Interazioni di Mycoplasma mycoides con il sistema immunitario nei bovini

Mycoplasma mycoides subsp. mycoides (Mmm) è un tipo di batterio senza parete cellulare. Causa una malattia nei bovini chiamata pleuropneumonia contagiosa bovina (CBPP), che è molto contagiosa e colpisce il sistema respiratorio di questi animali. È importante che le organizzazioni sanitarie vengano avvisate quando si verifica la CBPP.

Quando i bovini sono infettati da Mmm, sviluppano problemi polmonari che spesso indicano una forte reazione del sistema immunitario. Questo può portare a infiammazioni continue nei loro corpi. Mmm ha anche trovato modi per evitare di essere rilevato e attaccato dal sistema immunitario. Anche se i Macrofagi, che sono cellule immunitarie che pattugliano i polmoni, dovrebbero essere la prima linea di difesa contro questo tipo di infezione, non si sa molto su come interagiscano con Mmm.

I macrofagi che hanno antigeni di Mmm possono essere trovati nei polmoni dei bovini infetti. Queste cellule producono alcune sostanze chimiche chiamate Citochine, tra cui TNF, quando esposte a Mmm in laboratorio. Tuttavia, non ci sono molti studi che esaminano cosa succede a Mmm quando ci sono macrofagi.

Un'altra parte fondamentale del sistema di difesa immunitaria è il Sistema del complemento. Questo è un gruppo di proteine presenti nei fluidi corporei che aiuta a uccidere i patogeni direttamente o rende più facile per le cellule immunitarie eliminarli attraverso un processo chiamato opsonizzazione. Tuttavia, a volte i patogeni possono sfuggire a queste difese e sopravvivere dentro le cellule. L'attivazione di questo sistema del complemento promuove anche l'infiammazione, che può essere utile o dannosa a seconda della situazione.

Nel contesto della CBPP, la relazione tra Mmm, macrofagi e complemento potrebbe aiutare i bovini a combattere l'infezione o peggiorare la situazione, poiché una forte risposta immunitaria può a volte causare più danni.

Studi precedenti suggeriscono che alcuni micoplasmi vengono assunti dai macrofagi solo in presenza di un siero specifico, ma questo deve ancora essere confermato per Mmm. Non è chiaro come varie azioni del complemento, oltre all'opsinizzazione, possano influenzare l'esito della malattia nella CBPP. Pertanto, i ricercatori si sono messi a studiare come i macrofagi bovini interagiscono con Mmm in condizioni realistiche che includono il complemento.

#Metodi di Studio

Lo studio ha coinvolto diversi ceppi batterici cresciuti in mezzi specializzati. Sono state preparate colture vive di Mmm per i test, assicurandosi che fossero a concentrazioni appropriate per gli studi d'infezione. I sieri, compresi i complementi proteici, sono stati ottenuti da bovini sani. I sieri sono stati raccolti con cura e conservati per l'uso negli esperimenti.

Quando si è testata l’abilità del complemento di uccidere Mmm, è stata usata una gamma di concentrazioni di siero per trovare il livello che non avrebbe ucciso i batteri. L'attività del complemento è stata testata mescolando diverse quantità di siero con Mmm e controllando quanti batteri sono rimasti vivi dopo un certo periodo.

I macrofagi sono stati prelevati dagli stessi bovini da cui sono stati prelevati i sieri. Questi macrofagi sono stati isolati e cresciuti prima di essere esposti a Mmm insieme alle proteine del complemento dei sieri bovini. Dopo l'infezione, le colture sono state valutate per vedere quanti batteri erano stati assunti dai macrofagi e se potessero sopravvivere all'interno di queste cellule.

La citometria a flusso è stata utilizzata per analizzare l'assunzione di versioni fluorescenti di Mmm da parte dei macrofagi. Questa tecnica ha permesso ai ricercatori di vedere esattamente quanti macrofagi stavano ingerendo con successo i batteri, e a che livelli di intensità.

I ricercatori hanno anche misurato la quantità di TNF prodotta dai macrofagi in risposta alla presenza di Mmm, poiché questa citochina indica una risposta immunitaria.

#Effetti del Complemento Bovina sulla Viabilità di Mmm

Lo studio ha scoperto che i sieri bovini non decomposti avevano una forte capacità di uccidere Mmm in modo dose-dipendente. Diversi sieri hanno mostrato vari livelli di efficacia nell'uccidere i batteri. Questa variazione ha suggerito differenze tra singoli animali e ha sollevato domande su se ciò potesse riguardare come quegli animali resistono alle infezioni.

Curiosamente, non c'era evidenza che le proteine del complemento agissero per raggruppare o aggregare Mmm nelle colture, e la diminuzione della viabilità dei batteri era direttamente collegata all'effetto citotossico del complemento. Riscaldare i sieri ha inattivato il complemento, confermando ulteriormente il suo ruolo nell'uccidere Mmm.

Guardando alla sopravvivenza di Mmm in presenza di macrofagi, non è stata osservata attività di uccisione nel tempo. Mmm è rimasto stabile nel numero, e persino è cresciuto leggermente. Questo ha suggerito che quando il complemento non era coinvolto, i macrofagi non erano in grado di uccidere Mmm in modo efficace.

Negli esperimenti progettati per vedere come i macrofagi riuscissero a eliminare Mmm, è diventato evidente che la stragrande maggioranza dei batteri sopravvissuti non si trovava all'interno dei macrofagi. Questo ha indicato che la presenza del complemento non ha aiutato a migliorare la capacità dei macrofagi di uccidere Mmm.

#Interazioni tra Macrofagi e Mmm

Durante ulteriori analisi, è emerso che un numero significativo di macrofagi poteva inglobare Mmm fluorescenti, ma i livelli di fluorescenza erano bassi. Questo ha suggerito che i macrofagi stessero assumendo Mmm, ma non a un livello che indicasse un alto numero di batteri all'interno.

Quando i macrofagi sono stati trattati con cictochalassina D, una sostanza che inibisce la fagocitosi, sono ancora riusciti a prendere piccole quantità di Mmm. Questo implica che mentre un certo assorbimento avviene attraverso la fagocitosi normale, potrebbero esistere altri metodi in gioco.

La presenza di sieri bovini non decomposti non ha influenzato i livelli di assunzione di Mmm da parte dei macrofagi, anche dopo un periodo più lungo. Al contrario, l’aggiunta di siero specifico ha significativamente aumentato il numero di macrofagi che hanno assunto Mmm e ha migliorato la loro fluorescenza complessiva, indicando un'interazione più forte.

#Produzione di TNF da parte dei Macrofagi

I ricercatori hanno anche esaminato come la presenza di Mmm influenzasse la produzione di TNF da parte dei macrofagi. È stato osservato che diverse concentrazioni di Mmm avrebbero impattato i livelli di TNF, con concentrazioni più alte (MOI di 500-1000) che portavano a una maggiore produzione. Quando i macrofagi non erano esposti al complemento o al siero specifico, continuavano a produrre TNF quando infetti.

Tuttavia, il ruolo del complemento bovino è stato nuovamente chiarito: non ha migliorato la produzione di TNF quando usato a concentrazioni non battericida. Sorprendentemente, a concentrazioni più elevate capaci di uccidere Mmm, il complemento sembrava sopprimere la produzione di TNF.

#Conclusione

Questo studio evidenzia la complessità delle interazioni tra Mycoplasma mycoides, macrofagi e il sistema del complemento nel contesto della CBPP. I macrofagi da soli non erano in grado di uccidere Mmm in modo efficace senza l'aiuto di anticorpi specifici. Il sistema del complemento, sebbene mostrasse potenzialità nell'uccidere Mmm a certe concentrazioni, non migliorava le funzioni dei macrofagi come la fagocitosi o la produzione di TNF a livelli non battericidi.

In generale, queste scoperte aprono la strada a studi futuri che potrebbero aiutare a scoprire ruoli aggiuntivi dei componenti immunitari e i meccanismi dietro le infezioni da micoplasmi nei bovini. Capire meglio queste interazioni potrebbe portare a strategie migliorate per controllare e prevenire la CBPP, proteggendo in ultima analisi la salute dei bovini.