Variazioni nel peptidoma del latte bovino possono essere indicatori di infezione subclinica della ghiandola mammaria? Vi presentiamo i risultati di uno studio recentemente condotto dai ricercatori dall’Università di Padova.

L’infezione della ghiandola mammaria è una delle principali cause di mastite nelle vacche da latte. Gli agenti patogeni che entrano nella ghiandola mammaria attraverso il capezzolo possono scatenare una risposta infiammatoria nel tessuto ghiandolare, portando allo sviluppo della patologia. Le conseguenze sono molteplici: perdite economiche dovute ai mancati guadagni, incremento delle spese veterinarie, utilizzo massiccio di antibiotici (che va ad aggravare il problema dell’antibiotico resistenza), ripercussioni sul benessere animale. La minaccia più insidiosa è rappresentata dalle infezioni intramammarie subcliniche le quali, nonostante il processo infettivo in corso, non portano alla manifestazione di segni clinici evidenti: questo può portare un ritardo nella diagnosi e fa sì che gli animali infetti possano diffondere l’infezione all’interno dell’allevamento, con conseguenze potenzialmente molto gravi.

Le infezioni intramammarie sono principalmente di natura batterica, ma possono essere causate anche da virus, lieviti e alghe. Tra queste ultime è opportuno citare il genere Prototheca, un’alga unicellulare la cui diffusione negli ultimi anni ha avuto un notevole incremento, facendo registrare una prevalenza dell’11% negli allevamenti italiani. È la natura stessa di questo patogeno a renderlo particolarmente insidioso: trattandosi di un’alga è naturalmente resistente agli antibiotici; inoltre, è capace di evadere le difese immunitarie dell’ospite sopravvivendo alla fagocitosi. La difficoltà nella diagnosi e la mancanza di trattamenti efficaci fanno delle infezioni da Prototheca spp. un problema di grande rilievo, per le quali si rende sempre più necessario trovare nuove strategie di controllo.

Ma cosa succede nella ghiandola mammaria durante il processo infettivo? Una volta che i microrganismi hanno invaso l’ospite, il sistema immunitario risponde: le cellule leucocitarie vengono rilasciate all’interno della ghiandola mammarie e attuano diversi meccanismi di difesa, come rilascio di citochine ed enzimi, tra cui enzimi proteolitici come la plasmina, l’elastasi, la catepsina B e D. Gli enzimi proteolitici non sono rilasciati solo dalle cellule leucocitarie ma anche dagli stessi agenti patogeni, andando a contribuire all’aumento dell’attività proteolitica e al conseguente arricchimento del peptidoma endogeno del latte.

In questo studio sono stati selezionati 15 animali negativi all’esame batteriologico, 12 animali positivi a Streptococcus agalactiae e 11 animali positivi a Prototheca spp. appartenenti ad un allevamento della provincia di Verona. Dal latte raccolto sono stati estratti i peptidi endogeni, i quali sono analizzati mediante l’utilizzo di diverse tecniche di spettrometria di massa. Inizialmente sono stati combinati due approcci untargeted (spettrometria di massa matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight, MALDI-TOF MS; cromatografia liquida accoppiata a spettrometria di massa tandem con l’utilizzo di LTQ-Orbitap, LC-MS/MS) che hanno fornito una lista di tutti i peptidi presenti nel latte, identificandone per alcuni anche la sequenza e la proteina di origine. Da questa analisi sono stati identificati i peptidi che erano presenti in quantità significativamente differenti nei tre diversi gruppi di animali, che sono stati considerati come peptidi informativi. In seguito, è stato utilizzato un approccio targeted (cromatografia liquida accoppiata a spettrometria di massa tandem con utilizzo di spettrometro a triplo quadrupolo e metodo Selected Reaction Monitoring SRM, LC-QqQ-MS/MS), che ha permesso di quantificare i peptidi informativi identificati precedentemente e di confrontare i tre gruppi sperimentali sulla base delle differenze di quantità di tali peptidi.

I risultati hanno rivelato che il latte infetto presentava un peptidoma endogeno molto più ricco di quello sano, come conseguenza dell’incremento dell’attività proteolitica. Inoltre, sono stati identificati e quantificati 31 peptidi presenti in quantità significativamente maggiore nel latte degli animali infetti rispetto a quelli sani, indipendentemente dall’agente patogeno considerato, ma nessun peptide è risultato essere tipico dell’infezione causata da Streptococcus agalactiae rispetto a quella causata da Protothaca spp. I peptidi identificati derivavano dalle principali proteine del latte, in particolare β- e αs1-caseina, seguite da αs2-caseina, κ-caseina e β-lattoglobulina. Un ulteriore risultato interessante è stato il rilevamento di diversi peptidi con attività antimicrobica (isracidina, casecidina 15, casecidina 17), presenti in forma completa o parziale, in quantità maggiore, anche se non significativa, nei campioni di latte infetto.

In conclusione, lo studio in oggetto ha confermato come la presenza di un’infezione subclinica a carico della ghiandola mammaria porti una modifica del peptidoma endogeno, dovuta alla degradazione delle proteine e al conseguente rilascio di peptidi nel latte. La composizione del peptidoma non si differenziava sulla base del microrganismo infettante, probabilmente a causa di una maggior attività degli enzimi proteolitici prodotti dall’animale, la cui attività maschera l’azione degli enzimi patogeno-specifici. Il panel di peptidi identificato, potrebbe dunque essere utile per lo sviluppo di nuovi strumenti di screening utili per rilevare la presenza di mastite subclinica in allevamento.

La presente nota è una sintesi del seguente articolo scientifico pubblicato sulla rivista Journal of Agricultural and Food Chemistry: “Subclinical Mastitis from Streptococcus agalactiae and Prototheca spp. Induces Changes in Milk Peptidome in Holstein Cattle” (2023) A. Vanzin, C. Franchin, G. Arrigoni, I. Battisti, A. Masi, A. Squartin, V. Bisutti, D. Giannuzzi, L. Gallo, A. Cecchinato, S. Pegolo.

Autori: Giuseppe Conte, Alberto Stanislao Atzori, Fabio Correddu, Luca Cattaneo, Gabriele Rocchetti, Antonio Natalello, Sara Pegolo, Manuel Scerra – Gruppo Editoriale ASPA.