Uso do bacteriófago vB_EcoM-UFV13 como potencial agente antimastítico em vacas leiteiras

Abstract

A atividade leiteira no Brasil sofreu profundas transformações nos últimos anos no que diz respeito, principalmente, ao aumento da produtividade com um custo de produção cada vez menor. Para que tal resultado seja alcançado, o animal é invariavelmente desafiado a atender altos índices zootécnico. Dentro do manejo sanitário, a mastite bovina ainda é a principal causa de perdas econômicas para produtores de leite, estimado em $ 533 bilhões de dólares em todo o mundo. A Escherichia coli é responsável pela maioria dos casos de mastite ambiental (40%), enquanto que Trueperella pyogenes é um dos principais agentes causadores de mastite em novilhas no período seco. Embora a terapia com antimicrobianos convencionais seja a mais utilizada nos rebanhos, o uso de bacteriófagos como instrumento no controle de patógenos na Veterinária tem ganhado destaque. Neste trabalho, buscamos avaliar o uso do bacteriófago vB_EcoM-UFV13 (UFV13) contra estes dois importantes patógenos causadores de mastite bovina. Em um primeiro estudo, investigamos o uso do fago UFV13 na prevenção da formação do biofilme de T. pyogenes, um dos principais fatores de virulência apresentado por este micro-organismo. Empregando-se duas diferentes metodologias (cristal violeta e contagem de células sésseis), observou-se que somente a multiplicidade de infecção 10 apresentou redução, estatisticamente significativa, do biofilme formado. A análise das proteínas estruturais do vírus UFV13 revelou um repertório de proteínas com domínio hidrolase (Virion-Associated Peptidoglycan Hydrolases – VAPGHs) que potencialmente estão envolvidas no processo de adesão e desenvolvimento do biofilme. No segundo estudo, examinamos o fago UFV13 em termos genômico, a sua estabilidade em diferentes condições adversas, além da sua atividade contra E. coli em camundongos fêmeas lactantes. Estas análises revelaram que o vírus UFV13 é oriundo de uma recente infecção mista com Shigella phage Shfl2. Além disto, sua administração intramamária provocou uma redução de 10 vezes na carga bacteriana total, além de induzir a produção de citocinas pró-inflamatórias como IL-6 e TNF-α. Após esses estudos, a completa caracterização do fago UFV13 o torna um possível candidato para controle da mastite bovina no gado leiteiro.The dairy activity in Brazil has undergone profound changes in recent years, mainly due to the high productivity with a low production cost. To this condition be achieved, animals are invariably challenged to meet high zootechnical rates. Within sanitary management, bovine mastitis is still the leading cause of economic loss for dairy farmers, estimated at $533 billion worldwide. Escherichia coli is responsible for most cases of environmental mastitis (40%), while Trueperella pyogenes is one of the main agents causing mastitis in heifers on the dry off period. Although conventional antimicrobial therapy is the most used in cattle, the use of bacteriophage as a tool to control pathogens in Veterinary has been investigated. In the first study, the use of the bacteriophage vB_EcoM-UFV13 (UFV13) in the prevention of the biofilm formation by T. pyogenes, one of its main virulence factors, was evaluated. Based upon two different approaches (crystal violet and sessile cell counting), it was observed that only the multiplicity of infection (MOI) 10 presented a statistically significant reduction. Analysis of the structural proteins revealed a repertoire of hydrolase viral proteins (Virion-Associated Peptidoglycan Hydrolases - VAPGHs) that are potentially involved. In the second study, the phage UFV13 was evaluated in genomic terms and its activity against an E. coli strain in mastitis mouse model. These analysis revealed that UFV13 virus originates from a recent mixed infection with Shigella phage Shfl2. In addition, its intramammary administration caused a 10-fold reduction in bacterial load. The production of proinflammatory cytokines such as IL-6 and TNF-α was also observed. After these studies, the complete characterization of the UFV13 phage makes it a possible candidate for control of bovine mastitis in dairy cattle.