Dietary probiotic in broiler chickens submitted to antibiotic therapy: performance and intestinal microbiota

Este estudo teve o objetivo de avaliar a eficiência do probiótico em manter o equilíbrio da microbiota intestinal de aves submetidas à antibioticoterapia e as associações com o desempenho. Os tratamentos dietéticos consistiram de uma dieta basal única, à base de milho e farelo de soja, à qual foi acrescido ou não o probiótico Bacillus subtillis (100 g/ton de ração), na concentração de 10? UFC/g. Por 3 dias consecutivos a partir de 21 dias de idade, as aves foram submetidas à antibioticoterapia via água de bebida consistindo de 200 ppm de bacitracina metileno dissacilato (efeito em bactérias Gram-positivas ) e 1000 ppm de sulfato de neomicina (efeito em bactérias Gram-negativas). O experimento foi conduzido com frangos de corte no período de 1 a 42 dias, sendo que de 1 a 21 dias as aves receberam somente o tratamento dietético, e, a partir de 21 dias, as aves receberam os tratamentos dietético e terapêutico. Aos 2, 4 e 6 dias após a antibioticoterapia, 3 aves de cada unidade experimental foram sacrificadas para coleta do conteúdo do intestino delgado e do ceco e obtidos \"pools\" dos conteúdos intestinais em cada unidade experimental para constituir uma repetição. O experimento foi realizado com 4 tratamentos, obedecendo a esquema fatorial 2×2 para as variáveis de desempenho (com e sem probiótico × com e sem antibioticoterapia) com 9 repetições e 2×2×3 para as análises da microbiota intestinal (com e sem probiótico na dieta × com e sem antibioticoterapia × 2, 4 e 6 dias após a antibioticoterapia) com 3 repetições. O DNA total foi extraído dos conteúdos do intestino delgado e ceco para o isolamento da região 16S rRNA e análise das comunidades bacterianas. As técnicas moleculares utilizadas foram a de fingerprinting Terminal Restriction Length Polymorphism (T-RFLP), PCR em tempo real (qPCR) e o sequenciamento, sendo que, para todas as técnicas, a região alvo foi o gene 16S rRNA. Os fatores dietético e terapêutico modularam a microbiota intestinal de forma independente. Houve efeito dos fatores probiótico e antibioticoterapia nos grupos predominantes do conteúdo do intestino, desde a classificação taxonômica filo até a classificação gênero. Alguns grupos filogenéticos foram igualmente afetados pelos 2 fatores em estudo, enquanto que outros grupos foram alterados de forma específica em função do probiótico ou antibioticoterapia. A antibioticoterapia, assim como o probiótico dietético, reduziu o número de unidades taxonômicas operacionais (OTUs) no conteúdo do ceco. O melhor desempenho observado nas aves alimentadas com dietas com probiótico provavelmente está relacionado às alterações observadas na estrutura das comunidades intestinais e grupos filogenéticos, como o acréscimo de Lactobacillus e redução de Clostridiales. A antibioticoterapia modificou a estrutura da comunidade bacteriana, entretanto não provocou queda no desempenho das aves. A comunidade bacteriana do intestino das aves medicadas e suplementadas com probiótico apresentou alta similaridade com a comunidade das aves que receberam apenas probiótico dietético, indicando a possível recuperação da microbiota intestinal aos 6 dias após a antibioticoterapia.The purpose of this study was to verify the ability of a probiotic in the feed to maintain the stability of gut microbiota in chickens after antibiotic therapy and associations with the performance. The dietary treatments consisted of a cornsoybean meal basal diet that was supplemented or not with a probiotic (Bacillus subtilis) in the concentration of 3×109 cfu/kg of feed. Starting on day 21, the birds were submitted to the antibiotic therapy consisting of 200 ppm of bacitracin methylene disalicylate (for Gram-positive bacteria) and 1,000 ppm of neomycin sulfate (for Gram-negative bacteria) in the drinking water, during 3 days. The trial was conducted with broiler chickens from 1 to 42 days of age, however, from 1 to 21 days, the chickens received only the dietary treatment, and after of the 21 days, the birds received the dietary and therapeutic treatments. At 2, 4 and 6 days after the antibiotic therapy, three chickens from each experimental unit were euthanized and the contents of the small intestine and ceca were collected and pooled by pen. The trial was conducted in a completely randomized design with 4 treatments and 9 replicates in a 2×2 factorial arrangement for performance characteristics (with and without probiotic × with and without antibiotic therapy), and in a 2×2×3 factorial arrangement for gut microbiota (with and without probiotic × with and without antibiotic therapy × 2, 4 and 6 days after of the antibiotic therapy) with 3 replicates per treatment. The DNA was extracted from the contents of the small intestine and ceca to isolate the 16S r RNA and study of the bacterial communities. The molecular techniques used were the terminal restriction fragment length polymorphism (TRFLP), quantitative PCR (qPCR) and sequencing, considering the 16S rRNA -genetargeted. The dietary and therapeutic factors modulated the gut microbiota independently. The probiotic and antibiotic therapy affected the main groups within of the gut content from the phylogenetic classification at the phylum level until the phylogenetic classification at the genera level. Some phylogenetic groups were equally affected by the two factors while other groups were changed in a distinct form depending on of the probiotic or antibiotic therapy. The antibiotic therapy and dietary probiotic decreased the number of taxonomic operational unit (OTUs) in cecal content. The improved performance observed in birds supplemented with probiotic was probably related to changes in the structure of intestinal bacterial communities and phylogenetic groups such as higher Lactobacillus and decreased Clostridiales. Antibiotic therapy modified the bacterial community structure; however it did not cause loss of broiler performance. The gut bacterial community in birds medicated and supplemented with probiotic had high similarity with the gut community of birds that received dietary probiotic only, indicating the possible recovery of the gut bacterial community 6 days after the antibiotic therapy