Biomarcadores de orina para detección de mastitis subclínica en vacas lecheras

Álvaro García

La mastitis sigue siendo uno de los dos principales problemas de salud y una de las principales razones de descarte (la cojera es la primera) en las granjas lecheras de EE. UU. La mastitis es el resultado del contagio por bacterias contagiosas o ambientales que causan inflamación en la ubre. Las bacterias contagiosas se transmiten de una vaca con una ubre infectada a una vaca sana. Las bacterias ambientales provienen del ambiente de la vaca (lechos, tierra, estiércol, etc.), por lo tanto, están altamente influenciadas por las prácticas de manejo.

La mastitis puede clasificarse en subclínica o clínica. En la mastitis subclínica, las células inmunes (neutrófilos) abundan en la ubre y la apariencia de la leche no se ve afectada, los recuentos de células somáticas (RCS) en la leche generalmente aumentan por encima de 200,000 células/ml. En la mastitis clínica hay otros signos y cambios en la ubre, la apariencia de la leche y a veces, la salud general de la vaca.

El tratamiento con antibióticos ha sido el criterio usado para tratar los problemas de mastitis. Sin embargo, el uso indiscriminado de antibióticos ha generado una creciente preocupación por la resistencia a los antibióticos. Por lo tanto, sería muy útil desarrollar herramientas de diagnóstico o monitoreo para identificar vacas susceptibles y trabajar estrechamente con ellas antes de que surja el problema. Tradicionalmente, el RCS ha sido el método de detección más usado, sin embargo, solo es útil una vez que la vaca ha parido, y está produciendo leche. La investigación ha demostrado que la mastitis subclínica suele ir precedida de un estado inflamatorio crónico no grave, con la elevación de varias variables sanguíneas asociadas con la inmunidad.

Un estudio reciente (Zwierzchowski et al., 2020) realizado en Canadá analizó la identificación de biomarcadores potenciales para detección de mastitis subclínica. Las vacas con mastitis subclínica natural (más de 200,000 RCS) fueron seleccionadas para ese estudio. Los controles fueron vacas sanas sin signos clínicos o cualquier otra enfermedad metabólica y el RCS de menos de 200,000. Todas las vacas fueron alimentadas con ración completa mezclada para cumplir o exceder los requerimientos de nutrientes según las recomendaciones del NRC para antes y después del parto.

Se recogieron muestras de orina para el análisis metabólico de cada vaca en 5 intervalos de tiempo: a las 8 semanas (53-59 días) y 4 semanas (25-31 días) antes del parto; después del parto, durante la semana de la enfermedad y a las 4 semanas (25–31 días) y 8 semanas (53–59 días) después del parto. La hipótesis era que las vacas diagnosticadas con mastitis subclínica postparto podrían tener alteraciones en el metabolito de la orina que comenzarían temprano en el período de secado, que continuarán en la lactancia durante el diagnóstico de mastitis y posteriormente.

La concentración de dos acilcarnitinas (C3:1 y C18:2) en orina fueron consistentemente, más altas durante todo el experimento (a las 8 y 4 semanas, en la semana de diagnóstico y a las 4 y 8 semanas después del parto). Se especuló que el aumento de las concentraciones de acilcarnitina en el suero y más tarde en la orina podría ser el resultado de una interrupción en el metabolismo de los ácidos grasos. Durante esta interrupción, los intermedios citotóxicos de acil-CoA se acumulan en el suero y luego se convierten en AC, que finalmente se eliminan a través de la orina. Estas acilcarnitinas se han sugerido como activadores de la respuesta de la molécula proinflamatoria, incluido el factor de necrosis tumoral, los enlaces de los receptores tipo Toll y los receptores de células T.

Otro hallazgo importante de este estudio fue que la mastitis pre-subclínica, la mastitis subclínica y las vacas con mastitis post-subclínica mostraron alteraciones en los metabolitos de fosfolípidos en la orina. Las concentraciones urinarias de varias fosfatidilcolinas de cadena muy larga fueron más bajas en las vacas preclínicas a partir de −8 semanas antes del parto y hasta +4 semanas después del parto. Se encontraron varios aminoácidos en la orina de vacas sanas y con mastitis subclínica.

Los resultados generales mostraron que las vacas con mastitis preclínica, subclínica y posclínica mostraron modificaciones en los metabolitos de la orina asociados con el metabolismo de lípidos, carbohidratos y aminoácidos. Fue posible identificar 14 metabolitos en la orina, incluyendo hidroxibutiril-L-carnitina, hidroxipropionil-L-carnitina, hidroxhexanoil-L-carnitina, metilglutaril-L-carnitina; tetradecenoil-L-carnitina y octadecadienil-L-carnitina. Los aminoácidos identificados fueron asparagina, carnosina, glutamina, histidina, dimetilaginina sérica simétrica y treonina. Todos estos se midieron como elevados durante el período seco en las semanas −8 y −4 y más tarde durante la semana del diagnóstico de mastitis subclínica.

Los autores sugirieron usar esos metabolitos para distinguir las vacas sanas de las que tienen mastitis subclínica. Estos resultados son prometedores por su potencial para desarrollar herramientas prácticas de pruebas futuras para predecir la propensión individual de las vacas a desarrollar mastitis subclínica.

Referencia

Zwierzchowski, G., Zhang, G., Mandal, R., Wishart, D.S., Ametaj, B.N. 2020. Mass-spec-based urinary metabotyping around parturition identifies screening biomarkers for subclinical mastitis in dairy cows. Research in Veterinary Science. 129: 39 – 52.

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