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Analisi del trascrittoma e del metagenoma del latte da vacche sane e con mastite subclinca

Una ricerca pubblicata sulla rivista Animal Bioscience sottolinea, per la prima volta, una possibile relazione tra la mastite subclinica e due specie batteriche Gram-negative, Ralstonia e Sphingomonas.
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Analisi del trascrittoma e del metagenoma del latte da vacche sane e con mastite subclinca

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Stato dell’arte
La mastite subclinica nelle vacche è caratterizzata da un livello elevato di cellule somatiche (SSC, Somatic Cell Count) riscontrabili nel latte. Obiettivo di questo studio è quello di valutare le eventuali differenze di microbiota tra le vacche con media SSC (MS) o bassa SSC (LS) rispetto a quelle sane, valutando le relazioni che intercorrono tra il microbioma e l’espressione genica dell’ospite.

Cosa aggiunge questo studio
Questa ricerca mette in luce come l’abbondanza di alcune specie batteriche presenti nel latte delle vacche con mastite subclinica (MS) possa essere messa in relazione con l’up-regolazione di alcuni geni nell’ospite e come i pathways in cui sono coinvolti possano giocare un ruolo nei processi infiammatori tipici della mastite.

Conclusioni
Grazie ai dati preliminari ottenuti in questo studio, è stato possibile identificare due specie batteriche maggiormente rappresentate nel metagenoma del latte ottenuto da campioni di latte di vacche con mastite subclinica a medio contenuto di cellule libere (MS) e due geni up-regolati in questo sottogruppo di bovini il cui pathway potrebbe essere coinvolto nei processi preliminari della mastite.


Uno studio condotto su 31 campioni di latte vaccino e 23 campioni di sangue periferico di vacche ha consentito di valutare, per la prima volta, la diversa presenza di specie batteriche in relazione alla presenza media (MS, medium SCC) o bassa (LS, low SCC) di cellule somatiche nel latte e di valutare, in relazione a queste differenze, come si modifica l’espressione genica dell’ospite e quali pathways e meccanismi cellulari sono coinvolti.

Queste le conclusioni della ricerca condotta da un’équipe di ricercatori cinesi ed appena accettato per la pubblicazione sulla rivista Animal Bioscience.

Mastite subclinica nelle vacche in allattamento

La mastite subclinica nelle vacche in allattamento è una condizione che determina un aumento delle cellule somatiche (SCC) nel latte, causando effetti negativi sulla qualità del prodotto così come sulla salute dei bovini.

Mentre un microbiota vario e diversificato è risultato fondamentale nel contesto della mammella sana e del latte vaccino che se ne ottiene, condizioni di disbiosi sono invece state registrate di frequente in casi di mastite subclinica con profili batterici simili a quelli riscontrati con mastite conclamata, suggerendone l’estrema fragilità di equilibrio.

I risultati dello studio

I campioni di latte considerati nello studio sono stati classificati, in relazione al contenuto di SCC in MS (N. 13; ≥100.000 SCC/ml) e LS (N.18; <100.000 SCC/ml). Su questi due gruppi è stata condotta l’analisi metagenomica che non ha però portato a risultati significativi. Anche considerando l’impatto della concentrazione di cellule nel latte combinato (al post-parto ed allo stadio di lattazione) non sono emerse delle differenze significative a carico del microbiota. Grazie a diverse e successive analisi biostatistiche, è stato possibile identificare due specie di batteri Gram-negativi, Ralstonia e Sphingomonas, maggiormente rappresentate nel gruppo MS.

Per valutare come l’espressione genica dell’ospite possa interagire con il microbioma, e che relazioni possano instaurarsi tra essi, è stato effettuato un profilo di espressione genica considerando 23 campioni di sangue periferico. Un totale di 355 geni è risultato differentemente espresso tra campioni MS ed LS. In dettaglio, 297 geni sono risultati up-regolati e 58 down-regolati nel gruppo MS rispetto al gruppo LS.

L’interpretazione funzionale e la clusterizzazione dei geni differentemente espressi ha consentito di identificare i pathways in cui essi sono coinvolti. In dettaglio, i geni up-regolati nel gruppo MS sono coinvolti nei meccanismi infiammatori e della risposta immunitaria, quadro compatibile con la condizione di mastite subclinica mentre quelli down-regolati sono relativi ai processi di ossidazione, ai trasporti di membrana ed all’attività chinasica.

La correlazione tra l’abbondanza relativa delle specie batteriche Ralstonia e Sphingomonas ed i profili di espressione genica ottenuti hanno consentito di identificare due geni con una forte correlazione: TCN1 e UPP1. TCN1 codifica per la proteina cobalamina, ovvero la proteina che lega la vitamina B12, mentre UPP1 codifica per l’enzima uridina fosforilasi-1. Entrambi questi geni sono risultati up-regolati in diverse patologie oncologiche, tra cui i carcinomi mammari: quadro compatibile con un’iniziale deregolazione nel contesto di una patologia con una componente infiammatoria come la mastite.

Conclusioni

Nonostante siano necessari ulteriori approfondimenti e studi per aumentare il potere della ricerca, i dati preliminari qui presentati relativi al profilo metagenomico ottenuto da campioni di latte vaccino, hanno consentito di ipotizzare una prima relazione tra la mastite subclinica e due specie batteriche Gram-negative, Ralstonia e Sphingomonas, e di identificare, grazie ad analisi di espressione genica e biostatistiche, due geni, TCN1 e UPP1, la cui up-regolazione, sembrerebbe correlare con la maggior presenza delle specie sopra menzionate.

Gloria Negri
Laureata in Biotecnologie mediche e farmaceutiche cum laude, e dopo un dottorato di ricerca in genetica molecolare, lavora ora come biologa in una biotech company leader nel capo della terapia genica e cellulare.

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