Control of bovine mastitis: old and recent therapeutic approaches

Mastitis is defined as the inflammatory response resulting of the infection of the udder tissue and it is reported in numerous species, namely in domestic dairy animals. This pathology is the most frequent disease of dairy cattle and can be potentially fatal. Mastitis is an economically important pathology associated with reduced milk production, changes in milk composition and quality, being considered one of the most costly to dairy industry. Therefore, the majority of research in the field has focused on control of bovine mastitis and many efforts are being made for the development of new and effective anti-mastitis drugs. Antibiotic treatment is an established component of mastitis control programs; however, the continuous search for new therapeutic alternatives, effective in the control and treatment of bovine mastitis, is urgent. This review will provide an overview of some conventional and emerging approaches in the management of bovine mastitis infections.

Aplicación potencial de probióticos para la prevención y control de la matitis bovina. Potential aplication of probiotics for prevention and control of bovine mastitis.

Ubicada en el centro del país, Río Cuarto pertenece a las cuencas lecheras más importantes del país, localizadas en las provincias de Córdoba, Santa Fe, Entre Ríos y Buenos Aires. Córdoba, con una producción promedio anual de 2,4 mil millones de litros, contribuye con un 25 por ciento a la producción nacional que según informe de la Secretaría de Agricultura Ganadería y Pesca de la Nación (2006) ha alcanzado los 9.000 millones de litros al año, ubicándose en segundo lugar después de Santa Fe. La mastitis bovina es responsable de las mayores pérdidas económicas dentro del rodeo lechero, debido a los elevados costos de la terapia antibiótica, al retiro del animal del circuito productivo, y a las consecuencias negativas ocasionadas en la reproducción. Diferentes estrategias se han desarrollado en el país y el mundo, tendientes a minimizar los problemas ocasionados por la enfermedad. De ellos, la desinfección pre y post-ordeñe y la terapia con antibióticos al secado, son los métodos de control más ampliamente utilizados. Las terapias con antibióticos, formuladas para uso intramamario, frecuentemente resultan ineficientes para prevenir o eliminar las infecciones crónicas producidas por S. aureus, principal agente causal de la enfermedad. A ello se suma el aumento en la frecuencia de cepas resistentes a los antibióticos, por lo que existen presiones cada vez mayores por parte de los entes reguladores para limitar el uso de los mismos en el ganado. La ineficacia de estos procedimientos para reducir la tasa de nuevas infecciones ha orientado la investigación hacia la búsqueda de métodos de control alternativos basados en el desarrollo de vacunas, inmunomoduladores o sustancias naturales, como un enfoque racional para controlar infecciones en animales utilizados en la producción de alimentos, o bien a la aplicación de medidas preventivas. El presente proyecto aborda el tema de la prevención de la mastitis bovina a través del estudio de una cepa de BL con propiedades probióticas en ensayos de inoculación in vivo en glándulas mamarias de bovinos para su futura aplicación en la prevención de la mastitis bovina. En particular se propone a) Determinar la capacidad de las BL seleccionada como potencial probiótico, a partir del aislamiento realizado por nuestro grupo de investigación y de otras previamente caracterizadas en el CERELA, para adherirse y colonizar el canal del pezón de la ubre, b) Profundizar en el estudio de los mecanismos involucrados en el efecto (benéfico o adverso) de la administración local de BL en el canal del pezón de la glándula mamaria y c) Estudiar las condiciones físico-químicas para la obtención de biomasa de BL y sustancias antagónicas. El proyecto sentará las bases para, en un futuro cercano, realizar el diseño de un producto a base de probióticos lo cual será un importante aporte socio-comunitario a la prevención de la mastitis bovina de altísima incidencia. El desarrollo de un producto con estas características permitirá la articulación con el sector productivo.

Estudio de los mecanismos inmunosupresores involucrados en la cronicidad de la infección intramamaria por staphylococcus aureus en bovinos. Immunosuppressive mechanisms involved in intrammary chronic infection by staphylococcus aureus in bovine.

La producción de productos lácteos conforma un complejo productivo de larga trayectoria en Argentina, con grandes transformaciones en el sector lechero en los últimos años. La provincia de Córdoba es una de las principales áreas de producción lechera, participando del 34.5 por ciento de la producción nacional. Esta provincia cuenta con un alto número de industrias, principalmente localizadas en la cuenca de Villa María, y concentra el 35 por ciento de los establecimientos lecheros del país. La Mastitis bovina (MB) es la principal causa de pérdidas económicas para el productor y la industria láctea a nivel mundial y regional, por lo cual se plantea la necesidad de mejorar la calidad higiénica y sanitaria de la leche a través de un mayor control de la mastitis. La MB es una inflamación de la glándula mamaria (GM) asociada a una infección bacteriana. Es la enfermedad más común y de mayor incidencia en el ganado lechero, siendo la principal causa de pérdidas económicas para la industria láctea a nivel mundial. Las medidas actuales de control de MB están basadas en prácticas de higiene apropiadas, reducción de la exposición ambiental al patógeno y terapia antibiótica del ganado, las cuales no son totalmente efectivas en el control de la infección. La defensa de la GM contra los patógenos causantes de MB depende de factores anatómicos, celulares y solubles, siendo la eficiencia de esos mecanismos la que determina la resistencia a nuevas infecciones. Los mediadores inmunes innatos y adquiridos de los tejidos y secreciones de la GM actúan en forma coordinada en la protección de la glándula contra enfermedades contagiosas. Staphylococcus aureus es el agente etiológico más importante en la mastitis. Esta bacteria evade la respuesta inmune inflamatoria mediante la inducción de mecanismos inmunosupresores, llevando a la patología a un curso crónico. S. aureus además puede colonizar el tejido epitelial y formar películas bacterianas conocidas como biofilms. Así, S. aureus adquiere más resistencia a la terapia antibiótica y a la acción del sistema inmunológico determinando la persistencia de la enfermedad. Nuestra hipótesis es que una respuesta inmune desarrollada en un microambiente particular de citoquinas, quimioquinas y células, podría contribuir a la evasión del patógeno y al desarrollo de una infección crónica. El polisacárido Quitosano (Q) presenta un efecto antibacteriano e inmunoestimulante en cultivos de células inmunes de ganado bovino, un efecto protectivo en modelos murinos de mastitis y actividad anti-biofilms de distintas cepas bacterianas. Por sus propiedades intrínsecas, este polisacárido es un candidato ideal en la regulación de las respuestas inmunológicas. El objetivo de este proyecto es caracterizar el microambiente local y sistémico, las señales inducidas por el microorganismo que promueven una falla inmunológica y caracterizar el efecto de Q sobre las respuestas generadas en la GM, mediante la realización de numerosos estudios in vivo e in vitro. Las estrategias para controlar la MB por S. aureus y disminuir el impacto de esta patología en la industria láctea, podrían orientarse a la manipulación del sistema inmunológico de la GM bovina a fin de incrementar los mecanismos de defensa naturales del huésped. Los resultados que se desprendan del proyecto permitirán adquirir conocimiento para el desarrollo de nuevas estrategias de inmunointervención a fin de controlar la MB por S. aureus y disminuir el impacto de esta patología en la industria láctea. Siendo la MB una patología relevante no solo en lo que hace a status sanitario animal, línea prioritaria definida en el Plan Estratégico Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación "Bicentenario 2006-2010", sino también a las implicancias económicas de esta problemática, y dado el desarrollo de la actividad lechera en la región y en el país, los resultados obtenidos podrían tener un importante impacto socioeconómico.

Análisis molecular del virus sincitial respiratorio bovino cepa RC-98 aislado en Argentina. Molecular analisis of bovine respiratory syncytial virus RC-98 strain isolated in Argentina.

En la provincia de Córdoba, estudios serológicos demostraron una alta tasa de infección para el Virus Sincitial Respiratorio Bovino (VSRB). Paralelamente nuestro grupo de investigación aisló por primera vez en Argentina el VSRB (cepa RC-98) dando un paso importante en el reconocimiento de esta enfermedad. En los últimos años se ha incrementado la importancia de este agente debido a la intensificación de los sistemas ganaderos, impulsados y desplazados por la agriculturización. La detección viral en muestras clínicas aún es pobre por inadecuadas técnicas de laboratorio. Por estas razones es necesario optimizar otro método diagnóstico utilizado mundialmente, no desarrollado en nuestro país hasta el presente. Con el advenimiento de la biología molecular se introducen nuevas técnicas como la RT-PCR para el diagnóstico rápido del VSRB, siendo más sensible y específica que el ensayo de ELISA, Inmunofluorescencia, Inmunoperoxidasa y aislamiento viral, además permite detectar la eliminación viral por un período más prolongado en muestras clínicas. La glicoproteína G (Gp G) del VSRB es la proteína menos conservada entre los aislamientos de VSRB y es la que presenta la mayor variabilidad, tanto antigénica como genética. Por secuenciamiento de la Gp G se propusieron seis subgrupos genéticos. La importancia de esta glicoproteína esta representada en el rol que desempeña en la respuesta inmune. La generación de anticuerpos frente a esta es capaz de neutralizar la infección viral. La hipótesis de trabajo se basa en que pueden existir diferencias genómicas importantes de la cepa autóctona, respecto a cepas bovinas de referencia internacional. Se plantean como objetivos conocer las características moleculares (genómicas) de la Gp G de la cepa RC-98 para el futuro desarrollo de inmunógenos y estandarizar una técnica diagnóstica que complemente y enriquezca el diagnóstico de este virus. Se utilizará la cepa RC-98 la cuál se propagará en células MDBK. Para desarrollar la técnica de RT-PCR se extraerá el ARN viral con un kit comercial, a partir del mismo se obtendrá el ADNc y para la PCR se utilizarán 2 juegos de primers que amplifiquen un fragmento del gen de la Gp G. Una vez estandarizada la técnica se trabajará con muestras clínicas, hisopados nasales, lavados broncoalveolares y muestras pulmonares de animales necroipsiados. Al finalizar la investigación se espera conocer las características genómicas de la cepa RC-98. Se contará con una nueva herramienta diagnóstica para la detección rápida y sensible del VSRB. La misma será transferida a laboratorios de diagnostico. Adicionalmente se contará con el secuenciamiento de la Gp G, lo cuál permitirá clasificar la cepa en estudio dentro de los subgrupos genéticos. Este proyecto pretende sentar bases para investigaciones futuras ya que la técnica de PCR posibilita una nueva aproximación al estudio de la patogénesis de la infección viral y permite estudiar la epidemiología molecular de los aislamientos de campo.

Producción in vitro de Embriones Bovinos Transgénicos mediante Inyección Intracitoplasmática de Espermatozoides (ICSI) con Enzimas de Restricción. In vitro Production of Transgenic Bovine Embryos using Intracitoplasmic Sperm Injection (ICSI) and Restriction Enzymes

La ingeniería genética y la reprogramación de organismos vivos representan las nuevas fronteras biotecnológicas que permitirán generar animales con modificaciones precisas en sus genomas para un sinnúmero de aplicaciones biomédicas y agropecuarias. Las técnicas para inducir modificaciones génicas intencionales en animales, especialmente en especies mayores de interés agropecuario, se encuentran rezagadas si se compara con los avances significativos que se han producido en el área de la transgénesis de roedores de laboratorio, especialmente el ratón. Es así que, el presente proyecto persigue desarrollar y optimizar protocolos para generar embriones bovinos transgénicos para aplicaciones biotecnológicas. La estrategia propuesta, se basa en conseguir la presencia simultánea en el interior celular de una enzima de restricción (I-SceI) más un transgén (formado por casetes de expresión de una proteína fluorescente -ZsGreen1- y neomicina fosfotransferasa). Específicamente, proyectamos estudiar una vía alternativa para generar embriones bovinos transgénicos mediante la incorporación del transgén (casetes ZsGreen1 y neo) flanqueado por sitios I-SceI más la enzima I-SceI al interior del ovocito junto con el espermatozoide durante la técnica conocida como inyección intracitoplasmática de espermatozoides (ICSI). Los embriones así generados se cultivarán in vitro, inspeccionándolos diariamente para detectar la emisión de fluorescencia, indicativa de la expresión de la proteína ZsGreen1. Los embriones que alcancen el estado de blastocisto y expresen el transgén se transferirán quirúrgicamente al útero de ovejas sincronizadas y se mantendrán durante 7 días. Al cabo de este período, los embriones se recolectarán quirúrgicamente del útero ovino y se transportarán al laboratorio para determinar el número de sitios de integración y número de copias del transgén mediante el análisis de su ADN por Southern blot. Se prevé que los resultados de esta investigación permitirán sentar las bases para el desarrollo de métodos eficientes para obtener modificaciones precisas en el genoma de los animales domésticos para futuras aplicaciones biotecnológicas. Genetic engineering and reprogrammed organisms represent the new biotechnological frontiers which will make possible to generate animals with precise genetic modifications for agricultural and biomedical applications. Current methods used to generate genetically modified large animals, lay behind those used in laboratory animals, specially the mouse. Therefore, we seek to develop and optimize protocols to produce transgenic bovine embryos through the use of a non-viral vector. The strategy involves the simultaneous presence inside the cell of a restriction enzyme (I-SceI) and a transgene (carrying cassettes for a fluorescent protein -ZsGreen1- and neomycin phosphotransferase) flanked by restriction sites for the endonuclease. We plan to develop an alternative approach to generate transgenic bovine embryos by coinjecting the transgene flanked by I-SceI restriction sites plus the enzyme I-SceI along with the spermatozoon during the technique known as intracytoplasmic sperm injection (ICSI). Embryos will be cultured in vitro and inspected daily with a fluorescence microscope to characterize transgene expression. Embryos that reach the blastocyst stage and express the transgene will be surgically transfer to the uterus of a synchronized ewe. After 7 days, the embryos will be flushed out the ovine uterus and transported to the laboratory to determine the number of integration sites and transgene copies by Southern blot. We anticipate that results from this research will set the stage for the development of efficient strategies to achieve precise genetic modifications in large domestic animals for future biotechnological applications.

New histochemical and morphological findings in the female genital tract of Boophilus microplus (Acari, Ixodidae): an attempt toward the elucidation of fertilization in ticks

At present not only is the site of fertilization in ticks still unknown but it is also unclear as to how this mystery can be solved. Signs of fertilization can be observed throughout the female genital tract and these can be clues for the elucidation of the unsolved questions relating to ticks fertilization. In Boophilus microplus (Canestrini, 1887) the most important signs are the following: the final eversion of the acrosomal canal in females ready for oviposition; the presence of small tubules, resembling the subplasmalemal process of the spermatozoon between the oviduct cells; budding nuclei throughout the female genital tract; and the two Feulgen and DAPI positive areas in the oocyte at vitelogenesis. These morphological characteristics suggest that fertilization takes place in the internal cylinder which extends from the uterus to the ovary itself.

Sôbre o aparelho genital interno do macho de Phlebotomus longipalpis (Lutz et Neiva, 1912): (Diptera, Psychodidae)

O aparelho genital interno do macho de Phlebotomus longipalpis compõe-se de dois testículos simples e dos vasos deferentes que se unem em um hilo e continuam, depois, como canal ímpar, penetrando na pompeta que representa uma bomba de sucção e pressão para o transporte do esperma. Os vasos deferentes, antes de formar um hilo, possuem regiões glandulares. Também uma parede do hilo é glandular. As duas secreções misturam-se na cavidade do hilo onde se realiza a suspensão dos espérmios neste líquido. A pompeta consta de um corpo de compressão e de um pistilo comprido que penetra neste por ação muscular. Os músculos que comprimem o esperma para dentro dos canais ejaculatórios, localizam-se entre oo corpo de compressão e a extremidade do pistilo, de onde partem alguns fascículos de músculos para a antecosta do 5º segmento abdominal onde se inserem: êste músculo representa o retrator do pistilo. A construção da pompeta e dos canais ejaculatórios é explicada nos esquemas das figs. 1, 4 e 5. Nos tergitos dos 7º e 8º segmentos abdominais do macho existe uma grande glândula odorífera de origem hipodermal. Esta foi encontrada em Phlebotomus longipalpis e P. quinquefer, sendo êste órgão ausente em P. renei e nas fêmeas de tôdas as três espécies.

Estudos anatômicos e histológicos, principalmente do aparelho genital de Bulimulus corumbaensis Pilsbry, 1897: (Gastropoda, Pulmonata, Bulimulidae)

No trabalho apresentado os autores fazem um estudo sôbre a estrutura anatômica e histológica do aparelho genital de Bulimulus corumbaensis Pilsbry, 1897, considerando também a descrição da concha, mandíbula, rádula e câmara paleal. Esta espécie, que era conhecida apenas pelos seus caracteres conchiológicos, apresenta como caracteres importantes para a sua diagnose a morfologia e a estrutura das seguintes partes: 1 - Conchas de adultos com comprimento variando entre 19 mm e 29 mm. Muito característico nesta espécie é sua ornamentação com faixas axiais translúcidas e opacas. As primeiras variam de incolores a castanhas com tôdas as tonalidades. Devido a isto, conforme a intensidade da pigmentação e a freqüência das faixas translúcidas, a coloração da concha fica entre o branco e o castanho. Nas conchas totalmente brancas, existem faixas axiais translúcidas (desprovidas de pigmentação castanha) e faixas branco opacas intercaladas. As conchas intensamente castanhas, apresentam esta tonalidade pela proximidade das faixas castanhas translúcidas. 2 - Ovotestis constiuído por numerosos grupos de folículos bem individualizados, variando nos exemplares dissecados de 4 a 6. 3 - "Talon" aproximadamente três vêzes menor que o canal hermafrodita, apresentando-se dividido em dois tubos. O menos, situado no lado oposto à entrada do canal hermafrodita, histològicamente, é constituído por um único tupo de luz ampla. O maior, situado entre o canal hermafrodita e o tubo acima referido, microscòpicamente mostra 7 túbulos, que em alturas diferentes vão desembocar no tubo menor. O canal hermafrodita, por sua vez, desemboca um pouco mais abaixo. 4 - A bainha muscular do pênis, que é bem desenvolvida, é atravessada aproximadamente na metade do seu comprimetno pelo canal deferente. 5 - Porção proximal do falus apresentando 5 glândulas tubulosas ramificadas, distribuídas do seguinte modo: posteriormente são em número de 4, dispostas envolvendo a luz central do pênis e nela desembocando em alturas variáveis. A outra glândula, anteriormente situada, tem numerosos septos e resulta de uma divisão da luz central do pênis, com modificação do epitélio que se tornou glandular. 6 - A inserção do músculo retrator no flagelo é subterminal.

Sôbre a cópula e a constituicäo do aparelho genital de Succinea meridionalis Orbigny, 1846: (Gastropoda, Pulmonata, Succineidae)

Neste trabalho é feita a descrição anatômica e histológica do aparelho genital de Succiena meridionalis Orbigy, 1846, considerando-se também a concha, mandíbula, rádula e câmara paleal. As variações da concha, rádula e "talon", bem como a intensidade de pigmentação de diversas estruturas também são discutidas. Além dêstes aspectos, são relatados alguns dados biológicos da espécie e disposição anatômica do aparelho copulador por ocasião do ato sexual. Como caracteres importantes para diagnose desta espécie, dentro do gênero, consideramos: 1 - Conchas geralmente translúcidas e frágeis, como comprimento, nos adultos, variando de 6,0 a 13,1 mm e número de espiras compreendida entre 2 1/6 e 3 1/6. 2 - Ovotestis constituído por numerosos folículo reunidos num só grupo. 3 - Canal coletor do ovotestis unido à vesícula seminal subterminalmente. 4 - Vagina curta e mais dilatada na porção proximal, podendo formar um ângulo reto ou agudo com o oviduto. 5 - Bainha muscular do pênis envolvendo a porção distal do falus e sendo atravessada subrterminalmente pelo canal deferente. 6 - Porção proximal do falus bem dilatada, tendo dobrada contra si o epifalus. 7 - Presença de uma papila na comunicação do epifalus com a porção proximal do falus e que se projeta para a luz dêste último. 8 - Inserção terminal do músculo retrtor no epifalus.

Sobre a anatomia do sistema genital de Bradybaena similaris (Férussac, 1821) (Pulmonata, Stylommatophora, Bradybaenidae) ocorrentes em Porto Alegre, estado do Rio Grande do Sul, Brasil

Com base em material coletado em Porto Alegre, apresenta-se um estudo anatômico detalhado do sistema genital de Bradybena similaris (Férussac, 1821), comparado com trabalhos anteriores, propondo-se uma padronização da nomenclatura dos diversos órgãos e regiões, destacando-se a estrutura da região da encruzilhada ("carrefour"), do ovispermioducto até a vagina e do pênis e assinalando-se a independência das aberturas do pênis, vagina e saco do dardo num átrio genital.

Biofilm formation by staphylococci on fresh, fresh-frozen and processed human and bovine bone grafts.

Biofilm formation is a multi-step process influenced by surface properties. We investigated early and mature biofilm of Staphylococcus aureus on 4 different biological calcium phosphate (CaP) bone grafts used for filling bone defects. We investigated standardised cylinders of fresh and fresh-frozen human bone grafts were harvested from femoral heads; processed humanand bovine bone grafts were obtained preformed. Biofilm formation was done in tryptic soy broth (TSB) using S. aureus (ATCC 29213) with static conditions. Biofilm density after 3 h (early biofilm) and 24 h (mature biofilm) was investigated by sonication and microcalorimetry. After 3 h, bacterial density was highest on fresh-frozenandfresh bone grafts. After 24 h, biofilm density was lowest on freshbone grafts (p < 0.001) compared to the other 3 materials, which did not differ quantitatively (p > 0.05). The lowest increase in bacterial density was detected on fresh bone grafts (p < 0.001). Despite normal shaped colonies, we found additional small colonies on the surface of the fresh and fresh-frozen samples by sonication. This was also apparent in microcalorimetric heat-flow curves. The four investigated CaP bone grafts showed minor structural differences in architecture but marked differences concerning serum coverage and the content of bone marrow, fibrous tissue and bone cells. These variations resulted in a decreased biofilm density on freshand fresh-frozenbone grafts after 24 h, despite an increased early biofilm formation and might also be responsible for the variations in colony morphology (small colonies). Detection of small colony variants by microcalorimetry might be a new approach to improve the understanding of biofilm formation.

Extrachromosomal nucleic acids in bovine babesia

Two kinds of small extrachromosomal nucleic acid elements were found in the bovine babesias, Babesia bovis and B. bigemina. One element with an apparent size of 5.5 kilobase pairs (kbp) is a double stranded RNA related to virus like particles. Another molecule is a double stranded DNA with a molecular size of about 6.2 kbp. Southern blot comparison of restriction DNA fragments of the latter molecule, which is present in both B. bovis and B. bigemina is described.

Human papillomavirus detection in genital lesions by in situ hybridization and ultrastructural observations

Detection of papillomavirus DNA in sity hybridization technique was perfomed in 29 symptomatic patients (6 males and 23 females) during the period of 1989-1991 at the Clinic for Sexually Transmitted Diseases, Universidade Federal Fluminense, State of rio de Janeiro. All the male patients had condyloma acuminata. Only HPV 6/11 were found in these lesions. Clinical features inthe female patients included vulvar condyloma acuminata, bowenoid populosis, flat cervical condyloma, cervical condyloma acuminatum and cervical intraepithelialneoplasia grade II (CIN II). We also found cases of condyloma acuminata associated to vulvar intraepithelial neoplasia grade III (VIN III), as well as to vaginal invasive carcinoma. HPV 6/11 and 16/18 were found in vulvar condyloma acuminata. Mixed infection by 6/11-16/18 HPV were also seen in these lesions as well as in the patient who had cervical condyloma acuminatum. HPV 16/18 were found in the condyloma acuminatum plus VIN III and in the CIN II lesions. We have found HPV31/33/51 in the specimen of condyloma acuminatum plus invasive carcinoma. In order to investigate the ultrastructural aspects of HPV infection in genital tissue, the biopsies of three female patients were observed under electron microscope.Mature virus particles were found in the cells of a condyloma acuminatum as wellas in the condyloma acuminatum plus invasive carcinoma case. In another sample, chromosome breakages were found in the nuclei of the infected cells although no viral particles were observed.