Der Einfluss eines Saccharomyces cerevisiae Fermentationsproduktes auf die fäkale Mikrobiota und das Immunsystem bei Rennpferden

Saccharomyces cerevisiae Fermentationsprodukte (SCFP) werden in der Tierhaltung als prä- und postbiotische Futterzusätze eingesetzt, mit dem Ziel die Allgemeingesundheit zu fördern und vor Krankheiten zu schützen. Eine der möglichen Mechanismen von Futterzusätzen ist die Modulation des Immunsystems. Hypothetisch interagieren SCFP durch präbiotische Mechanismen mit der mikrobiellen Gemeinschaft des Darm-Mikrobioms und beeinflussen damit indirekt das Immunsystem oder sie wirken durch postbiotische Effekte direkt auf residente Darmepithel- und Immunzellen sowie nach Resorption auf Immunzellen in der Peripherie. Um solch einen Nachweis zu führen, wurde in der ersten Studie der Einfluss eines kommerziell erhältlichen SCFP auf die Zahl zirkulierender leukozytären Subpopulationen bei Rennpferden analysiert. Zudem wurde geprüft ob die SCFP-Fütterung die Reaktion der Tiere auf eine Impfung beeinflusst. Dabei lag der Fokus auf den frühen Ereignissen (angeborene Immunmechanismen) nach einer Impfung, die zur Antikörperproduktion und der Induktion von spezifischen T-Lymphozyten führen. In der zweiten Studie sollte durch die Analyse der fäkalen Mikrobiota geklärt werden, ob die SCFP-Fütterung zu einer Änderung des Darm-Mikrobioms führt. Für die Fragestellungen beider Veröffentlichungen wurde im Vorfeld eine Fütterungsstudie durchgeführt. Dabei erhielten sechs Pferde 43 Tage lang das SCFP und fünf Pferde ein Placebo. Blutproben wurden am Tag -3 vor der Supplementierung, Tag 10, Tag 24, Tag 36 (Tag der Impfung), Tag 37 (24 Stunden nach der Impfung), Tag 52 und Tag 66 (nach Ende der Supplementation) entnommen. Die Anzahl und Funktion der zirkulierenden Immunzell-Subpopulationen wurden durchflusszytometrisch bestimmt. Die Kotproben wurden zwischen Tag -3 und Tag 36 (vor Beginn Supplementierung, Supplementierung bis Tag der Impfung), Tag 37 (24 Stunden nach der Impfung), Tag 39 (3 Tage nach der Impfung) und zwischen Tag 43 und Tag 66 (nach der Supplementierung) gesammelt. Die fäkale Mikrobiota wurde mittels 16S rRNA-Gen Sequenzierung ermittelt. Die Impfung am Tag 36 stellte eine Auffrischungsimpfung gegen equine Influenza mit einem Carbomer-adjuvantierten modifizierten viralen Vektorimpfstoff dar. Während der Fütterung unterschieden sich die SCFP- und Placebo-Gruppe nicht in der Zusammensetzung und Zahl der Leukozyten-Subpopulationen sowie des Anteils der Retikulozyten an den Erythrozyten. 24 Stunden nach der Impfung stiegen die Gesamtzahl der Leukozyten und die Anzahl der CD4+ T-Zellen in beiden Gruppen signifikant an. In der Placebo-Gruppe nahm die Zahl der neutrophilen Granulozyten signifikant zu und die Zahl der CD8+ T-Zellen signifikant ab, während die Zahl dieser Zelltypen in der SCFP-Gruppe unverändert blieb. Der Anteil der Retikulozyten stieg nur in der SCFP-Gruppe signifikant an. Die Anzahl der Lymphozyten, Monozyten, CD21+ B-Zellen und der SAA-Spiegel blieben in beiden Gruppen nach der Impfung unverändert. Sechzehn Tage nach der Impfung unterschieden sich Placebo- und SCFP-Pferde signifikant in ihren erhöhten ELISA-IgG-Titern gegen die Influenzastämme Newmarket und Florida Clade 1. Die bakterielle Zusammensetzung und Vielfalt der fäkalen Mikrobiota wurde durch die SCFP-Fütterung nur geringfügig beeinflusst. Die Gattung Fibrobacter wies in der Placebo-Gruppe wiederholt an verschiedenen Tagen eine signifikant höhere Abundanz als in der SCFP-Gruppe auf. Insgesamt hatte das Einzeltier den größten Einfluss auf die Zusammensetzung der fäkalen Mikrobiota. Direkt nach der Influenza-Impfung unterschieden sich SCFP- und Placebo-Pferde signifikant in der fäkalen bakteriellen Diversität im Shannon-Index. Die beobachteten Unterschiede nach der Impfung deuten darauf hin, dass eine SCFP-Fütterung zu modulierten frühen Immunreaktionen nach einer Influenzaimpfung führt, was auch die Gedächtnisreaktionen nach der Auffrischungsimpfung beeinflussen kann.
Die weitestgehend unbeeinflusste fäkale Mikrobiota spricht gegen eine starke präbiotische Wirkung von SCFP. Die Modulation von impf- und wirtsinduzierten Veränderungen der Mikrobiota deutet darauf hin, dass die Hauptwirkungen von SCFP auf die enthaltenen oder induzierten postbiotischen Komponenten zurückzuführen sind.