Microbioma do leite: um universo complexo, diverso e fascinante

O tema microbioma tem despertado grande interesse público e científico na última década. Os diferentes campos de pesquisas sobre o assunto evoluíram rapidamente, tornando o tópico emergente, especialmente no que se refere ao microbioma do leite.

Várias definições foram publicadas no decorrer dos anos, e apesar de ainda não haver consenso sobre seu significado, o conceito mais recente considera o microbioma como uma comunidade de microrganismos característica, presente em um ambiente bem definido e formando um ecossistema dinâmico e integrado, entre si e ao ambiente, como representado na Figura 1 (Berg et al., 2020).

Paralelamente, o termo microbiota refere-se ao conjunto de microrganismos que compõe um microbioma (Marchesi e Ravel, 2015; Lederberg e McCray 2001).

Figura 1. Representação de um microbioma e sua microbiota - conjunto de microrganismos, juntamente com seus elementos estruturais, genomas, metabólitos/moléculas sinalizadoras e as condições ambientais circundantes. 

Fonte: Adaptado de Berg et al. (2020).

Apenas 1% dos microrganismos conhecidos são cultiváveis em condições de laboratório, enquanto o restante da microbiota não cultivável é descrito como dark matter – indicando assim, microrganismos desconhecidos, que não podem ser identificados por metodologias convencionais (Solden et al., 2016). Este dado revela que existem comunidades microbianas altamente diversas, complexas, e até mesmo, desconhecidas!

Com a evolução de técnicas de análise de DNA e RNA, sequenciamento de nova geração e abordagens de metagenômica, metatranscriptômica, aspossibilidades de descrição detalhada e a análise comparativa da diversidade e abundância de microrganismos presentes em amostras provenientes dos mais diversos ambientes foram ampliadas. Além disso, tais metodologias têm possibilitado o conhecimento sobre importantes genes funcionais de ecossistemas microbianos inteiros, mesmo em matrizes complexas como o leite e produtos derivados (Ferrocino et al., 2022; Gkazi, 2022; Hadi et al., 2023; Paramithiotis, 2023).

A composição do microbioma do leite é dinâmica, com variações de número e espécies de microrganismos provenientes de diversas fontes (Figura 2) (Skeie et al., 2019; Parente et al., 2020). Somado a isso, a flexibilidade da composição da microbiota contribui consideravelmente nas propriedades sensoriais, qualidade e segurança dos produtos lácteos (Ferrocino et al., 2022).

Figura 2. Possíveis fontes de contaminação e influência nas variações da microbiota que compõe o microbioma do leite.

Fonte: Os autores.

A prevalência de microrganismos no microbioma do leite é caracterizada por padrões de distribuição variáveis. O conjunto de táxons de ocorrência comum em um habitat específico é chamado de core microbiome ou microbioma central (Luziatelli et al., 2023). A identificação de um core microbiome é importante para entender a estabilidade, a plasticidade e as funções dos microrganismos em determinados ambientes.

As técnicas moleculares têm sido utilizadas para a identificação do core microbiome de amostras de leite em estudos conduzidos em diferentes locais. Rodrigues et al. (2017) identificaram 12 táxons bacterianos em amostras de leite cru de tanques nos Estados Unidos, com destaque para Ruminococcaceae, Acinetobacter, Clostridiales, Bacteroidales, Pseudomonas, Staphylococcus, Lachnospiraceae, Corynebacterium, Bacillus, Thermoanaerobacterium, comuns a todas as 19 fazendas leiteiras incluídas na pesquisa.

Os gêneros Acinetobacter, Pseudomonas, Staphylococcus, Aerococcus, Streptococcus, Bacillus, Lactobacillus e Lactococcus foram também relatados em amostras de leite de tanque de refrigeração de diferentes países, em revisão elaborada por Parente et al. (2020), no qual 25 gêneros foram recorrentes, sugerindo a existência de um microbioma central em leite de tanques a granel.

Dados provenientes de estudos de microbioma são importantes e desafiadores e novas abordagens aplicadas aos dados de pesquisas desta natureza são imperativas tanto para o desenvolvimento futuro da área quanto para implicações práticas.

Neste contexto, estudos relacionados ao microbioma do leite oferecem inúmeras perspectivas de exploração de populações microbianas não detectáveis por técnicas tradicionais dependentes de cultura e o conhecimento sobre seu papel em relação à qualidade e inocuidade do leite podem impactar diretamente produtores e indústrias, bem como subsidiar ações governamentais em políticas públicas específicas do setor lácteo.
 

Autores

Vanessa Pereira de Abreu (Doutora em Microbiologia Agrícola e Pós-Doutoranda do Laboratório de Inovação e Pesquisa LIP/CPA/EVZ/UFG)

Carla Daniela Suguimoto Leite (Doutora em Zootecnia e Pós-Doutoranda do Laboratório de Inovação e Pesquisa LIP/CPA/EVZ/UFG)

Maria Aparecida Batista Arantes Nascimento (Médica Veterinária e Mestre em Ciência Animal pelo Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal CPA/EVZ/UFG)

Lucyana Vieira Costa (Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal CPA/EVZ/UFG)

Natylane Eufransino Freitas (Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal CPA/EVZ/UFG)

Felipe de Melo Feitosa (Graduando em Medicina Veterinária e Bolsista do Laboratório de Inovação e Pesquisa LIP/CPA/EVZ/UFG)

Profa. Dra. Clarice Gebara Muraro Serrate Cordeiro (Professora e Pesquisadora do Laboratório de Inovação e Pesquisa LIP/CPA/EVZ/UFG)

Profa. Dra. Valéria Quintana Cavicchioli (Professora e Pesquisadora do Laboratório de Inovação e Pesquisa LIP/CPA/EVZ/UFG)

Profa. Dra. Cíntia Minafra (Professora e Pesquisadora do Laboratório de Inovação e Pesquisa LIP/ CPA/EVZ/UFG

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Centro de Pesquisa em Alimentos pelo apoio ao ensino, extensão, pesquisa e sua divulgação. E ainda à FAPEG, pelo apoio financeiro para o projeto de pesquisa.

Referências

BERG, G. et al. Microbiome definition re-visited: old concepts and new challenges. Microbiome, v. 8, n. 103, p. 1-22, 2020.

FERROCINO I. et al. Investigating dairy microbiome: an opportunity to ensure quality, safety and typicity. Current Opinion in Biotechnology, v. 73, p. 164-170, 2022.

GKAZI, A. An Overview of Next-Generation Sequencing. Technology Networks Genomics Research. 2022. Disponível em: https://www.technologynetworks.com/genomics/articles/an-overview-of-next-generation-sequencing-346532. Acesso em 17 de maio de 2023.

HADI, J. et al. Molecular detection and characterization of foodborne bacteria: Recent progresses and remaining challenges. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, v. 22, p. 2433-2464, 2023.

LEDERBERG, J.; MCCRAY, A. T. ‘Ome Sweet’ Omics - A Genealogical Treasury of Words. The Scientist, v. 15, n. 7, p. 8, 2001.

LUZIATELLI, F. et al. Core microbiome and bacterial diversity of the Italian Mediterranean river buffalo milk. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 107, p. 1875-1886, 2023.

MARCHESI, J. R.; RAVEL, J. The vocabulary of microbiome research: a proposal. Microbiome, v. 3 n. 31. p. 1-3, 2015.

PARAMITHIOTIS, S. Molecular Targets for Foodborne Pathogenic Bacteria Detection. Pathogens, v. 12, n. 104, p. 1-24, 2023.

PARENTE, E. et al. The microbiota of dairy milk: A review. International Dairy Journal, v. 107, 104714, 2020.

RODRIGUES, M. X. et al. The microbiome of bulk tank milk: Characterization and associations with somatic cell count and bacterial count. Journal of Dairy Science, v. 100, n. 4, p. 2536-2552, 2017.

SKEIE, S. B. et al. Bulk tank raw milk microbiota differs within and between farms: A moving goalpost challenging quality control. Journal of Dairy Science, v. 102, n. 3, p.1959-1971, 2019.

SOLDEN, L. et al. The bright side of microbial dark matter: lessons learned from the uncultivated majority. Current Opinion in Microbiology v. 31, p. 217-226, 2016.