Rol del sistema inmune en la involución de la glándula mamaria bovina y su relación con la persistencia de las infecciones intramamarias por Staphylococcus aureus

Abstract

Staphylococcus aureus es el principal patógeno mayor causante de mastitis bovina en Argentina y el mundo y ocasiona infecciones crónicas que generan importantes pérdidas económicas. El objetivo general de este estudio fue investigar el rol del sistema inmune en la remodelación de la glándula mamaria (GM) bovina durante la involución activa y caracterizar la respuesta inmune en GM libres de infección y crónicamente infectadas con S. aureus durante este periodo. Se utilizaron vacas en la etapa final de la lactancia con cuartos libres de infección y crónicamente infectados con S. aureus. Se estableció como día 0 el comienzo de la etapa de vaca seca y se tomaron muestras de tejido y secreción mamaria en diferentes periodos hasta el día 21 post secado, determinándose la presencia de diversos componentes del sistema inmune y parámetros asociados a la remodelación mamaria. En tejido mamario se evidenció un efecto significativo de la infección observándose porcentajes de inmunomarcación mayores en cuartos infectados respecto a sanos para diferentes componentes de la inmunidad innata: TLR-2 y -4, IL-1α, TNF-α, IL-17 y lactoferrina. El número de monocitos- macrófagos, linfocitos T y B fue mayor en cuartos infectados con respecto a sanos observándose un efecto significativo de la infección y del tiempo. En secreción mamaria, los niveles de IL-4, IL-6 e IL-1β fueron significativamente mayores en cuartos infectados respecto a no infectados durante toda la involución. Los porcentajes de marcación para los componentes de la familia de TGF-β, Bax, Bcl-2, Fas y caspasa-3, así como los de proliferación celular fueron significativamente mayores en cuartos infectados respecto a sanos en todos los periodos evaluados. Los resultados obtenidos demuestran una respuesta inmune local aumentada y una intensa remodelación del tejido en respuesta a la infección crónica por S. aureus durante la involución que resultó ser insuficiente para eliminar al patógeno.

Staphylococcus aureus is the most prevalent major pathogen of bovine mastitis both in Argentina and worldwide, causing chronic infections that generate significant economic losses. The main objective of this study was to investigate the role of the immune system in the remodeling of the bovine mammary gland (MG) during active involution, as well as to characterize the immune response in healthy and S. aureus chronically infected MG during this period. Non-pregnant cows in late lactation either uninfected or with chronic natural S. aureus IMI were included in this study. The beginning of drying off was established as day 0 and tissue samples as well as mammary secretion were taken at different periods until day 21 post drying off, to determine presence of different immune components and parameters associated with mammary remodeling. Regarding mammary tissue a significant effect of infectious status was evidenced, with higher percentages of immunostaining for several components of the innate immunity in infected quarters than healthy: TLR-2 and -4, IL-1α, TNF-α, IL-17 and lactoferrin. The number of monocytes-macrophages, T and B lymphocytes was higher in infected quarters compared with healthy ones and were significantly affected by infectious status and time of sampling. In mammary secretion levels of IL-4, IL-6 and IL-1β were significantly higher in infected quarters compared with uninfected ones throughout involution. The percentages of immunostaining for TGF-β family members, Bax, Bcl-2, Fas and caspase-3, as well as cell proliferation were significantly higher in infected quarters compared to healthy ones in all sampling times. These results show an increased local immune response and an intense tissue remodeling in response to S. aureus chronic infection during involution that turned out to be insufficient to eliminate the pathogen.