Determinación del efecto de la administración intramamaria de una suspensión de células troncales mesenquimáticas (MSC) bovinas sobre la activación linfocitaria en vaquillas Holstein

Abstract

Las células troncales mesenquimáticas (MSC) se encuentran en una variedad de tejidos incluyendo médula ósea y tejido adiposo y poseen capacidad de diferenciación hacia linajes celulares mesodérmicos. Su potencial terapéutico se basa principalmente en su baja inmunogenicidad y sus propiedades de inmunomodulación, antibacterianas y regenerativas. Estas capacidades han convertido a las MSC en una opción terapéutica para el tratamiento de múltiples patologías tanto en humanos como en animales. En el caso de la especie bovina, existen escasos estudios que describen su potencial aplicación terapéutica, a pesar de que el ganado bovino lechero está expuesto a múltiples patologías de alto impacto productivo como la mastitis. El presente estudio tuvo como objetivo evaluar la seguridad de la administración de dos dosis de MSC, derivadas de tejido adiposo (MSC-TA) fetal bovino, por vía intramamaria en vaquillas Holstein sanas. Para esto se administraron dos dosis de 2,5 x 107 MSC-TA en dos cuartos mamarios, los días 0 y 10 de un total de 20 días experimentales. Se evaluó el efecto de la administración de MSC-TA sobre variables clínicas en vaquillas (N=6) que incluyeron temperatura cutánea, volumen, firmeza y signos de dolor en la ubre. Para evaluar una posible respuesta inmune se realizó la evaluación de parámetros hematológicos los días 0, 5, 10, 15 y 20 del estudio. Además, se analizó los días 0, 5, 10, 15 y 20 del estudio un potencial proceso de activación linfocitaria, mediante determinación de la expresión génica de marcadores de linfocitos T helper CD4+ y T citotóxicos CD8+ y marcadores de activación linfocitaria CD69 (activación temprana), CD25 (subunidad del receptor de interleuquina 2) y CD62L (L-selectina, marcador de adhesión a linfonodos periféricos) en linfocitos de sangre periférica (PBL). Los parámetros clínicos evaluados en las vaquillas no presentaron alteraciones atribuibles a la administración con MSC-TA los días del estudio. No se detectaron cambios en la condición de la glándula mamaria ni diferencias (P>0,05) en las temperaturas de los cuartos tratados durante los días del estudio. Los parámetros hematológicos no mostraron una variación

(P>0,05) a lo largo de los días de estudio. Tampoco se detectó una diferencia (P>0,05) en la expresión génica de CD4+, CD8+, CD69, CD25 o CD62L durante los días de estudio. En conclusión, los resultados obtenidos en el presente estudio permiten indicar que la administración intramamaria en dos dosis de 2,5 x 107 MSC-TA alogénicas separadas por 10 días, no genera cambios clínicos, hematológicos ni en la expresión de marcadores de activación linfocitaria en PBL de vaquillas Holstein. Por lo tanto, una potencial terapia para mastitis utilizando MSC-TA podría ser segura, sin embargo, es necesario evaluar si efecto en vacas con mastitis.

Mesenchymal stem cells (MSC) are multipotent cells located in a variety of tissues including bone marrow and adipose, that possess the ability to differentiate towards mesodermal cell lineages. Its therapeutic potential is mainly based on their low immunogenicity, as well as their immunomodulatory, antibacterial and regenerative properties. Thus, MSC are currently considered a therapeutic option in multiple pathologies that affect both humans and animals. In the case of the bovine specie, few studies have described the potential of MSC for therapeutic application, despite the fact that dairy cattle suffer multiple pathologies that impact productive performance including mastitis. The objective of this study was to evaluate the safety of the intramammary administration of two doses of MSC derived from fetal bovine adipose tissue (MSC-TA), in healthy Holstein heifers. Each dose of 2.5 x 107 MSC-TA was administered in two quarters on days 0 and 10 of a total of 20 experimental days. The effect of the administration of MSC was evaluated on heifers (N=6) clinical variables including cutaneous temperature, firmness and signs of pain in the inoculated quarters. To evaluate a possible response by the immune system, hematological parameters were determined on days 0, 5, 10, 15 and 20 of the study. In addition, a potential lymphocyte activation process was analyzed on days 0, 5, 10, 15 and 20 of the study by determining the gene expression of markers of helper CD4+ and cytotoxic CD8+ T cells, and lymphocyte activation markers CD69 (early activation marker), CD25 (subunit of interleukin 2 receptor), and CD62L (L-selectin, peripheral lymph node adhesion marker) in peripheral blood lymphocytes (PBL). The clinical parameters evaluated in heifers showed no alterations associated to the administration of MSC-TA on the days of the study. No changes were detected in the mammary gland condition or differences (P> 0.05) in the skin temperatures of the treated quarters. The hematological parameters were not different (P> 0.05) between days of the study. In addition, no differences were detected (P> 0.05) in the gene expression levels of CD4+, CD8+, CD69, CD25 or CD62L during the study. In conclusion, the results obtained in the

present study indicated that intramammary administration of two doses of 2,5 x 107 MSC- TA allogenic separated by 10 days in Holstein heifers did not generate clinical or hematological changes, or changes in the expression of activation markers in PBL. This data suggests that a potential therapy for mastitis using MSC-TA could be safe, however, further studies are necessary to determine the effectiveness of this therapy in cows with mastitis.