Respuesta clínica e inmunológica frente a una vacuna en base a proteoliposomas bacterianos en un modelo murino de mastitis por Escherichia coli

Abstract

Escherichia coli es un importante agente causal de mastitis clínica y es el principal causante de mastitis sobreaguda durante el periodo de transición. Dado que las vacunas actualmente disponibles para prevenir la mastitis coliforme han mostrado eficacia limitada, este estudio evaluó una nueva vacuna en base a proteoliposomas bacterianos, formulados a partir de una cepa de campo y emulsionados en hidróxido de aluminio. Tras estandarizar un modelo murino de mastitis clínica coliforme aguda, ratonas BALB/c fueron vacunadas por vía subcutánea con 2 dosis separadas por 21 días. A los 7–10 días post parto, las ratonas fueron desafiadas por vía intramamaria con una cepa homóloga, evaluando la respuesta inmune y eficacia de la formulación vacunal. Tras la administración de la vacuna, las ratonas no mostraron signos clínicos deletéreos ni alteraciones en los parámetros reproductivos. Ya desde el día 21 post vacunación, las ratonas inmunizadas mostraron un marcado aumento en los niveles sanguíneos de IgG (P < 0,0001), IgG1 (P < 0,0001) e IgG2a (P = 0,0054) antígeno específicas. Tras el sacrificio a las 48 horas post desafío, los tejidos mamarios mostraron un marcado aumento en los niveles de IgG, IgG1 e IgG2a (P = 0,0012; para los 3 isotipos), no detectándose diferencias en los niveles de IgA especifica ni en los niveles de inmunoglobulinas totales. La evaluación clínica a las 20, 30 y 48 horas post desafío demostró que las ratonas vacunadas fueron protegidas del desarrollo de un cuadro clínico agudo y severo (P < 0,0001; P = 0,0009 y P = 0,0001; respectivamente). Además, tras el análisis bacteriológico de los tejidos mamarios, se observó que las ratonas vacunadas mostraron una disminución de 5,419 log10 UFC/g en el recuento bacteriano tisular (P = 0,0012), respecto a las ratonas no vacunadas. El análisis histopatológico sólo reveló cambios inflamatorios leves a moderados y el recuento de células totales en secciones mamarias fue la mitad del observado en las ratonas no inmunizadas (P = 0,0025). En base a los resultados obtenidos, la vacuna en base a proteoliposomas bacterianos fue segura, altamente inmunógena y eficaz, alzándose como una segura y eficaz herramienta para el control de infecciones bacterianas.

Escherichia coli is an important etiological agent of clinical mastitis and the main cause of severe acute mastitis during the transition period. Given that the currently available vaccines for coliform mastitis have shown limited efficacy, this study evaluated a new vaccine based on bacterial proteoliposomes, formulated from a field bacterial strain and emulsified in aluminum hydroxide. After standardizing a murine model of acute coliform clinical mastitis, BALB/c female mice were subcutaneously vaccinated with 2 doses separated by 21 days. At 7–10 days postpartum, the mice were intramammary challenged with homologous strain, evaluating the immune response and efficacy of the vaccine formulation. After the administration of vaccine, the mice did not show deleterious symptom or alterations in reproductive parameters. Already from day 21 post vaccination, the immunized mice showed marked increase of specific IgG (P < 0.0001), IgG1 (P < 0.0001) and IgG2a (P = 0.0054) in blood. After sacrifice at 48 hours post challenge, mammary tissues showed a marked increase in IgG, IgG1 and IgG2a levels (P = 0.0012), without differences in specific IgA or total immunoglobulin levels. Clinical evaluation at 20, 30 and 48 hours post challenge showed that vaccinated mice were protected from development of acute and severe clinical disease (P < 0.0001, P = 0.0009 and P = 0.0001, respectively). Additionally, after bacteriological analysis of mammary tissues, vaccinated mice showed at decrease of 5.419 log10 CFU/g in the tissue bacterial count (P = 0.0012) respect to unvaccinated mice. Histopathological analysis revealed only slight to moderate inflammatory changes and total cells count in mammary sections was half that detected in non–immunized mice (P = 0.0025). Based on the obtained results, vaccine based on bacteriological proteoliposomes was safe, highly immunogenic and effective, rising as a safe and effective tool for the control of bacterial infections.