artificial con contacto ocasional con adultos.
Se ha completado el muestreo de terneros desafiados con dos estudios de desafío de Enfermedad Respiratoria Bovina. En estudios de mastitis, se están probando cepas de LAB por sus propiedades protectoras cuando las células se desafian con el patógeno Staphylococcus aureus. Esto examinará si la presencia de LAB cambia la respuesta genética del huésped en presencia del patógeno. Se está investigando el papel de los microbiomas gastrointestinales en la transición dietética, tanto en vacas lecheras como en ganado vacuno, durante dicho período. Se ha completado la recolección de muestras y el análisis está en curso. Asimismo, se está evaluando el papel del microbioma en la eficiencia alimentaria utilizando muestras de novillos con consumo residual de alimento divergente, a los que se les ofreció una dieta sin pastoreo o una dieta concentrada.
Se han completado estudios de mitigación de metano que analizan los efectos de la suplementación dietética con aceites y grasas en la producción de metano en una variedad de dietas basales, razas de ganado y ubicaciones geográficas. Se desarrolló un Plan de Difusión, Difusión y Capacitación, que incluye el diseño del sitio web, un paquete de comunicaciones con la identidad del proyecto y el lanzamiento de las redes sociales de HoloRuminant. Se ha establecido una Red de Difusión Conjunta que reúne a diversos proyectos en el campo de los microbiomas y la epigenética.
La sostenibilidad de la producción de rumiantes preocupa a la sociedad debido a sus implicaciones ambientales, económicas y de seguridad alimentaria. El microbioma asociado al hospedador desempeña un papel clave en la salud, el bienestar y la eficiencia ambiental de los sistemas de producción de rumiantes. Sin embargo, a pesar de la información ya disponible, carecemos del conocimiento para vincular con precisión las causas y los mecanismos de la influencia microbiana en los fenotipos de los rumiantes.
Esto se debe a que la interconexión y la comunicación entre el animal y sus diferentes microbiomas nunca se han estudiado de forma profunda e integrada. El objetivo del proyecto es dilucidar el papel de los microbiomas asociados a los rumiantes y su interacción con el hospedador en las primeras etapas de la vida y a lo largo de los eventos vitales fundamentales. HoloRuminant utilizará un enfoque multiómico holístico para caracterizar la adquisición y evolución de microbiomas de diferentes sitios corporales, su heredabilidad y su influencia en la resistencia del hospedador a las enfermedades y la eficiencia ambiental de la producción.
Específicamente, determinaremos las funciones de los microbiomas combinando información multinivel para microbios, hospedador y su interacción; Definiremos el papel de los microbiomas durante etapas difíciles de la vida, como la etapa perinatal, el destete y la posterior a la exposición a patógenos; y evaluaremos el efecto de los microbiomas de rumiantes en fenotipos críticos para la producción sostenible, la salud y el bienestar. Esto permitirá la identificación de nuevos marcadores microbianos para el monitoreo, la predicción y la selección de fenotipos de interés.
Al involucrar a los actores de la cadena de valor ganadera, evaluaremos el impacto socioeconómico y la aceptabilidad de las innovaciones propuestas entre las partes interesadas y el público. HoloRuminant proporcionará metodologías altamente innovadoras y estandarizadas que impulsarán radicalmente nuestra comprensión del holobionte de los rumiantes. Este conocimiento y las herramientas creadas permitirán el uso de diagnósticos y soluciones basados en el microbioma para mejorar la sostenibilidad de los rumiantes.
La sostenibilidad de la producción de rumiantes es motivo de preocupación para la sociedad debido a sus implicaciones para el medio ambiente, la economía y la seguridad alimentaria. Los microbiomas asociados con el huésped juegan un papel clave en la salud, el bienestar y la eficiencia ambiental en los sistemas de producción de rumiantes. Sin embargo, a pesar de la información ya disponible, carecemos de conocimientos para vincular con precisión las causas y los mecanismos de la influencia microbiana en los fenotipos de los rumiantes. Esto se debe a que nunca se ha estudiado de forma profunda e integrada la interconexión y comunicación entre el animal y sus diferentes microbiomas.
El objetivo del proyecto es dilucidar el papel de los microbiomas asociados a rumiantes y su interacción con el huésped en las primeras etapas de la vida y a lo largo de los acontecimientos fundamentales de la vida. HoloRuminant utilizará un enfoque multiómico holístico para caracterizar la adquisición y evolución de microbiomas de diferentes partes del cuerpo, su heredabilidad y su influencia en la resistencia del huésped a las enfermedades y la eficiencia ambiental de producción. Específicamente: determinaremos las funciones de los microbiomas combinando información de múltiples niveles para los microbios, el huésped y su interacción; definir las funciones de los microbiomas durante períodos de vida desafiantes, como el período perinatal, el destete y después de la exposición a patógenos; y evaluar el efecto de los microbiomas de rumiantes sobre fenotipos críticos para la producción, la salud y el bienestar sostenibles.
Esto permitirá la identificación de nuevos marcadores microbianos para monitorear, predecir y seleccionar fenotipos de interés. Al involucrar a actores de la cadena de valor ganadera, evaluaremos el impacto socioeconómico y la aceptabilidad de las innovaciones propuestas entre las partes interesadas y el público. HoloRuminant proporcionará metodologías estandarizadas y altamente innovadoras que mejorarán radicalmente nuestra comprensión del holobionte de rumiantes. Este conocimiento y las herramientas creadas permitirán el uso de diagnósticos y soluciones basados en microbiomas para mejorar la sostenibilidad de los rumiantes.
El progreso técnico permitió la generación de más de 200 Genomas Ensamblados Metagenómicamente (MAG) con operones rrn completos para organismos aún no cultivados. Estos MAG conectados de alta calidad (HQ) constituyen un resultado significativo y, de forma prometedora, nos permiten vincular estos HQ-MAG con inventarios de 16S disponibles públicamente. Además, permitirán vincular la información genómica funcional de nuestros inventarios HQ-MAG con estudios más amplios y exhaustivos de proyectos europeos previos, contribuyendo así a la caracterización funcional de la microbiota hereditaria en rumiantes. Se desarrolló una primera versión de un novedoso algoritmo computacional que permite la consolidación estable (sin taxonomía) y escalable de múltiples conjuntos de datos de diferentes dianas de amplicones y su asociación con el entrecruzamiento de datos genómicos de datos del microbioma (16S, genomas cultivados y MAG).
El amplio estudio longitudinal para comprender la colonización de rumiantes por comunidades microbianas, su estabilidad temporal y sus asociaciones con la incidencia de enfermedades y los rasgos de productividad está en marcha en varios países.
La investigación de estos datos permitirá la identificación de biomarcadores microbianos para diferentes etapas de desarrollo y rasgos de salud, y potencialmente el desarrollo de probióticos. Los resultados del primer estudio completado que evalúa el papel de los microbiomas en la salud y la enfermedad muestran que los desafíos de terneros con el Virus Respiratorio Sincitial Bovino (BRSV) presentaron diferencias en los principales géneros microbianos entre terneros infectados y no infectados, lo que sugiere que la infección por BRSV causa una disbiosis del microbioma nasal.
Todos estos resultados y desarrollos tienen el potencial de permitir una mayor comprensión de las preocupaciones sociales impulsadas por el microbioma de la agricultura de rumiantes, incluyendo las emisiones de gases de efecto invernadero, el uso de recursos y la eficiencia general de la producción.
Se recogieron importantes comentarios de las partes interesadas que tenían un interés real en el microbioma y estaban dispuestas a recibir los resultados de la investigación lo antes posible. Se comprendió bien la importancia del establecimiento temprano de una microbiota adecuada en animales jóvenes, y las innovaciones en este campo se consideraron muy interesantes. Las partes interesadas esperaban evidencia científica sólida sobre el impacto de las prácticas en los parámetros de producción y la salud, la calidad y seguridad del producto, el medio ambiente y la sostenibilidad de los ecosistemas. Para los ganaderos, la promoción de innovaciones como la modulación del microbioma debe considerar los incentivos económicos, sus conocimientos y actitudes, y la influencia de sus pares y asesores.
- INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE POUR L'AGRICULTURE, L'ALIMENTATION ET L'ENVIRONNEMENT (INRAE)
Proyectos relacionados
