Impact of subtherapeutic administration of tylosin and chlortetracycline on antibiotic resistance and the gut microbiota in farrow-to-finish swine

The use of antibiotics in swine production for the purposes of growth promotion dates back to the 1950s. This practice remains controversial, however, as it may lead to the maintenance of a reservoir of antibiotic resistant bacteria and resistance determinants. The underlying mechanisms for the growth-promoting antibiotics also remain poorly characterized. We investigated the effect of two commonly employed antibiotics, chlortetracycline and tylosin, given at subtherapeutic concentrations on the swine gut microbiota, antibiotic resistome, and on the culturable anaerobic bacterial population. This study was carried out over the entire swine production cycle (19 wk). Tylosin-fed pigs had significantly higher concentrations of erm(B) in their feces as well as a higher frequency of detection for erm(A), erm(F), and erm(G). Tylosin-resistant anaerobes increased significantly at weaning (6 wk) and remained stable at this level throughout the study (21 wk). A two-week withdrawal of tylosin prior to slaughter did not significantly reduce erm(B) concentrations or the proportion of tylosin-resistant anaerobes. Chlortetracycline had no significant effect on the concentration of chlortetracycline-resistant anaerobes or on the frequency of detection or concentration of tetracycline-resistance genes. Pigs given either tylosin or chlortetracycline did not exhibit increases in growth rate. In-feed subtherapeutic tylosin also altered the relative abundance of several taxa and OTUs in the swine gut microbiota. In contrast, chlortetracycline caused fewer changes to the biodiversity of the gut microbiota. Samples taken from suckling piglets (3 wk) were significantly different from all subsequent sampling times in terms of the relative abundance of specific taxa and OTUs. Extruded flaxseed was fed to growing pigs as a potential antibiotic alternative. The addition of flaxseed did not cause detectable changes in the gut microbiota as measured using DGGE and real-time PCR.L'utilisation d'antibiotiques en production porcine comme promoteurs de croissance remonte aux années 1950. Toutefois, cette pratique demeure controversée car elle peut favoriser le maintien d'un réservoir de bactéries résistantes et de déterminants de résistance aux antibiotiques. Les mécanismes sous-jacents des antibiotiques promoteurs de croissance demeurent mal caractérisés. Nous avons étudié l'effet de deux antibiotiques couramment utilisés en production porcine, la chlortétracycline et la tylosine, administrés à des concentrations sous-thérapeutiques sur le microbiote intestinal porcin, sur le résistome antibiotique, ainsi que sur la population bactérienne anaérobie cultivable. Cette étude a été réalisée sur l'ensemble du cycle de production porcine (19 sem). Les porcs dont la moulée contenait de la tylosine avaient des concentrations significativement plus élevées de erm(B) dans leurs excréments, ainsi qu'une plus grande fréquence de détection pour erm(A), erm(F) et erm(G). La concentration de la population d'anaérobes résistants à la tylosine a augmenté de manière significative au sevrage (6 semaines) et est demeurée stable à ce niveau tout au long de l'étude (21 semaines). Une période de retrait de deux semaines de la tylosine avant l'abattage n'a pas réduit de façon significative la concentration du gène erm(B) ni la proportion d'anaérobes résistants à la tylosine. La chlortétracycline n'a eu aucun effet significatif sur la concentration de la population d'anaérobes résistants à la chlortétracycline ni sur la fréquence de détection ou la concentration des gènes de résistance aux tétracyclines. Les porcs dont les moulées contenaient soit de la tylosine ou de chlortétracycline n'ont pas présenté d'augmentation de leur taux de croissance. La tylosine ajoutée aux moulées a modifié l'abondance relative de plusieurs taxons et OTU dans le microbiote intestinal porcin. Par contre, la chlortétracycline a induit moins de changements dans la biodiversité phylogénique de la flore intestinale. Les échantillons prélevés sur les porcelets sevrés (3 sem) étaient significativement différents de tous les échantillons prélevés ultérieurement en termes de l'abondance relative d'un grand nombre de taxons ainsi que OTU. Un extrait de graine de lin ajouté à la moulée de porcs en croissance comme une alternative potentielle aux antibiotiques n'a pas causé de modification détectable dans la concentration ou la biodiversité du microbiote intestinal, tel que mesurée à l'aide de l'électrophorèse sur gel avec gradient dénaturant (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis, DGGE) et de la réaction en chaîne de la polymérase en temps réel