Novel approaches to identify optimal antiviral probiotics for swine industry in low-income countries Nouvelles approches pour déterminer les probiotiques antiviraux optimaux pour l’industrie porcine dans les pays à faible revenu Effective control of major enteric viral pathogens (including rotaviruses) of livestock is critical for swine health and production. Unfortunately, poor biosecurity practices in many developing countries and the lack of efficacious vaccines and antivirals represent major challenges in controlling rotaviruses. Antibiotic-related practices, including preventative, indiscriminate, or improper antibiotic use, require urgent attention. Probiotics have historically been used to improve feed efficiency and the health of livestock animals. However, most findings on the health-promoting or antiviral effects of probiotics were inconclusive, inconsistent, or incomplete. 

Rotaviruses recognize histo-blood group antigens on intestinal epithelial cells as attachment factors. This may affect their pathogenesis, and while certain lactobacilli bind different histo-blood group antigens that can block virus attachment to cells, some proteobacteria produce histo-blood group-like antigens that may directly bind different viruses. 

The research team, a collaboration between Ohio State University and the University of Nairobi, seeks to understand if these underappreciated mechanisms of probiotic action can provide a stronger rationale for selection of optimal in-feed alternatives to compensate for the loss of antibiotic-related benefits and to combat enteric viruses and the associated secondary bacterial infections. These tripartite virus-bacterium-histo-blood group antigens interactions of selected immunomodulatory and antiviral probiotic/commensal bacteria in vitro and in vivo will be systematically evaluated. Porcine small intestinal enteroids will be used to identify histo-blood group antigens-expressing and antigens-binding bacteria, and to evaluate their ability to block rotavirus infection. Neonatal piglets will be used to evaluate the effects of probiotic-histo-blood group antigens interactions on protection against viral infections. It is expected that this will help to reduce the use of antibiotics and improve sustainability of the swine industry in developing countries. La lutte efficace contre les principaux agents pathogènes viraux entériques (y compris les rotavirus) du bétail est essentielle à la santé et à la production porcine. Malheureusement, les mauvaises pratiques en matière de biosécurité dans de nombreux pays en développement et le manque de vaccins et d’antiviraux efficaces constituent des défis majeurs dans la lutte contre les rotavirus. Les pratiques liées aux antibiotiques, y compris l’usage préventif, abusif ou inapproprié d’antibiotiques, nécessitent une attention urgente. Les probiotiques ont toujours été utilisés pour améliorer l’efficience alimentaire et la santé des animaux d’élevage. Cependant, la plupart des résultats sur la promotion de la santé ou sur l’activité antivirale des probiotiques étaient non concluants, incohérents ou incomplets. 

Les rotavirus reconnaissent les antigènes de groupes sanguins (histoantigènes) des cellules épithéliales intestinales comme facteurs de fixation. Cela peut affecter leur pathogénie, et bien que certains lactobacilles se lient à différents antigènes de groupes sanguins qui peuvent bloquer la fixation du virus aux cellules, certaines protéobactéries produisent des antigènes semblables aux histoantigènes qui peuvent se lier directement à différents virus. 

L’équipe de recherche, une collaboration entre l’Ohio State University et l’Université de Nairobi, cherche à comprendre si ces mécanismes d’action probiotique sous-estimés peuvent fournir une justification plus solide pour le choix d’options alimentaires optimales pour compenser la perte des avantages liés aux antibiotiques et pour combattre les virus entériques et les infections bactériennes secondaires associées. Ces interactions tripartites d’antigènes histoantigènes-virus-bactérie des bactéries immunomodulatrices et antivirales probiotiques/commensales sélectionnées in vitro et in vivo seront systématiquement évaluées. De petits entéroïdes intestinaux porcins seront utilisés pour déterminer les antigènes de groupes sanguins — bactéries exprimant et liant les antigènes — et pour évaluer leur capacité à bloquer l’infection à rotavirus. Des porcelets néonataux seront utilisés pour évaluer les effets des interactions des antigènes de groupes sanguins probiotiques sur la protection contre les infections virales. Cela devrait contribuer à réduire l’utilisation des antibiotiques et à améliorer la durabilité de l’industrie porcine dans les pays en développement.