El bloqueador de metano reduce las emisiones de las vacas en un 62%, pero provoca cambios inesperados en el microbioma intestinal

La ganadería representa entre el 27% y el 31% de las emisiones antropogénicas de metano a nivel mundial, y la digestión de los rumiantes por sí sola desperdicia aproximadamente el 6% de la ingesta bruta de energía del animal en forma de gas metano. Reducir estas emisiones manteniendo o mejorando la productividad animal es un objetivo prioritario para la agricultura sostenible. Este estudio ofrece el análisis mecanístico más exhaustivo realizado hasta la fecha sobre cómo el microbioma ruminal responde a la inhibición de la metanogénesis, con implicaciones directas para comprender el ciclo microbiano del hidrógeno en el intestino, un proceso con paralelismos en la fisiología intestinal humana.

El ensayo incluyó a 51 terneros lecheros Holstein × Jersey durante 99 días, distribuidos en tres grupos: un grupo control (sin tratamiento), un grupo de dosis baja (150 mg de 3-NOP por kg de materia seca consumida al día) y un grupo de dosis alta (250 mg de 3-NOP por kg de materia seca consumida al día), con 17 animales por grupo. El compuesto 3-NOP (comercializado como Bovaer®) actúa inactivando de forma irreversible la metil-CoM reductasa, la enzima clave en la metanogénesis, mediante la oxidación del ion de níquel en su cofactor F430. Las emisiones de metano se redujeron un 60,0% (P = 1,7×10⁻⁵) en el grupo de dosis baja y un 62,3% (P = 1,5×10⁻⁵) en el grupo de dosis alta, lo que se encuentra entre las mayores reducciones registradas en cualquier ensayo in vivo. De forma destacada, no se observaron cambios significativos en la ganancia de peso corporal, el consumo de leche, la ingesta de alimento ni la eficiencia energética del pienso (P > 0,05).

Para comprender por qué la productividad no mejoró a pesar de la drástica reducción de metano, el equipo construyó un catálogo de genomas microbianos del rumen que comprende 27.884 genomas y aplicó metagenómica y metatranscriptómica resueltas por genoma a las muestras ruminales. Encontraron una marcada reducción en las arqueas metanogénicas (en particular, metanógenos hidrogenotróficos como Methanobrevibacter y Methanobacterium), junto con una notable estimulación de los acetógenos reductivos. Los acetógenos más prominentemente enriquecidos pertenecían a linajes previamente no cultivados, en especial 'Candidatus Faecousia', que se expandió de forma sustancial bajo el tratamiento con 3-NOP. Los experimentos de incubación in vitro reprodujeron estos hallazgos y confirmaron que el acetato derivado de la acetogénesis reductiva aumentó en condiciones que simulaban el tratamiento con 3-NOP.

Sin embargo, la historia no terminó con el florecimiento de los acetógenos. La inhibición de la metanogénesis provocó que la presión parcial de hidrógeno (H₂) en el rumen aumentara aproximadamente cuatro veces. Esta acumulación de hidrógeno generó un problema termodinámico para la comunidad fermentativa en su conjunto: las bacterias que normalmente eliminan el exceso de electrones en forma de H₂ dejaron de poder hacerlo de manera eficiente. Como consecuencia, las principales comunidades fermentativas desplazaron su producción metabólica desde el acetato —una fuente de energía altamente absorbible para el huésped— hacia productos finales más reducidos, como el etanol. Esta respuesta divergente, en la que los acetógenos ganaron pero los fermentadores primarios perdieron producción de acetato, resultó en una acumulación neta de hidrógeno y anuló en gran medida el posible beneficio energético de la reducción de metano.

El marco de modelado estructural y meta-ómico del estudio proporciona un mapa a nivel de especie del flujo de electrones en el rumen, identificando taxones microbianos específicos y vías enzimáticas responsables de la producción y el consumo de hidrógeno. Los autores concluyen que las intervenciones futuras deben abordar la respuesta de toda la microbiota —no solo de los metanógenos— para reducir las emisiones y capturar simultáneamente el beneficio energético en forma de mayor productividad animal. Entre las estrategias posibles se incluyen la cosuplementación con compuestos que potencien la acetogénesis o redirijan el hidrógeno hacia la producción de propionato, lo cual resulta energéticamente más favorable para el huésped.