Respuesta inmunológica e interacción microbiana en glándula mamaria bovina (Bos taurus): efecto del polisacárido quitosano

Abstract

Las hembras de los mamíferos son susceptibles a padecer inflamación de la glándula mamaria (GM), o mastitis, siendo esta enfermedad particularmente problemática para el ganado lechero bovino (Bos taurus). Las bacterias del género Staphylococcus presentan la capacidad de colonizar el tejido epitelial mamario, a veces, formando biofilm y de este modo evaden las respuestas inmunes del hospedador, siendo un factor de virulencia asociado a la persistencia de la enfermedad. La dificultad en la erradicación de las infecciones mediante el uso de antibióticos subraya el interés por el desarrollo de nuevas herramientas de control. Quitosano (Q) es un polisacárido natural biocompatible y bioactivo, atractivo para su aplicación en el campo farmacéutico y médico. El objetivo de esta tesis fue evaluar el efecto de Q sobre aislamientos bacterianos del género Staphylococcus formadores de biofilm y en la modulación de la inmunidad de la GM bovina. Se evaluaron factores de virulencia asociados a adhesión y formación de biofilm en Staphylococcus aureus (n=127) y Staphylococcus coagulasa-negativos (n=82) de infecciones intramamarias, demostrándose la capacidad para formar biofilm y la presencia, principalmente, de los genes clfA, clfB, fnbpA, icaA y icaD. Q presentó actividad antimicrobiana sobre S. aureus V329 (concentración inhibitoria mínima (CIM) 156,25 μg/ml) y Staphylococcus sp. 1007 (CIM 78,13 μg/ml), redujo la cinética de crecimiento bacteriano y afectó la integridad de la membrana en forma dosis dependiente en cultivos planctónicos. El tratamiento de biofilm con Q indujo una disminución de la biomasa y reducción de la viabilidad. En cultivos de células MAC-T, Q inhibió la internalización de S. aureus V329 aumentando los niveles de expresión de receptores de reconocimiento (TLR-2 y TLR-4) como de citoquinas pro-inflamatorias (IL-6 e IL-8). Los co-cultivos con Q y lisados de S. aureus V329, incrementaron los niveles de expresión de ARNm de TLR-2, TLR-4, IL-8, TNF-α y CCL-2; y la producción de IL-1β. La aplicación intramamaria de Q (5 mg) en bovinos indujo aumentos en el recuento de células somáticas, en los niveles de expresión de ARNm de TLR-4, IL-1β, IL-6 e IL-8, y en la producción de IL-1β. Debido al gran número de aislamientos de Staphylococccus spp. formadores de biofilm demostrada, Q podría ser un candidato prometedor para el desarrollo de estrategias de prevención y/o tratamiento de la mastitis. Su capacidad para controlar el crecimiento microbiano y la formación de biofilm, como de modular al sistema inmune de GM bovina, potenciarían la respuesta inflamatoria necesaria para una efectiva respuesta protectora frente a bacterias del género Staphylococcus.