Affrontare la Mastite: Nuove Soluzioni per le Vacche da Latte
Uno sguardo sulle alternative per il trattamento della mastite per una zootecnia più sana.
Christian Kranjec, Thomas F. Oftedal, Kirill V. Ovchinnikov, Vinicius da Silva Duarte, Simen Hermansen, Magdalena Kaus-Drobek, Izabela Sabała, Davide Porcellato, Harald Carlsen, Morten Kjos
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Indice
- L'impatto economico
- I batteri subdoli
- Tipi di mastite
- La soluzione antibiotica
- In cerca di alternative
- Cosa sono le bacteriocine?
- Possono le bacteriocine aiutare con la mastite?
- Presentiamo AuresinePlus
- Risultati della ricerca
- I biofilm non hanno scampo
- Test sui topi
- Mastite nei topi - Un esperimento veloce
- Il riassunto
- Fonte originale
La mastite è un problema complicato. Succede quando la ghiandola che produce latte nella mucca si infiamma, principalmente a causa di batteri cattivi che cercano di farne la loro casa. Può anche succedere se la mammella si fa male. Per i contadini e le mucche, questa è una brutta notizia. È come avere un ospite indesiderato che mangia tutto il tuo cibo e rifiuta di andarsene.
L'impatto economico
I contadini subiscono un colpo finanziario con la mastite. Si stima che ogni mucca possa costare ai contadini dal 11% al 18% in meno di profitto ogni anno a causa di questa condizione. Se non ti sembra molto, considera che il 70% di queste perdite deriva dal fatto che la mammella è danneggiata, il che significa meno latte da vendere.
I batteri subdoli
La mastite è solitamente causata da batteri che vivono sulle mucche (batteri contagiosi) o che provengono dall'ambiente (batteri ambientali). Alcuni dei soliti colpevoli includono:
- Staphylococcus aureus
- Streptococcus agalactiae
- Mycoplasma spp.
- Batteri coliformi
- Enterococcus spp.
Questi batteri possono infiltrarsi nella mammella e stabilirsi lì, facendo ammalare le mucche e facendo perdere soldi ai contadini.
Tipi di mastite
La mastite si presenta in due varianti: clinica e subclinica. La mastite clinica è quando riesci a vedere che c'è qualcosa che non va. La mucca potrebbe sembrare malata e la qualità del latte diminuisce. La mastite subclinica è più insidiosa. La mucca può sembrare perfettamente ok, ma il latte ha comunque problemi, come un aumento delle cellule somatiche, che sono un segno di infezione. Questo tipo è più comune nelle mucche più grandi, ma può anche creare preoccupazioni per chi consuma prodotti lattiero-caseari.
La soluzione antibiotica
Per affrontare la mastite, di solito si ricorre agli antibiotici. Questi vengono somministrati in vari modi, come iniezioni o direttamente nella mammella. Anche se sembra una buona soluzione, ci sono grosse preoccupazioni. Gli antibiotici potrebbero non funzionare sempre e, col tempo, i batteri possono diventare resistenti, trasformandoli in piccoli ribelli.
Alcuni tipi di batteri, come lo Staphylococcus aureus, sono particolarmente abili a nascondersi in "Biofilm". Questi biofilm agiscono come una fortezza, rendendo difficile per gli antibiotici farcela.
Anche il timing è importante nel trattamento con antibiotici. I migliori risultati si ottengono quando gli antibiotici vengono usati durante il periodo di asciutta (le settimane prima che la mucca partorisca), quando la mucca non viene munta. Questo aiuta a evitare di sprecare latte che non può essere venduto.
In cerca di alternative
A causa degli svantaggi degli antibiotici, i ricercatori stanno cercando alternative. Alcune idee includono:
- Vaccini che possono aiutare a prevenire la mastite
- Batteriofagi – virus che mirano ai batteri
- Sostanze naturali chiamate bacteriocine
- Enzimi speciali noti come peptidoglycan hydrolases (PGHs)
Cosa sono le bacteriocine?
Le bacteriocine sono come soldatini prodotti dai batteri. Possono uccidere altri batteri, dando a quelli che le producono un vantaggio competitivo. Ce ne sono vari tipi e di solito funzionano rompendo la parete cellulare dei batteri target o alterando il loro interno.
I batteri dell'acido lattico (LAB), che si trovano in molti prodotti lattiero-caseari, producono bacteriocine che sono generalmente considerate sicure per il consumo. Alcune di queste, come la nisine e la pediocina PA-1, sono già approvate come conservanti alimentari.
Possono le bacteriocine aiutare con la mastite?
L'idea qui è usare queste bacteriocine per creare un trattamento per la mastite che non coinvolga antibiotici tradizionali. Se ha successo, potrebbero aiutare a eliminare i batteri dannosi nelle mucche riducendo le possibilità di resistenza agli antibiotici.
Presentiamo AuresinePlus
AuresinePlus è un enzima speciale che rompe le pareti cellulari di alcuni batteri, tra cui le specie di Staphylococcus. I ricercatori pensano che aggiungerlo ai trattamenti con bacteriocine potrebbe renderli ancora più efficaci.
Risultati della ricerca
In studi recenti, i ricercatori hanno esaminato combinazioni di bacteriocine e AuresinePlus contro diversi ceppi di batteri che causano la mastite. Hanno scoperto che:
- Una combinazione di micrococcina P1 e nisine ha funzionato bene nei test di laboratorio contro questi batteri.
- Aggiungere AuresinePlus a questo mix lo ha reso ancora più efficace, soprattutto contro lo Staphylococcus aureus.
I biofilm non hanno scampo
Un altro risultato entusiasmante è che queste combinazioni non hanno funzionato solo sui batteri in circolo, ma anche su quei biofilm ostinati. Utilizzando un test speciale, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che queste combinazioni hanno ridotto significativamente il numero di batteri nei biofilm.
Test sui topi
Per vedere quanto bene funzionasse la combinazione, i ricercatori hanno impostato test su pelle di topo infettata con un ceppo di batteri simile. Hanno scoperto che la combinazione di micrococcina P1, nisine A e AuresinePlus ha ridotto efficacemente l'infezione. Tuttavia, un paio di topi hanno mostrato segni di ritorno dell'infezione, il che indica che alcuni batteri stavano reagendo.
Mastite nei topi - Un esperimento veloce
In un altro test, i ricercatori hanno iniettato batteri nelle ghiandole mammarie dei topi, simulando la mastite. Hanno trattato alcuni dei topi con la combinazione di bacteriocine e hanno confrontato la loro salute e i livelli di infezione con quelli non trattati. I topi trattati hanno mostrato meno infezione e una migliore salute dei tessuti.
Il riassunto
La mastite è un grosso problema per le mucche da latte e i contadini, causando problemi di salute e perdite economiche. Anche se gli antibiotici sono stati la soluzione tradizionale, portano con sé problemi di resistenza e inefficacia. Esplorare alternative come bacteriocine ed enzimi offre speranza per opzioni di trattamento migliori.
Questa ricerca suggerisce che combinazioni di sostanze antimicrobiche naturali potrebbero affrontare potenzialmente la mastite riducendo i rischi associati all'uso di antibiotici. Servono più studi, ma il percorso verso una soluzione migliore è già avviato.
Quindi, speriamo che le mucche possano mantenere le loro mammelle felici e sane senza batteri testardi che si intromettono alla festa!
Titolo: An antibiotic-free antimicrobial combination of bacteriocins and a peptidoglycan hydrolase: in vitro and in vivo assessment of its efficacy
Estratto: Mastitis is an inflammatory disease of the mammary gland commonly brought about by bac-terial pathogens that gain physical access to the glandular epithelium through the teat canal. In bovines, common mastitis-causing agents are environmental or pathogenic bacterial spe-cies, including staphylococci, streptococci, enterococci, and Gram-negative bacteria such as Escherichia coli. Current therapeutic strategies for bovine mastitis typically involve the ad-ministration of antibiotic formulations within the infected udder, possibly resulting in in-creased selection of antibiotic resistance and the accumulation of antibiotic residues within the milk. In this study, we sought to design an antibiotic-free antimicrobial formulation to treat bovine mastitis based on bacterial antimicrobial peptides (bacteriocins) and proteins (pepti-doglycan hydrolases). Using a combination of in vitro assays with a range of bacteriocins, we show that the combination of the thiopeptide micrococcin P1 (MP1) and the lantibiotic nisin A (NisA) is a robust antimicrobial formulation that effectively inhibits the growth of bo-vine mastitis-derived bacteria, both in planktonic and biofilm-associated growth modes. The addition of AuresinePlus (Aur, a staphylococcus-specific PGH) further increased the antimi-crobial potency against S. aureus. Furthermore, using two mouse models, a skin infection model and a mastitis model, we show that the combination MP1-NisA-Aur effectively inhibits methicillin-resistant S. aureus (MRSA) in vivo. We discuss the potential and challenges of using antibiotic-free antimicrobial combinations in the treatment of bacterial infections.
Autori: Christian Kranjec, Thomas F. Oftedal, Kirill V. Ovchinnikov, Vinicius da Silva Duarte, Simen Hermansen, Magdalena Kaus-Drobek, Izabela Sabała, Davide Porcellato, Harald Carlsen, Morten Kjos
Ultimo aggiornamento: 2024-11-19 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.19.624290
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.19.624290.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
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