Soluzioni che rilasciano monossido di azoto come trattamento per la mastite bovina

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Soluzioni che rilasciano monossido di azoto come trattamento per la mastite bovina

INTRODUZIONE

La mastite bovina (BM), definita come “infiammazione della ghiandola mammaria”, è una delle malattie più diffuse e significative che colpiscono gli allevamenti di bovine da latte, con conseguenze negative sia in termini di benessere degli animali che di costo economico (Seegers et al., 2003). Gli agenti patogeni comunemente associati alla BM sono Escherichia coli, stafilococchi e streptococchi (Bradley, 2002). Al momento, è disponibile un numero limitato di opzioni di trattamento efficaci, che includono tutte l’uso di antibiotici. Nella maggior parte dei paesi, è consentita la vendita del latte solo quando i residui di antibiotici rilevabili sono assenti o molto bassi. La durata del trattamento antibiotico, insieme con il periodo di sospensione della consegna del latte, può causare una perdita produttiva per circa 6-10 giorni, esacerbando ulteriormente le perdite economiche (Bhosale et al., 2014; Conzuelo et al., 2013; Smith et al., 2005).

Tra il pubblico e i politici in tutto il mondo, si è sviluppata una maggiore consapevolezza riguardo al problema dell’antibiotico resistenza e ai rischi che crea per i pazienti umani che presentano segni clinici di infezioni batteriche gravi (Rossolini et al., 2014). Oliver e Murinda (2012) hanno dichiarato che “non ci sono prove scientifiche che supportino l’emergenza di una resistenza diffusa tra i patogeni della mastite ai farmaci antimicrobici” anche se “è chiaro che l’uso degli antibiotici nelle vacche da latte può contribuire all’insorgere dell’antibiotico resistenza“. Esiste ora un dilemma a causa della crescente attenzione dei consumatori alla necessità di ridurre l’uso di antibiotici negli animali da reddito e del desiderio dell’industria alimentare di essere più efficace sotto il profilo dei costi mantenendo allo stesso tempo gli standard ottimali di salute degli animali.

Poiché l’uso di antibiotici è in aumento in alcuni paesi (Van Boeckel et al., 2014) e la resistenza dei batteri si sta diffondendo (Mehmeti et al., 2016), c’è un urgente bisogno negli animali d’allevamento di alternative al trattamento con antibiotici delle infezioni batteriche. Il monossido di azoto (NO) è un radicale con un singolo elettrone, di breve durata, presente naturalmente e con molte caratteristiche fisiologiche benefiche. Esso svolge un ruolo importante nella risposta del sistema immunitario innato dell’ospite nei mammiferi, tra cui i bovini (Liew e Cox, 1991; Silanikove et al., 2005), ed ha un’emivita (Hakim et al., 1996; Ignarro et al., 1987) di pochi secondi. In presenza di emoglobina ossigenata, il monossido d’azoto in circolazione è rapidamente associato all’emoglobina che diventa metaemoglobina e viene convertita in nitrito e nitrato per mezzo della metaemoglobina riduttasi e quindi escreta nelle urine (Wennmalm et al., 1993).

L’ossido di azoto ha un buon potenziale come trattamento antimicrobico ad ampio spettro contro infezioni virali (Regev-Shoshani et al., 2014), batteriche (Miller et al., 2009) e fungine con l’utilizzo di soluzioni che rilasciano NO (NORS) con concentrazione controllata (Regev-Shoshani et al., 2013). Le NORS ha anche il potenziale per essere un’alternativa alla terapia antibiotica per malattie respiratorie complesse del bovino (Regev-Shoshani et al., 2013; Regev-Shoshani et al., 2017; Regev-Shoshani et al., 2014). Ciò suggerisce che queste soluzioni potrebbero essere un trattamento antimicrobico efficace anche per la mastite bovina.

Questo studio valuta gli aspetti fondamentali dell’efficacia dell’utilizzo di NORS come trattamento antimicrobico per le BM.

In primo luogo, viene valutato l’effetto antimicrobico di NORS su due specie batteriche comunemente associate con la BM in un modello in vitro, e anche usando latte ottenuto da vacche che presentano sintomi di mastite clinica. In secondo luogo, viene valutata la risposta al trattamento NORS, in uno studio con aumento progressivo delle dosi condotto su vacche da latte sane in lattazione. Insieme, questi dati forniscono una motivazione logica per un’ulteriore valutazione di NORS come agente terapeutico per il trattamento della mastite delle bovine in lattazione.

ABSTRACT

Le soluzioni che rilasciano monossido di azoto (NORS) sono una formulazione liquida che rilascia monossido di azoto, radicale antimicrobico ad ampio spettro con un singolo elettrone. Questa soluzione è stata studiata come potenziale trattamento antimicrobico per la mastite bovina (BM). Sono stati effettuati tre esperimenti:

  • l’effetto di NORS su Staphylococcus aureus ed Escherichia coli in un modello in vitro;
  • l’effetto di NORS sul latte ottenuto da bovine con sintomi di mastite clinica;
  • le conseguenze della somministrazione di NORS su bovini sani utilizzando uno studio in vivo con dosi crescenti.

Nel sangue delle bovine sono state misurate le concentrazioni di metaemoglobina e nitrito; inoltre, sono stati misurati la concentrazione di nitrito nel latte e la conta delle cellule somatiche (SCC) per studiare un’eventuale infiammazione della ghiandola mammaria dopo il trattamento. Le NORS riducevano la concentrazione batterica in tutti i campioni infetti, in un modo dipendente dal tempo e dalla diluizione del latte. Le concentrazioni ematiche di metaemoglobina dopo il trattamento erano tutte entro il range normale per i bovini. Tuttavia, le concentrazioni di nitrito nel sangue e nel latte sono inizialmente aumentate, ma, nelle 24 ore successive, sono tornate a valori normali, così come l’SCC, senza alcun segno clinico di infiammazione della ghiandola mammaria.

Le soluzioni NORS, se dimostrata la loro efficacia, potrebbero rappresentare un trattamento alternativo per la mastite con un tempo di eliminazione più breve.

 

 

FEASIBILITY AND PRELIMINARY SAFETY OF NITRIC OXIDE RELEASING SOLUTION AS A TREATMENT FOR BOVINE MASTITIS

Gilly Regeva,b, James Martinsa,1, Michael P. Sheridana, Jonathan Leemhuisa, James Thompsonc, Christopher Millera,b

a Faculty of Medicine, Respiratory Division, University of British Columbia, Vancouver, British Columbia V6H 3Z6, Canada

b Bovicor Pharmatech Inc., North Vancouver, British Columbia V7H 2Y4, Canada

c University of British Columbia, Dairy Education and Research Centre, Agassiz, British Columbia V0M 1A1, Canada

 

Research in Veterinary Science 118 (2018) 247–253

doi: 10.1016 / j.rvsc.2018.02.009.

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