O período pós-desmame é uma fase crítica na vida dos suínos, uma vez que o sistema imunológico dos leitões é imaturo, e a retirada do leite da porca e consequente interrupção da ingestão nutritiva da imunoglobulina presente no leite, aumenta a suscetibilidade dos leitões a infeções microbianas. Este distúrbio, conhecido como Diarreia Pós-Desmame (DPD) resulta de uma infeção denominada por colibacilose entérica pós-desmame, que afeta frequentemente os leitões durante as primeiras 2 semanas de desmame e é caracterizada por morte súbita ou diarreia e consequente retardo no crescimento dos leitões sobreviventes.

A DPD é uma das ameaças mais graves para a suinocultura nacional e mundial, com episódios que atingem taxas de mortalidade de 20 a 30%. A DPD está associada à proliferação de Escherichia coli enterotoxigénica (ETEC) no intestino dos leitões, cuja virulência se carateriza pela adesão microbiana mediada por uma interação com o recetor da fímbria das ETEC seguida pela colonização do epitélio intestinal e a produção de enterotoxinas ​​que causam interferências no fluido eletrolítico aumentando a secreção de fluido para o lúmen levando à diarreia.

Uma vez que os suínos representam a maior categoria pecuária da União Europeia, as doenças associadas às ETEC resultam em custos significativos para a indústria suinícola. Estas doenças são tradicionalmente tratadas com antibióticos, e isto tem tido um impacto enorme no aparecimento de bactérias resistentes, correlacionando-se com o aparecimento de infeções resistentes em seres humanos. Neste sentido, diferentes abordagens têm sido usadas para prevenir DPD por ETEC em suínos, incluindo a suplementação da dieta com prebióticos e probióticos; o melhoramento genético das varas resistentes à ETEC; a administração de promotores de crescimento; e o desenvolvimento de vacinas. No entanto, algumas dessas abordagens já foram banidas do mercado como é o caso dos fatores de crescimento, e mais recentemente do óxido de zinco (Junho de 2022); além disso algumas das estratégias usadas apresentam resultados pouco consistentes.

Essas restrições afetam fortemente o controlo da DPD ameaçando a sustentabilidade das suinoculturas nacionais o que obrigatoriamente abre espaço para introdução urgente no mercado agropecuário de uma estratégia de intervenção inovadora e livre de antibióticos que possa controlar as infeções por ETEC em suínos.

O BIOecoli assenta numa estratégia de investigação aplicada, baseada na experiência que visa no desenvolvimento de cocktails de probióticos, como uma alternativa aos antibióticos/promotores de crescimento na área da suinicultura, mais especificamente para controlo da colibacilose entérica em leitões na fase pós-desmame. Neste período, ocorre uma severa alteração da microbiota intestinal, conduzindo à perda do equilíbrio entre a microbiota comensal e as estirpes patogénicas presentes no intestino, o que pode culminar numa proliferação e colonização das ETEC no intestino delgado. Neste sentido, a utilização de cocktails de probióticos tem em vista regular a microbiota, o que é crucial para aumentar a saúde intestinal dos leitões prevenindo a síndrome de DPD.  Para o efeito, o projeto integra 3 objetivos principais:

1) aumentar o conhecimento sobre a diversidade de estirpes E. coli ETEC isoladas de leitões pós-desmame de suiniculturas portuguesas;

 2) explorar o potencial probiótico de microrganismos descritos como contendo propriedades biológicas para o controlo da colibacilose em suínos;

3) desenvolvimento de um cocktail de probióticos seguro para a administração em leitões e que apresente segurança ambiental, e para o consumo alimentar.

O BIOecoli está organizado em 7 tarefas: 1) Gestão e coordenação; 2) Análise de prevalência e virulência de E. coli ETEC em leitões pós-desmane de suiniculturas Portuguesas; 3) Validação da atividade antimicrobiana de microrganismos descritos como probióticos; 4) Desenvolvimento de formulações à base de probióticos de multiespécies; 5) Encapsulamento do cocktails de probióticos; 6) Avaliação da segurança do cocktails de probióticos encapsulados em linhas celulares intestinais de suínos e em leitões; 7) Scale-up e regulamentação do cocktail de probióticos.

Assim, tendo como objetivo desenvolver uma estratégia alternativa aos antibióticos/fatores de crescimento, o BIOecoli pretende usufruir de microrganismos com provas dadas na área da biotecnologia devido às suas propriedades biológicas. É de salientar que numa primeira fase será analisada a capacidade antimicrobiana de um largo número de microrganismos com potencial probiótico (Bifidobacterium thermophilum, Enterococcus faecium, Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. plantarum, L. reuteri, L. rhamnosus, and Pediococcus acidilactici) contra estirpes E. coli ETEC isoladas de casos de colibacilose entérica de leitões pós-desmame. Dependendo das potenciais propriedades antimicrobianas comprovadas através de realização de ensaios in vitro, os candidatos mais promissores seguirão para a próxima etapa para serem utilizados como um potencial probiótico multiespécies. Posteriormente, a biossegurança deste tipo de alternativas será avaliada, primeiramente, através de linhas celulares, e numa fase posterior com recurso a leitões em fase pós-desmame.

O consórcio BIOecoli é liderado pelo Instituto Superior Técnico (IST) e agrega um conjunto de parceiros com uma vasta experiência em áreas complementares para assegurar o cumprimento cabal dos objetivos do projecto, quer científicos, quer de translação.

A equipa do Instituto de Biogenharia e Biociências do IST, responsável pela condução do trabalho, é composta por membros experientes nas áreas da microbiotecnologia e microbiologia molecular, incluindo no estudo e exploração de microrganismos com potencial probiótico. O IST terá a responsabilidade da gestão e coordenação do projeto, bem como um papel preponderante na seleção dos probióticos multiespécies após determinação da sua atividade in vitro contra estirpes de E. coli ETEC (TAREFAS 1, 3, 4, 7).

O INIAV é o Laboratório do Estado do Ministério da Agricultura e Alimentação, e é constituído por sete Polos de Atividade, entre os quais: o Pólo de Inovação de Vairão (PIV), que desenvolve atividades de investigação na área da segurança alimentar, cujas competências integram-se na Unidade Estratégica de Investigação e Serviços de Tecnologia e Segurança Alimentar; e o Pólo de Inovação da Fonte Boa – Estação Zootécnica Nacional (EZN). O PIV, terá um papel preponderante na análise de prevalência de E. coli ETEC em leitões pós-desmane de suiniculturas portuguesas, e no encapsulamento do cocktail de probióticos multiespécies encontrado (TAREFAS 2, 4, 5 PIV). A EZN terá um papel preponderante na avaliação da segurança de probióticos multiespécies encapsulados em leitões pós-desmame bem como no scale-up e na regulamentação do produto final (TAREFA 6).

A UMinho, Universidade do Minho, possui o Centro de Engenharia Biológica (CEB). O CEB tem 4 áreas temáticas de investigação de biotecnologia: Industrial, Alimentar, Ambiental e Saúde. O CEB-Uminho será crucial na análise da virulência das E. coli ETEC em leitões pós-desmane de suiniculturas portuguesas e nos ensaios de biossegurança das formulações de cocktails de probióticos em linhas celulares (TAREFAS 2 e 6).

A UTAD, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, possui o Departamento de Zootécnia, que possui o Centro de Ciência Animal e Veterinária (CECAV) que promove a pesquisa em produção animal e ciências veterinárias. Os novos desenvolvimentos na produção animal, processamento industrial de produtos de origem animal, questões de saúde animal, bem como sobre os impactos ambientais constituem as principais áreas de pesquisa. A UTAD-CECAV terá um papel preponderante na avaliação da segurança de probióticos multiespécies encapsulados em leitões pós-desmame (TAREFA 6).

Sendo a objetivo basal desta proposta a criação de melhores condições para o aumento do rendimento do setor suinícola faz parte do consórcio a ACPA, Associação de Criadores de Porco Alentejano, o CCPAM, Centro de Competências do Porco Alentejano e do Montado, que não tendo personalidade jurídica, nomeou como representante legal a ACPA para que seja garantida a divulgação correta dos outputs alcançados.

A FPAS, Federação Portuguesa de Associações de Suinicultores, será a ponte de ligação entre o ambiente académico e o sector de suinicultura, cujos objetivo passa por aumentar o nível técnico de o rendimento económico dos criadores associados.

A Reis & Silva, Lda, suinocultura sediada em Vila Nova de Famalicão, será um ponto chave para a execução deste projeto, cujo foco passa por isolar as ETEC provenientes dos leitões em criação, que serão a base para uma fase posterior do projeto (TAREFA 2).