Desarrollo de inmunógenos para el control de mastitis bovina por Staphylococcus aureus

Abstract

La mastitis bovina, causada principalmente por Staphylococcus aureus, representa un desafío sanitario y económico global para la industria láctea, debido a la cronicidad de la infección y las limitadas tasas de curación con antibióticos. En este contexto, esta tesis aborda el desarrollo y la evaluación de vacunas a subunidades que integran cuatro proteínas recombinantes de S. aureus (ClfA, FnbpA, α-toxina y β-toxina) con sistemas adyuvantes liposomales de última generación, suplementados con distintos inmunoestimulantes (CpG-ODN, AG2C16 y mananos). Los resultados demostraron que las formulaciones liposomales inducen una respuesta inmune robusta y sostenida en vaquillonas Holstein, con un perfil predominantemente Th1 (IFN-γ) y una contribución parcial de tipo Th17 (IL-17). Sobre la base de este desempeño, se seleccionaron las formulaciones Lip+CpG-ODN+AG2C16+Rec y Lip+Man+Rec para evaluar su eficacia protectora mediante un desafío intramamario controlado con una cepa de campo. Si bien la vacunación preparto estimuló significativamente los niveles séricos y en leche de anticuerpos IgG específicos, y promovió un reclutamiento temprano de granulocitos, no logró prevenir la colonización inicial ni reducir la persistencia bacteriológica. Este fenómeno sugiere un desacople efector, atribuible a una limitada disponibilidad de IgG2 opsonizante en leche y a mecanismos de evasión de la cepa utilizada. En conjunto, esta tesis demuestra que las plataformas de subunidades con adyuvantes liposomales son efectivas para inducir inmunidad sistémica, aunque la protección intramamaria requiere superar las particularidades inmunológicas de la glándula, orientando futuras estrategias hacia el potenciamiento de la inmunidad local.

Bovine mastitis, primarily caused by Staphylococcus aureus, represents a major economic and health challenge for the dairy industry worldwide, due to the chronicity of the infection and the limited cure rates with antibiotic therapy. In this context, this thesis addresses the development and evaluation of subunit vaccines integrating four recombinant proteins of S. aureus (ClfA, FnbpA, α-toxin, and β-toxin) with next-generation liposomal adjuvant systems supplemented with different immunostimulants (CpG-ODN, AG2C16, and mannans). The results demonstrated that liposomal formulations induce a robust and sustained immune response in Holstein heifers, with a predominantly Th1 profile (IFN-γ) and a partial Th17 contribution (IL-17). Based on this performance, the formulations Lip+CpG-ODN+AG2C16+Rec and Lip+Man+Rec were selected to evaluate their protective efficacy through a controlled intramammary challenge with a field strain. Although prepartum vaccination significantly stimulated serum and milk levels of specific IgG antibodies and promoted early granulocyte recruitment, it failed to prevent initial colonization or consistently reduce bacteriological persistence. This phenomenon suggests an effector decoupling, attributable to limited opsonizing IgG2 availability in milk and to immune evasion mechanisms deployed by the challenge strain. Together, this thesis demonstrates that subunit platforms with liposomal adjuvants are effective for inducing systemic immunity, although intramammary protection requires overcoming the particular immunological features of the mammary gland, guiding future strategies toward the enhancement of local immunity.