Samenvatting van darmmicrobioomonderzoek bij honden en wolven

Invloed van voeding en domesticatie op het microbioom van de Canis

Inhoudsopgave

Achtergrond

Studie 1: Verschillen in het darmmicrobioom van honden en wolven: De rol van antibiotica en zetmeel

• Doelstellingen en methoden
• Belangrijkste bevindingen
  • Bacteriële samenstelling en diversiteit
  • Antibioticaresistentie
  • Zetmeelmetabolisme
• Conclusies

Studie 2: Het darmmicrobioom van wolven in gevangenschap lijkt meer op dat van huishonden dan op dat van wilde wolven, zoals blijkt uit een metagenomisch onderzoek

• Doelstellingen en methoden
• Belangrijkste bevindingen
  • Bacteriële samenstelling
  • Functionele diversiteit
• Conclusies

Studie 3: De fecale microbiota van honden die overstappen op een rauw dieet komt slechts gedeeltelijk overeen met die van wolven

• Doelstellingen en methoden
• Belangrijkste bevindingen
  • Microbiële verschuivingen
  • Veranderingen op genusniveau
  • Functionele voorspellingen
• Conclusies

Studie 4: Het darmmicrobioom buffert dieetaanpassing bij gedomesticeerde honden uit de bronstijd

• Doelstellingen en methoden
• Belangrijkste bevindingen
  • Structuur microbioom
  • Zetmeelmetabolisme
  • Functionele aanpassingen
• Conclusies

Uitgebreide analyse en conclusies

• Invloed van domesticatie en dieet
• Implicaties voor de gezondheid
• Conclusies

Achtergrond

De domesticatie van honden uit wolven heeft geleid tot significante veranderingen in hun dieet, leefomgeving en darmmicrobiota. Deze samenvatting integreert de bevindingen van vier onderzoeken om een uitgebreid inzicht te krijgen in hoe domesticatie, dieetveranderingen en gevangenschap het darmmicrobioom van honden en wolven beïnvloeden.

Studie 1: Verschillen in het darmmicrobioom van honden en wolven: De rol van antibiotica en zetmeel

Doelstellingen en Methoden: Deze studie was gericht op het beoordelen van de darmbacteriële diversiteit en functie bij gedomesticeerde honden in vergelijking met wolven in gevangenschap. De onderzoekers onderzochten de diversiteit aan darmbacteriën van 27 huishonden (gevoerd met commercieel hondenvoer) en 31 wolven (gevoerd met ongekookt vlees) met behulp van 16S rRNA-sequencing. Daarnaast werden fecesmonsters van 5 honden en 5 wolven verzameld voor shotgun metagenomische sequencing om functionele veranderingen in hun darmmicrobioom te onderzoeken.

Belangrijkste bevindingen:

1. Bacteriële samenstelling en diversiteit:
   • Het darmmicrobioom van honden vertoonde een grotere microbiële diversiteit dan dat van wolven.
   • Het darmmicrobioom van honden werd gedomineerd door de genera Lactobacillus en Allobaculum.
   • Het darmmicrobioom van wolven werd gedomineerd door Clostridium sensu stricto 1.
   • De algemene gemeenschapsstructuren van de microbiota bij honden en wolven waren verschillend.
2. Antibioticaresistentie:
   • Het darmmicrobioom van honden was verrijkt met bacteriën die resistent zijn tegen klinische antibiotica, waarschijnlijk door blootstelling via diergeneeskundige zorg.
   • Het darmmicrobioom van wolven bevatte meer bacteriën die resistent zijn tegen antibiotica die worden gebruikt bij vee, wat hun dieet van ongekookt vlees weerspiegelt.
3. Zetmeelmetabolisme:
   • Het darmmicrobioom van honden had een hogere overvloed aan glycosylhydrolases gerelateerd aan zetmeelvertering, wat duidt op aanpassing aan een zetmeelrijk dieet.

Conclusies: De leefomgeving en het dieet van honden en wolven in gevangenschap hebben geleid tot verhoogde aantallen bacteriën met antibiotica-resistentiegenen. De darmmicrobiota van honden heeft zich aangepast aan een zetmeelrijk dieet, in lijn met hun huiselijke levensstijl, wat implicaties heeft voor de volksgezondheid.

Studie 2: Het darmmicrobioom van wolven in gevangenschap lijkt meer op dat van huishonden dan op dat van wilde wolven, zoals blijkt uit een metagenomisch onderzoek

Doelstellingen en Methoden: Deze studie was gericht op het vergelijken van de soortendiversiteit en functionele diversiteit van darmmicrobenbij wilde wolven, wolven in gevangenschap en huishonden. Shotgun sequencing werd uitgevoerd op monsters van 3 wilde wolven, 4 wolven in gevangenschap, en 4 gedomesticeerde honden.

Belangrijkste bevindingen:

1. Bacteriële samenstelling:
   • De meest voorkomende fyla in de darmen van wolven en honden waren Bacteroidetes, Firmicutes, Fusobacteria, Proteobacteria en Actinobacteria.
   • Tot de dominante genera behoorden Bacteroides, Fusobacterium, Prevotella, Megamonas, Paraprevotella, Faecalibacterium en Clostridium.
   • Wilde wolven hadden een hogere abundantie van Bacteroides, terwijl wolven in gevangenschap en huishonden hogere abundanties hadden van respectievelijk Fusobacterium en Faecalibacterium.
2. Functionele diversiteit:
   • Het darmmicrobioom van huishonden en wolven in gevangenschap was significant verrijkt in koolhydraatmetabolismepaden vergeleken met dat van wilde wolven.
   • Enzymenanalyse onthulde 177 enzymen die significant meer voorkomen bij gedomesticeerde honden dan bij wilde wolven, wat wijst op aanpassing aan koolhydraatrijke diëten.
   • Het darmmicrobioom van wolven in gevangenschap leek meer op dat van gedomesticeerde honden dan op dat van wilde wolven, wat wijst op de sterke invloed van gevangenschap.

Conclusies: Het darmmicrobioom van wolven in gevangenschap lijkt meer op dat van gedomesticeerde honden dan dat van wilde wolven, voornamelijk door dieet- en omgevingsfactoren. Het onderzoek onderstreept de invloed van gevangenschap op de samenstelling en functie van de darmmicrobiota .

Studie 3: De fecale microbiota van honden die overstappen op een rauw dieet komt slechts gedeeltelijk overeen met die van wolven

Doelstellingen en Methoden: Deze studie onderzocht de dynamiek van de darmmicrobiota bij honden die overschakelden van een zetmeelrijk, verwerkt brokjes dieet naar een rauw vlees dieet, met wolven als referentie. Zes American Staffordshire Terriers werden overgeschakeld van een dieet met brokken op een dieet met rauw vlees dat identiek was aan dat van de wolven, waarbij gedurende 28 dagen met verschillende tussenpozen monsters werden genomen.

Belangrijkste bevindingen:

1. Microbiële verschuivingen:
   • Door over te schakelen op een dieet met rauw vlees nam de relatieve overvloed aan Fusobacteriën en Bacteroidetes toe, terwijl de Firmicutes afnamen.
   • Op dag 28 waren deze verschillen niet meer significant, wat duidt op voorbijgaande veranderingen.
2. Veranderingen op genusniveau:
   • Faecalibacterium, Catenibacterium, Allisonella en Megamonas namen af bij honden die rauwe voeding kregen, wat meer overeenkomt met de darmmicrobiota van wolven.
   • Sommige microbiële groepen bleven verschillend tussen honden en wolven, wat duidt op blijvende verschillen als gevolg van domesticatie.
3. Functionele voorspellingen:
   • Het koolhydraatmetabolisme was hoger bij wolven en honden op het rauwe dieet in vergelijking met honden op brokken, wat de invloed van het dieet weerspiegelt.
   • De darmmicrobiota van honden vertoonde dynamische veranderingen, maar behield andere kenmerken dan die van wolven.

Conclusies: Dieetveranderingen bij honden resulteren in significante maar vaak voorbijgaande verschuivingen in de darmmicrobiota. Hoewel rauwe diëten sommige microbiële groepen dichter bij die van wolven brengen, blijven er duidelijke verschillen bestaan, wat wijst op diepgewortelde effecten van domesticatie op de darmmicrobiota.

Studie 4: Het darmmicrobioom buffert dieetaanpassing bij gedomesticeerde honden uit de bronstijd

Doelstellingen en Methoden: De studie onderzocht de rol van het darmmicrobioom tijdens de recente evolutionaire geschiedenis van de hond door sequentiebepaling van het metagenoom van 13 coprolieten van de hond uit een vindplaats uit de bronstijd in Solarolo, Italië.

Belangrijkste bevindingen:

1. Structuur van het microbioom:
   • Het microbioom van honden uit de Bronstijd had kenmerken gemeen met zowel moderne honden als wilde wolven, wat duidt op een overgangssituatie.
   • De samenstelling van het microbioom suggereerde een omnivoor dieet met aanwijzingen voor zetmeelrijk landbouwvoedsel.
2. Zetmeelmetabolisme:
   • Het microbioom van Solarolo honden was verrijkt met sequenties die coderen voor alfa-amylases, wat compenseerde voor een laag aantal kopieën van het amylase gen van de gastheer.
   • Dit suggereert dat vroege gedomesticeerde honden zich aanpasten aan een zetmeelrijk dieet door microbiële functionaliteiten gewijd aan zetmeelkatabolisme.
3. Functionele aanpassingen:
   • Het microbioom van de Solarolo honden was verrijkt met genen die betrokken zijn bij de productie van vetzuren met een korte keten (SCFA), wat de energiewinning uit plantaardige diëten ondersteunt.
   • Het microbioom vertoonde aanpassingen aan veranderingen in het dieet, als aanvulling op de vertraagde genomische respons in de amylase genuitbreiding van de gastheer.

Conclusies: Het darmmicrobioom van honden uit de Bronstijd speelde een cruciale rol in de aanpassing aan zetmeelrijke diëten, waarbij vertraagde genetische aanpassingen werden gecompenseerd. Dit benadrukt het belang van het darmmicrobioom in de evolutionaire geschiedenis en dieetovergangen van gedomesticeerde honden.

Gecombineerde analyse en conclusies

Invloed van domesticatie en dieet:

• Domesticatie heeft geleid tot een verhoogde microbiële diversiteit en aanpassing aan zetmeelrijke diëten bij honden, ondersteund door een hogere abundantie van glycosylhydrolases.
• Gevangenschap en dieet beïnvloeden de darmmicrobiota aanzienlijk. Het darmmicrobioom van wolven in gevangenschap lijkt meer op dat van gedomesticeerde honden dan op dat van wilde wolven, wat de grote invloed laat zien van de omgeving en het dieet in plaats van genetische factoren.
• Resistentiegenen tegen antibiotica komen meer voor bij honden door blootstelling via diergeneeskundige zorg, terwijl de resistentiegenen van wolven een weerspiegeling zijn van hun dieet.
• Het darmmicrobioom heeft een cruciale rol gespeeld bij de aanpassing aan dieetveranderingen tijdens de domesticatie, vooral tijdens de overgang naar agrarische diëten.

Implicaties voor de gezondheid:

• De aanwezigheid van antibiotica-resistentiegenen bij huishonden vormt een risico voor de volksgezondheid en benadrukt de noodzaak van zorgvuldig beheer van antibioticagebruik bij huisdieren.
• Inzicht in de aanpassingen van de darmmicrobiota geeft inzicht in de gezondheid en voedingsbehoeften van gedomesticeerde en wilde dieren.

Conclusies: Het onderzoek benadrukt de ingewikkelde wisselwerking tussen genetica, voeding en omgeving bij het vormen van de darmmicrobiota van honden en wolven. Domesticatie en voedingsgewoonten hebben geleid tot verschillende microbiële gemeenschappen, met belangrijke gevolgen voor de gezondheid van dieren en de volksgezondheid. De bevindingen onderstrepen hoe belangrijk het is om rekening te houden met zowel genetische als omgevingsfactoren bij het managen van de gezondheid en het welzijn van huisdieren. Het darmmicrobioom is een cruciale aanpassingspartner geweest, die snelle reacties op dieetveranderingen mogelijk maakte en de genomische aanpassingen bij gedomesticeerde honden aanvulde, vooral tijdens de neolithische overgang naar agrarische diëten. Dit onderstreept de vitale rol van het darmmicrobioom in de evolutionaire geschiedenis en domesticatie van honden.