Changes in the feline gut microbiota associated to Toxocara cati infections

Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina VeterináriaInvestigations of the relationships between the gut microbiota and gastrointestinal parasitic nematodes are attracting growing interest by the scientific community. These studies have however been carried out mainly in humans and experimental animals, while knowledge of the make-up of the gut commensal microbiota in presence or absence of infection by parasitic nematodes in domestic animals is limited. In this study, we investigate the qualitative and quantitative impact that infections by a widespread parasite of cats (i.e. Toxocara cati) exert on the gut microbiota of feline hosts. The faecal microbiota of cats with patent infection by T. cati (= Tc+), as well as that of negative controls (= Tc-) was examined via high-throughput sequencing of the V3-V4 hypervariable region of the bacterial 16S rRNA gene, followed by bioinformatics and biostatistical analyses of sequence data. A total of 2,325,366 useable high-quality sequences were generated from the faecal samples analysed in this study and subjected to further bioinformatics analyses, which led to the identification of 128 OTUs and nine bacterial phyla, respectively. The phylum Firmicutes was predominant in all samples analysed (mean of 53.0%), followed by the phyla Proteobacteria (13.8%), Actinobacteria (13.7%) and Bacteroidetes (10.1%). Among others, bacteria of the order Lactobacillales, the family Enterococcaceae and genera Enterococcus and Dorea showed a trend towards increased abundance in Tc+ compared with Tc- samples, while no significant differences in OTU richness and diversity were recorded between Tc+ and Tcsamples (P = 0.485 and P = 0.581, respectively). However, Canonical Correlation and Redundancy Analyses were able to separate samples by infection status (P = 0.030 and P = 0.015, respectively), which suggests a correlation between the latter and the composition of the feline faecal microbiota.RESUMO - Alterações na microbiota intestinal felina associadas a infecções por Toxocara cati - A investigação das interações entre a microbiota intestinal e os nematodes intestinais tem vindo a atrair o interesse da comunidade cientifica. No entanto, a maioria destes estudos tem sido desenvolvida em humanos e animais de laboratório, e deste modo o conhecimento da composição da microbiota comensal do intestino na presença de nematodes intestinais é reduzido. Neste estudo, foi investigado o impacto qualitativo e quantitativo da infeção pelo parasita comum dos gatos (i.e. Toxocara cati) na microbiota intestinal do hospedeiro felino. A microbiota fecal de gatos com infeção patente por T. cati (Tc+), bem como controlos negativos (Tc-) foi avaliada através de sequenciação de alto débito da região hiper-variável V3-V4 do gene 16S, seguido de análise bioinformática e bioestatística. Das amostras fecais incluídas no estudo foram obtidas um total de 2 325 366 sequências de alta qualidade e sujeitas a analise bioinformática, o que levou à identificação de 128 OTUs e nove filos bacterianos. O filo Firmicutes foi encontrado em predominância em todas as amostras (média de 53,0%), seguido do filo Proteobacteria (13,8%), Actinobacteria (13,7%) e por fim Bacteroidetes (10,1%). A abundância de determinados grupos de bactérias tendeu a aumentar nas amostras Tc+ quando comparadas com as amostras Tc-, tais como a ordem Lactobacillales, a família Enterococaceae e o género Enterococcus e Dorea. No entanto, a riqueza e diversidade das OTUs não apresentou diferenças significativas entre as amostras Tc+ e Tc- (P=0,485 e P=0,581, respetivamente). Todavia, a análise canónica de redundância demonstrou uma separação das amostras de acordo com o estado de infeção (P=0,030 e P=0,015, respetivamente), o que sugere uma correlação entre este e a composição da microbiota fecal felina.N/