Integrating multi-omics to monitor gut microbiome and resistome dynamics in weaned piglets

Resumen

La resistencia a los antimicrobianos (RAM) es una amenaza mundial emergente que reduce la eficacia de los tratamientos actuales y exige intervenciones sostenibles mediante un enfoque de ‘Una sola salud’. En el sector porcino, el periodo posterior al destete representa una etapa especialmente vulnerable. Por este motivo, los antimicrobianos se han utilizado tradicionalmente durante esta transición para tratar infecciones como la diarrea post-destete, una condición que afecta significativamente a la salud y la productividad de los lechones. El avance de las tecnologías de secuenciación masiva ofrece herramientas potentes para la vigilancia del resistoma, permitiendo así caracterizar los genes de resistencia a los antimicrobianos (ARG) en distintos entornos. Esta tesis doctoral investiga el efecto de distintos tratamientos comúnmente usados para la diarrea post-destete, sobre el microbioma y resistoma intestinales de los lechones, con el objetivo final de desarrollar una herramienta de monitorización para la detección de ARGs en los sistemas de producción porcina. A través de la optimización de un flujo de trabajo bioinformático para analizar e integrar datos de metagenómica y metatranscriptómica de tipo shotgun, se ha elaborado una colección de 1,396 genomas ensamblados a partir de metagenomas del microbioma intestinal porcino que ha permitido realizar análisis de expresión génica diferencial entre tratamientos y a diferentes tiempos de una manera más robusta. En su conjunto, los perfiles metagenómico y metatranscriptómico del resistoma determinaron que la mitad de los ARGs estaban transcripcionalmente activos, y a la vez, han permitido generar un catálogo de ARGs. Este catálogo, que incluye un total de 102 ARGs, abarca la mayoría de las clases antibióticas y ha sido implementado en una plataforma microfluídica para el desarrollo y validación de una herramienta de monitorización ajustable, sensible y de alto rendimiento para una vigilancia eficiente de las RAM a partir de muestras fecales porcinas. En general, el enfoque integral multiómico propuesto en esta tesis doctoral emerge como una herramienta prometedora para la detección cualitativa y cuantitativa de ARGs. Este enfoque tiene el potencial de mejorar la monitorización de las RAM para comprender la dinámica de las resistencias y orientar de manera responsable el uso de los antimicrobianos en los sistemas de producción animal.

Fecha de lectura	6 jun 2025
Idioma original	Inglés
Supervisor	Maria Ballester Devis (Director/a), Yuliaxis Ramayo Caldas (Director/a) & Lourdes Migura Garcia (Director/a)