Tým vědců z České zemědělské univerzity monitoroval výskyt komenzálních bifidobakterií ve střevním mikrobiomu primátů chovaných v zoologických zahradách

Dynamická mikrobiální společenstva jsou nezbytná pro přežití zvířat v měnících se environmentálních podmínkách zahrnujících degradaci jejich habitatu, chov v zajetí a změnu přirozené diety. Při posunu mikrobiální rovnováhy do dysbiotického stavu lze předpokládat rozvinutí řady onemocnění, se kterými se přes veškeré snahy chovatelů potýká mnoho institucí zabývajících se ochranou ohrožených druhů primátů. Bifidobakterie jsou komenzální skupinou anaerobních bakterií, které běžně osídlující střevo teplokrevných savců a hmyzu žijícího sociálním způsobem života. Podílejí se na udržení střevní homeostáze a jsou spojovány s řadou dalších prospěšných vlastností, kterými příznivé ovlivňují zdraví svého hostitele, a právě z tohoto důvodu jsou velmi často podávány jako probiotika. Při jejich volbě je poté velmi důležité dbát na to, které druhy jsou pro daného hostitele typické. Navíc je zajímavé, že většina nově popsaných druhů bifidobakterií (rod Bifidobacterium obsahuje již skoro 90 různých druhů) byla izolována zejména z novosvětských opic jako jsou tamaríni a kosmani. Proč tomu tak není u starosvětských primátů jako jsou například šimpanzi, giboni či kočkodani?

Tento trend odpovídá našemu zjištění, že bifidobakterie jsou dominantní skupinou kultivovatelných anaerobů u novosvětských primátů (až 108 KTJ/g fekálního vzorku), zatímco jejich počty leckdy více než o polovinu klesají u opic starosvětských. V těchto případech jsou bifidobakterie ve střevní mikrobiotě většinou nahrazovány bakteriemi z čeledi Clostridiaceae s morfologií sarcin. Přestože jsou sarciny obecně považovány za patogenní mikroorganismy, jejich přítomnost je ve střevní mikrobiotě opic bez zjevných zdravotních obtíží pravděpodobně zcela běžná.

Pro identifikaci bifidobakterií byly vytvořena rozšířená MALDI-TOF databáze hmotnostních spekter, která se osvědčila jako skvělý nástroj pro rychlý screening bifidobakteriálního zastoupení u primátů chovaných v zajetí. Ve střevní mikrobiotě novosvětských opic byla detekována většina druhů bifidobakterií, které byly původně z tohoto prostředí izolovány a v posledních letech popsány jako nové druhy. Na rozdíl od novosvětských opic, mikrobiota starosvětských obsahovala zejména druhy bifidobakterií, které jsou typicky multi-hostitelské a vyskytují se běžně i u člověka a jiných živočišných druhů. Kvantitativní zastoupení bifidobakterií navíc odráželo i potravní specializaci primátů. V mikrobiotě opic, v jejichž dietě je významně zastoupena složka ovoce, hmyzu a stromové pryskyřice byly bifidobakterie nejvíce zastoupeny (u frugivor – a gummivor-insektivorů), zatímco u opic, které jsou více všežravé, jejichž významnou složkou diety je ovoce a listy, zastoupení bifidobakterií významně pokleslo (u frugivor-folivorů a frugivor-omnivorů).

Amplikonové sekvenování podpořilo trend kultivačních výsledků a potvrdilo navíc i inverzní poměr Actinobacteria s Firmicutes. Zároveň byla detekována také významně vyšší diverzita bakteriální populace u starosvětských opic ve srovnání s novosvětskými, ve kterých převládaly zejména aktinobakterie s vysokým zastoupením bifidobakterií. Výsledky naznačují, že evoluční specializace zahrnující preferovanou potravu primátů je zodpovědná za výskyt a druhové zastoupení bifidobakterií ve střevní mikrobiotě opic. Na základě výsledků lze doporučit podporu vyvážené střevní mikrobioty primátů chovaných v zajetí zejména optimalizovanou prebiotickou a probiotickou stimulací cílenou na daného hostitele.

Spolupráce s vědeckými institucemi jako je ČZU Praha pomáhá všem zoologickým zahradám ke zlepšení života chovaných druhů.

Uvedený výzkum vznikl na základě spolupráce Katedry mikrobiologie, výživy a dietetiky s Katedrou etologie a zájmových chovů ČZU v Praze. Významným partnerem byla laboratoř profesora K. J. Domiga z univerzity BOKU ve Vídni a Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR. Výzkum byl podpořen projektem NutRisk Centre [No: CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000845], projektem mezinárodní česko-rakouské spolupráce MŠMT ČR [8J19AT028] a METROFOOD‐CZ [MEYS Grant No: LM2018100]. Autoři práce děkují ZOO Dvůr Králové, Hodonín, Liberec, Olomouc, Plzeň, Bojnice a Bratislava za vzorky a spolupráci, bez které by uvedená práce nevznikla.

Autor práce: Ing. Nikol Modráčková

Modrackova, N., Stovicek, A., Burtscher, J., Bolechova, P., Killer, J., Domig, K. J., Neuzil-Bunesova, V. (2021). The bifidobacterial distribution in the microbiome of captive primates reflects parvorder and feed specialization of the host. Scientific Reports 11, 15273, https://www.nature.com/articles/s41598-021-94824-y

Zřizovatelem Zoo Liberec je Statutární město Liberec