La mastite bovina porta a una riduzione della produzione di latte e può essere fatale se non curata. Il National Animal Health Monitoring System dell’USDA ha segnalato casi nel 99,7% degli allevamenti da latte degli Stati Uniti, rendendola la malattia più diffusa nel settore lattiero-caseario statunitense. A causare questa condizione sono diversi microrganismi patogeni, sebbene i meccanismi esatti di trasmissione, in particolare tramite le mosche, non siano stati totalmente chiariti.

Uno studio pubblicato a giugno 2024 su mSphere, la rivista dell’American Society for Microbiology, ha identificato la mosca cavallina (Stomoxys calcitrans), conosciuta anche come mosca pungente, tra le più diffuse negli allevamenti di tutto il mondo, come portatrice dei batteri patogeni che causano la mastite bovina.

I ricercatori dell’Università del Wisconsin-Madison hanno sequenziato le comunità microbiche di queste mosche in due allevamenti da latte collegati, quindi hanno confrontato questi risultati con campioni di letame provenienti dalle stesse aziende. In entrambi i campioni hanno identificato taxa batterici associati alla mastite bovina.

Figura 1: La parte superiore della figura mostra le posizioni dei siti di raccolta presso l’Arlington Agricultural Research Station Blaine Dairy Cattle Center (Arlington), mentre la parte inferiore della figura mostra le posizioni dei siti di raccolta presso l’UW-Madison Dairy Cattle Center (DCC). I quadrati bianchi e i cerchi neri delineano rispettivamente le posizioni delle trappole per mosche e dei campioni di letame in entrambe le strutture.

In particolare, i ricercatori hanno scoperto che i patogeni, che includevano colonie di batteri del genere Escherichia, Klebsiella e Staphylococcus, erano piuttosto rari e sparsi nei campioni di letame. Nei campioni di mosche, tuttavia, quelle stesse specie mostravano un’abbondanza notevolmente maggiore, discrepanza che suggerisce che i batteri patogeni colonizzano facilmente e persistono nell’intestino delle mosche facilitandone il trasferimento tra il letame e gli animali.

Questo indica che le mosche potrebbero essere vettori di patogeni opportunistici. Tuttavia, Streptococcus spp., che è un noto patogeno della mastite, era raro nelle mosche, il che potrebbe indicare una bassa prevalenza o difficoltà di colonizzazione.

Figura 3: Abbondanza relativa degli ordini batterici nei campioni di mosche e letame derivati da Arlington (in alto) e DCC (in basso), in base alla data di campionamento (asse x). Gli ordini a bassa abbondanza (<2%) sono rappresentati dalla categoria “Altro”.

“Le mosche sono veri e propri serbatoi di questi batteri“, ha affermato la microbiologa e autrice senior Kerri Coon, Ph.D., il cui lavoro si concentra sui vettori di malattie e sulle interazioni tra insetti e microbi. “Il loro intestino non solo permette la colonizzazione da parte di gruppi di batteri clinicamente rilevanti, ma questi batteri sono anche in grado di crescere e moltiplicarsi per diventare membri dominanti del microbioma delle mosche. La mosca cavallina potrebbe quindi contribuire alla persistenza di questi patogeni nell’ambiente“.

“Studi precedenti hanno collegato le mosche cavalline alla mastite bovina – ha osservato Coon, – ma la maggior parte si è concentrata sulla trasmissione meccanica, esaminando i patogeni che possono attaccarsi al corpo o alle zampe di una mosca e trasmettersi quando questa atterra su una piaga o un’apertura nel corpo della bovina. Questo nuovo studio invece identifica le punture di questi insetti come un’ulteriore via di trasmissione.”

“Quando una mosca cavallina punge una bovina, inietta proteine ​​salivari che la aiutano ad accedere al sangue e a digerirlo. Quel processo – ha affermato Coon, – offre un’opportunità ai patogeni di passare dal microbioma della mosca al corpo della vacca“.

Utilizzando il sequenziamento ad alto rendimento del gene batterico 16s rRNA, Andrew Sommer e Julia Kettner, entrambi laureati nel laboratorio di Coon, hanno analizzato campioni interni di un totale di 697 mosche e li hanno confrontati con i dati di 106 campioni di letame, tutti raccolti in due allevamenti da latte nel Wisconsin meridionale.

I campioni di letame hanno mostrato una diversità di specie batteriche significativamente più elevata rispetto ai campioni di mosche, ma i taxa associati alla mastite sono stati trovati in quantità molto più elevate nei campioni di mosche corrispondenti.

“Sappiamo che il letame funge da riserva di patogeni, ma sono piuttosto frammentati e i patogeni ambientali o opportunistici sono generalmente poco abbondanti – ha affermato Coon. – Quindi, quando una bovina contrae la mastite con un’infezione di tipo opportunistico o ambientale, vogliamo sapere come ci è arrivata“.

In un lavoro precedente, Coon ha studiato il ruolo delle interazioni insetto-microbioma nelle zanzare. Ha avviato il nuovo studio con il supporto dell’University of Wisconsin Dairy Innovation Hub, che riunisce allevatori di bovini da latte e ricercatori per supportare l’industria lattiero-casearia dello Stato.

Oltre a identificare il microbioma della mosca cavallina come riserva di patogeni, il nuovo studio potrebbe aiutare a concepire strategie migliori per proteggere le bovine dalla mastite e persino per proteggere le persone da possibili infezioni zoonotiche. “Penso che ci sia molto entusiasmo nello sfruttare questi microbiomi di insetti come risorsa per strategie preventive o protettive nelle aziende agricole. Ma prima dobbiamo comprendere i processi fondamentali che stanno alla base del comportamento di questi insetti e microbi, e che potenzialmente contribuiscono alla trasmissione delle malattie sul campo”.