Analisi metagenomica del microbiota del latte nella mastite subclinica bovina

Abstract

La mastite subclinica è una delle malattie più diffuse che colpiscono le bovine da latte con effetti dannosi sulla salute degli animali, nonché sulla produttività e sulla qualità del latte. Nonostante la natura multifattoriale di questa infezione intramammaria, la presenza di batteri patogeni è considerata una delle principali cause della mastite subclinica, portando a un'interruzione dell'omeostasi della comunità microbica del latte bovino. Tuttavia, le alterazioni del microbiota del latte bovino associate alla mastite subclinica rappresentano ancora un'area di ricerca in gran parte inesplorata. In questo contesto, il microbiota del latte per un totale di 75 campioni di latte, raccolti da vacche sane e subcliniche affette da mastite provenienti da due diverse stalle, è stato profondamente studiato a livello di specie attraverso l’ITS Profiling, invece che con un tradizionale e meno informativo sequenziamento basato sul profiling microbico del gene rRNA 16S. I dati ottenuti dal presente studio, non solo hanno rivelato che la mastite subclinica è caratterizzata da un numero ridotto di specie nel microbiota del latte bovino, ma anche che questa malattia non induce alterazioni standard della comunità microbica del latte nei diversi allevamenti. Inoltre, la conta delle cellule batteriche totali basata sulla citometria a flusso ha evidenziato che la mastite subclinica è accompagnata da un aumento significativo del numero di cellule microbiche del latte. Inoltre, la combinazione dell'approccio metagenomico e della conta totale delle cellule batteriche ha permesso di identificare diversi potenziali marcatori microbici strettamente correlati con la mastite subclinica in entrambe le stalle.

Subclinical mastitis is one of the most widespread diseases affecting dairy herds with detrimental effects on animal health as well as on milk productivity and quality. Despite the multi-factorial nature of this intramammary infection, the presence of pathogenic bacteria is regarded one of the main drivers of subclinical mastitis, leading to a disruption of the homeostasis of the bovine milk microbial community. However, the bovine milk microbiota alterations associated with subclinical mastitis still represents a largely unexplored research area. In this context, the species-level milk microbiota of a total of 72 milk samples, collected from both healthy and subclinical mastitis-affected cows from two different stables, was deeply profiled through an ITS, rather than a traditional, and less informative, 16S rRNA gene microbial profiling-based sequencing. The obtained data of the present study, not only revealed that subclinical mastitis is characterized by a reduced number of species in the bovine milk microbiota, but also that this disease does not induce standard alterations of the milk microbial community across stables. In addition, a flow cytometry-based total bacterial cell enumeration highlighted that subclinical mastitis is accompanied by a significant increment in the number of milk microbial cells. Furthermore, the combination of the metagenomic approach and total bacterial cell enumeration allowed to identify different potential microbial marker strictly correlated with subclinical mastitis across stables.