Nuevos enfoques en el diagnóstico, prevención y tratamiento de la mastitis bovina a través del uso de moléculas con acción antimicrobiana

Chaneton, Luciano

Registro:

Documento:	Tesis Doctoral
Disciplina:	quimica
Título:	Nuevos enfoques en el diagnóstico, prevención y tratamiento de la mastitis bovina a través del uso de moléculas con acción antimicrobiana
Título alternativo:	New approaches in the diagnosis, prevention and treatment of bovine mastitis by using molecules with antimicrobial activity
Autor:	Chaneton, Luciano
Editor:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Publicación en la Web:	2011-12-27
Fecha de defensa:	2010
Fecha en portada:	2010
Grado Obtenido:	Doctorado
Título Obtenido:	Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Química Biológica
Director:	Bussmann, Leonardo E.
Consejero:	Pignataro, Omar
Jurado:	Calvinho, Luis Fernando; Ruzal, Sandra; Tellez de Iñón, María Teresa
Idioma:	Español
Palabras clave:	MASTITIS BOVINA; LACTOGLOBULINA; LACTOFERRINA; LACTOFERRICINA; ANTIMICROBIANOS; PROTEINA QUIMERICABOVINE MASTITIS; LACTOGLOBULIN; LACTOFERRIN; LACTOFERRICIN; ANTIMICROBIAL; CHIMERIC PROTEIN
Tema:	biología/agrobiotecnología biología/agronomía
Formato:	PDF
Handle:	http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4760_Chaneton
PDF:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n4760_Chaneton.pdf
Registro:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n4760_Chaneton
Ubicación:	Dep.QUI 004760
Derechos de Acceso:	Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Chaneton, Luciano. (2010). Nuevos enfoques en el diagnóstico, prevención y tratamiento de la mastitis bovina a través del uso de moléculas con acción antimicrobiana. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4760_Chaneton

Resumen:

El objetivo de esta tesis fue caracterizar el papel de lactoferrina (LF) y otros factores solubles endógenos, en la defensa de la glándula mamaria contra la infección. También, se buscó analizar la potencial aplicación de estos elementos para el diagnóstico y la predicción de la mastitis bovina y para la generación de ganado resistente a esta enfermedad. Para abordar estos objetivos se realizaron estudios bioquímicos, microbiológicos y epidemiológicos que se presentan en 4 apartados de resultados. En el primer apartado de resultados se propuso estudiar la relación entre el incremento de los niveles de LF asociados a la infección intramamaria y el agente causal involucrado. Los resultados obtenidos muestran que la concentración de LF aumenta con la infección clínica o subclínica y que la infección con Streptococcus uberis está asociada a mayores niveles de LF en leche. Además se demostró que Strep. uberis es capaz de inducir la síntesis de LF in vitro y que este microorganismos es resistente a LF, lo que estaría indicando una asociación entre la respuesta mediada por LF a la infección y la sensibilidad a LF de los patógenos. En el segundo apartado de resultados se profundizaron los hallazgos del primero realizando un estudio de cohorte de 80 vacas durante una lactancia completa. Los resultados obtenidos permitieron determinar que la respuesta de LF es mayor en los primeros días de lactancia; que los cuartos mamarios positivos para infecciones presentan también concentraciones de LF aumentadas antes y después de la infección y que cuartos con mayores concentraciones de LF durante el periparto presentan mayor riesgo de infectarse durante la lactancia. En el tercer apartado de resultados se analizó la actividad antimicrobiana de β- lactoglobulina (β-LG) sobre bacterias causantes de mastitis. Se demostró que β-LG inhibe el crecimiento in vitro de Staphylococcus aureus y Strep. uberis pero no el de Escherichia coli en forma dosis dependiente. Este espectro de inhibición parece complementario al de LF. Además, se hallaron diferencias de actividad específica entre dos variantes alélicas de β-LG: β- LG A y β-LG. Por último se demostró que LF y β-LG pueden actuar en conjunto para inhibir el crecimiento de Strep. uberis y Staph. aureus. En el cuarto apartado de resultados se realizaron digestiones enzimáticas de LF y los péptidos obtenidos fueron caracterizados bioquímica y microbiológicamente. Uno de estos péptidos, identificado como la molécula lactoferricina (LFcin), presentó mayor actividad antimicrobiana que LF y una cinética de inhibición diferente. El péptido LFcin fue expresado en forma recombinante como proteína de fusión con β-LG en células CHO. Esta proteína quimérica demostró alta actividad antimicrobiana contra Staph. aureus y Strep. uberis pero no contra E. coli. En conjunto, los resultados presentados en este trabajo de tesis aportan información relevante sobre el papel de LF y β-LG en la infección intramamaria y sobre la potencial aplicación diagnóstica y terapéutica de estos elementos.

Abstract:

The aim of this thesis was to characterize the role of lactoferrin (LF) and other soluble factors in the defense of the mammary gland against infections. Additionally, we aimed to analyze the potential application of these elements in the diagnosis and prediction of bovine mastitis and in the generation of disease resistant cattle. To address these objectives we carried out biochemical, microbiological and epidemiological studies that are presented in 4 sections of results. In the first section we examined the relationship between the increase in LF levels associated with intramammary infection and the involved etiologic agent. Our results showed that the LF concentration increases upon clinical or subclinical infection and that infection with Streptococcus uberis is associated with the highest levels of LF in milk. We also showed that the challenge with Strep. uberis induced the synthesis of LF in vitro and that this microorganism is resistant to LF which suggests an association between infection response mediated by LF and pathogen susceptibility to this protein. In the second section, we extended the findings made in section 1. To do that, we carried out a longitudinal study over 80 cows during a complete lactation. The results indicated that: 1) LF response to infection is greater in the early days of lactation than in later stages. 2) infected quarters presented augmented levels of LF at sample times before and after the time of infection 3) quarters with higher concentrations of LF during peripartum presented increased risk of becoming infected afterwards. In the third section we analyzed the antimicrobial activity of β-lactoglobulin (β-LG) towards mastitis-causing bacteria. We demonstrated that β-LG inhibits the growth of Staphylococcus aureus and Strep. uberis but not Escherichia coli in a dose-dependent manner. This inhibition spectrum was complementary to the observed for LF. We also found differences in specific activity between two allelic variants of β-LG: β-LG A and β-LG. Finally, we showed that LF and β-LG can act together to inhibit the growth of Strep. uberis and Staph. aureus. In the fourth section, we performed enzymatic digestions of LF and the resulting peptides were characterized by means of biochemical and microbiological methods. One of the peptides obtained, identified as the molecule lactoferricin (LFcin), showed higher antimicrobial activity and different inhibition kinetics compared to LF. LFcin was expressed as a recombinant fusion protein with β-LG. When expressed in CHO cells, this chimeric protein showed high antimicrobial activity against Staph. aureus and Strep. uberis but not against E. coli. Overall, the results presented in this thesis provide relevant information on the role of LF and β-LG in intramammary infection and on the potential application of these molecules in the fight against bovine mastitis.

Citación:

---------- APA ----------

Chaneton, Luciano. (2010). Nuevos enfoques en el diagnóstico, prevención y tratamiento de la mastitis bovina a través del uso de moléculas con acción antimicrobiana. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4760_Chaneton

---------- CHICAGO ----------

Chaneton, Luciano. "Nuevos enfoques en el diagnóstico, prevención y tratamiento de la mastitis bovina a través del uso de moléculas con acción antimicrobiana". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2010.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4760_Chaneton

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