Exploring the respiratory microbiome and new diagnostic parameters in Mycoplasma hyopneumoniae-infected pigs - Sonalio, Karina [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
A demanda global por carne suína está aumentando devido ao crescimento populacional, o que exige a expansão do setor suinícola. No entanto, as doenças respiratórias, causadas por patógenos como o vírus PRRS, PCV-2 e Mycoplasma hyopneumoniae, apresentam desafios significativos na criação de suínos. Embora os avanços nas tecnologias de diagnóstico, como PCR e sequenciamento, tenham melhorado nossa compreensão do microbioma respiratório dos suínos, a interação entre o microbioma pulmonar e o Mycoplasma hyopneumoniae é menos clara. Sensores capazes de avaliar o comportamento, como o movimento, estão sendo introduzidos no setor de suínos. Eles podem fornecer informações adicionais sobre o bem-estar e até mesmo servir como indicadores precoces de doenças. Dessa forma, a tese teve como objetivo investigar o microbioma respiratório de suínos infectados e não infectados por M. hyopneumoniae. Também teve como objetivo explorar novas ferramentas para apoiar o diagnóstico de M. hyopneumoniae. Os objetivos específicos incluiram a comparação da comunidade bacteriana no trato respiratório superior e inferior de suínos infectados e não infectados por M. hyopneumoniae e a avaliação do impacto da infecção no movimento e na temperatura corporal, usando câmeras e microchips respectivamente. Além disso, foram examinadas as associações entre movimento, temperatura e parâmetros de diagnóstico estabelecidos, como tosse, lesões pulmonares e carga bacteriana. O Capítulo 3 mostra que os suínos infectados apresentaram uma diversidade microbiana pulmonar reduzida, com predominância de M. hyopneumoniae correlacionada com lesões pulmonares graves. Os cornetos nasais apresentaram maior diversidade, mas pior detecção em comparação com o fluido de lavagem broncoalveolar, enfatizando a importância do fluido de lavagem broncoalveolar para a análise do microbioma do trato respiratório inferior. O Capítulo 4 indicou que os microchips são uma alternativa eficaz para monitorar a temperatura corporal em condições experimentais, com boa correlação com a temperatura retal. A análise do movimento sugeriu que os suínos infectados se movimentam menos, o que pode servir como um indicador precoce da doença. Por fim, parâmetros como a porcentagem de ar no pulmão e o ganho médio de peso não foram útjeis em experimentos de curto prazo com M. hyopneumoniae. Portanto, esta tese destaca a importância de compreender o microbioma, especialmente em relação à M. hyopneumoniae. Além disso, a diversidade reduzida no pulmão de suínos infectados mostra o impacto de M. hyopneumoniae na saúde respiratória. O monitoramento de temperatura baseado em microchip e a análise de movimento podem oferecer caminhos promissores para a detecção precoce de doenças, inclusive doenças relacionadas à M. hyopneumoniae.

The global demand for pork is rising due to population growth, necessitating expansion in the pig industry. However, respiratory diseases, caused by pathogens like PRRS virus, PCV-2, and Mycoplasma hyopneumoniae, present significant challenges in pig farming. While advancements in diagnostic technologies like PCR and sequencing have improved our understanding of the respiratory microbiome in pigs, the interaction between the lung microbiome and Mycoplasma hyopneumoniae is less clear. Sensors capable of evaluating behavior such as movement are being introduced to the pig industry. These might give additional information on welfare and might even be able to serve as early predictors of disease. Accordingly, the thesis aimed to investigate the respiratory microbiome of M. hyopneumoniae-infected and non-infected pigs. It also aimed to explore new tools to support diagnosis of M. hyopneumoniae. Specific objectives included comparing microbe composition in the upper and lower respiratory tract of infected vs. non-infected pigs and assessing M. hyopneumoniae's impact on piglet movement and body temperature using camera monitors and thermal microchips. Additionally, associations between movement, temperature, and established diagnostic parameters like cough severity, lung lesions, and bacterial load were examined. Chapter 3 shows that infected pigs had a reduced lung microbial diversity, with M. hyopneumoniae predominance correlating with severe lung lesions. Nasal turbinates showed more microbial diversity but poorer detection compared to bronchoalveolar lavage fluid, emphasizing the importance of bronchoalveolar lavage fluid for microbiome analysis of the lower respiratory tract. Chapter 4 indicated that microchips are an effective alternative to monitor body temperature under experimental conditions, correlating well with rectal temperature. Movement analysis suggested that infected pigs move less, potentially serving as an early disease indicator. Lastly, parameters like percentage of air in the lung and average weight gain lacked utility in short-term M. hyopneumoniae trials. Therefore, this thesis highlights the importance of understanding the microbiome, especially in relation to M. hyopneumoniae. In addition, the reduced diversity in the lung of infected pigs shows the impact of M. hyopneumoniae on respiratory health. Microchip-based temperature monitoring and movement analysis might offer promising avenues for early disease detection, including M. hyopneumoniae-related diseases.
Explorando o microbioma respiratório e novos parâmetros de diagnóstico em suínos infectados por Mycoplasma hyopneumoniae
Keywords: Suinos; Microbiota; Sensores; Infecção experimental