Efecto de una suspensión intramamaria de células troncales mesenquimáticas (MSC) sobre la expresión de citoquinas proinflamatorias en vaquillas Holstein

Abstract

Las células troncales mesenquimáticas (MSC, del inglés Mesenchymal Stem Cells o Mesenchymal Stromal Cells) son células estromales multipotentes que están presentes en todos los tejidos fetales y adultos. Cuentan con propiedades inmunomoduladoras, angiogénicas y antibacterianas que las hacen una potencial herramienta terapéutica para el tratamiento de diversas patologías. Su utilización para el tratamiento de enfermedades que afectan a equinos y caninos ha sido ampliamente reportada, sin embargo, existen escasos estudios sobre su potencial uso terapéutico en la especie bovina. Esto a pesar de que existen numerosas patologías que afectan la eficiencia productiva en esta especie las cuales podrían ser tratadas mediante el uso de MSC, como es el caso de la mastitis. El objetivo del presente estudio fue evaluar la seguridad de una potencial terapia de MSC para el tratamiento de la mastitis, mediante la determinación del efecto de la administración intramamaria de dos dosis de MSC alogénicas derivadas de tejido adiposo fetal bovino, sobre variables fisiológicas incluyendo perfil bioquímico sanguíneo y la expresión de citoquinas proinflamatorias en linfocitos de sangre periférica (PBL) bovinos. Vaquillas Holstein (N=6) clínicamente sanas pertenecientes a una lechería comercial fueron seleccionadas e inoculadas los días 0 y 10 con una suspensión de 2,5 x 107 de MSC suspendidas en 3 mL de Ringer Lactato en dos cuartos mamarios seleccionados al azar. Los dos cuartos mamarios restantes fueron inoculados con 3 mL de Ringer Lactato como control. El efecto de la inoculación de MSC fue evaluado sobre constantes fisiológicas y variables clínicas de la ubre. Cada cinco días se colectaron muestras de sangre para análisis de perfil bioquímico, determinación de fibrinógeno y aislamiento de PBL. La expresión de citoquinas proinflamatorias y quimioquinas asociadas a rechazo inmune IL-2, IFN-ɣ, TNF-ɑ, CCL-2, CCL-5 y CXCL3 fue cuantificada mediante PCR cuantitativo (Q-PCR) en PBL. No se evidenciaron cambios en constantes fisiológicas ni en las variables evaluadas en la glándula mamaria con la excepción de secreción láctea en una de las vaquillas. Los valores de termografía de los cuartos mamarios estuvieron bajo el intervalo referencial esperado y no hubo diferencia (P>0,05) entre los cuartos inoculados con MSC y los inoculados con PBS. Los niveles sanguíneos de variables del perfil bioquímico y de la expresión de mRNA de citoquinas proinflamatorias no fueron distintos (P>0,05) durante los días de estudio. Los análisis realizados indican que la administración 2 intramamaria de dos dosis de MSC en vaquillas Holstein no generó cambios en las variables analizadas. Adicionalmente, los resultados indican que una potencial terapia para la mastitis bovina utilizando MSC podría ser segura, sin embargo, es necesario evaluar su efectividad en vacas con mastitis

Mesenchymal stem cells (MSC) are multipotent stromal cells that are present in all fetal and adult tissues. MSC possess immunomodulatory, angiogenic and antibacterial properties which make them a potential tool for the treatment of diverse pathologies. The use of MSC for the treatment of pathologies affecting equines and canine has been widely reported, however; few studies have described the therapeutic potential of MSC in the bovine specie. There are numerous pathologies that affect the productive efficiency of cattle, such as mastitis, which may be treated with MSC. The aim of the present study, was to evaluate the safety of a potential MSC therapy for the treatment of mastitis by determination of the effect of the intramammary administration of two doses of allogeneic MSCs derived from fetal bovine adipose tissue on physiological variables including clinical features, biochemical profile and the expression of proinflammatory cytokines in bovine peripheral blood lymphocytes (PBL). Clinically healthy Holstein heifers (N=6) from a commercial dairy farm were selected and inoculated on days 0 and 10 with a suspension of 2,5 x 107 MSC suspended in 3 mL of Ringer Lactate in two mammary quarters randomly selected. The remaining two mammary quarters were inoculated with 3 mL of Ringer Lactate as control. The effect of MSC was evaluated on physiological constants and clinical variables of the udder. Blood samples were collected every five days for analysis of biochemical profile, determination of fibrinogen and isolation of PBL. The expression of proinflammatory cytokines and chemokines associated with immune rejection IL-2, IFN-γ, TNF-γ, CCL-2, CCL-5 and CXCL3 was determined by quantitative PCR (Q-PCR) in PBL. There were no changes in physiological constants or in the udder with the exception of milk secretion in one of the heifers, the thermography values of quarters were below the expected referential interval and there was no difference (P>0.05) between the quarters inoculated with MSC compared to 3 those inoculated with PBS. The levels of the biochemical profile and mRNA of proinflammatory cytokines were not different (P>0.05) during the study. The analyzes indicate that the intramammary administration of two doses of MSC in Holstein heifers did not generate changes in the variables analyzed. Data generated in the present study indicated that a potential therapy for bovine mastitis based on MSC is safe; however, the effectiveness of this therapy require further evaluation in cows with mastitis