Uso dell’amiloide A nel latte vaccino come biomarker per la salute delle bovine

Abstract

La sieroamiloide A (SAA) è considerata un'importante proteina di fase acuta, sintetizzata principalmente nel fegato, la cui concentrazione è correlata positivamente ai processi infiammatori che si innescano nell’organismo animale. Un’isoforma di questa proteina, nota come proteina amiloide A del latte (MAA), è prodotta dalle cellule epiteliali della ghiandola mammaria ed è presente nel latte e nel colostro della maggior parte dei mammiferi. La MAA svolge un’attività fondamentale nell'immunità innata contro gli agenti patogeni di mastite e, nel colostro, fornisce una funzione protettiva per il tratto gastrointestinale dei vitelli. Tuttavia, un aumento della sua concentrazione nel latte determina un peggioramento della qualità del latte stesso. In corso di infezioni intramammarie, si verifica un aumento significativo della concentrazione dell'amiloide A nel latte ancor prima che nel siero. Tale aumento precede anche l'incremento della conta delle cellule somatiche nel latte, evidenziando il potenziale ruolo della MAA come biomarcatore di salute delle bovine in relazione alla mastite. Le mastiti rappresentano le patologie che causano le maggiori perdite economiche e richiedono un uso rilevante di antimicrobici nell’allevamento delle bovine da latte. L'utilizzo di procedure diagnostiche e sistemi di tracciabilità efficienti può contribuire a ridurre questo fenomeno, consentendo inoltre di limitare il rischio di generare resistenza agli antimicrobici, una delle principali minacce per la salute umana e animale. L'obiettivo di questa tesi di laurea sperimentale è stato quello di quantificare il contenuto di MAA nel latte vaccino a livello di singola bovina e valutare la sua variabilità in relazione a fattori animali e ambientali, nonché la sua correlazione con i caratteri di qualità del latte. In totale, 1080 campioni di latte individuale di vacche di razza Bruna sono stati prelevati in 54 allevamenti (20 animali/allevamento) del territorio delle regioni Emilia-Romagna, Lombardia e Toscana. Tutti i campioni sono stati analizzati per la composizione (grasso, proteina, caseina e lattosio), la conta di cellule somatiche (SCC) e il contenuto di amiloide A del latte. I risultati hanno dimostrato una notevole variabilità della concentrazione di MAA associata ai fattori animali, tra cui l'ordine di parto, lo stadio di lattazione e la conta totale delle cellule somatiche, mentre questa variabilità è stata meno pronunciata rispetto ai fattori ambientali come l'allevamento di provenienza e la stagione. Inoltre, è emersa una significativa correlazione con il contenuto di lattosio nel latte. Questo studio ha evidenziato che la MAA può essere considerata un biomarcatore importante ed efficace per la salute della ghiandola mammaria delle bovine, con potenziali implicazioni rilevanti per la gestione della mandria e la produzione di latte nella filiera lattiero-casearia.

Serum amyloid A (SAA) is an important acute-phase protein primarily synthesized in the liver. Its concentration is positively correlated with inflammatory processes in the animal organism. An isoform of this protein, known as milk amyloid A protein (MAA), is produced by the epithelial cells of the mammary gland and is present in the milk and colostrum of most mammals. This mammary isoform plays a key role in the innate immunity against mastitis pathogens and provides a protective function for the gastrointestinal tract of calves via colostrum. However, an increase in its concentration in milk can lead to a deterioration in milk quality. During intramammary infections, there is a significant increase in the concentration of amyloid A in milk before it occurs in serum. This increase also precedes an increase of the somatic cell count in milk, highlighting the potential role of MAA as a biomarker of cow health, particularly in relation to mastitis. Mastitis is considered the most common disease leading to economic loss in dairy herds and it requires significant use of antimicrobials in dairy cattle breeding. Efficient diagnostic procedures and traceability systems can help to reduce this phenomenon and limit the risk of generating antimicrobial resistance, a major threat to human and animal health. The objective of this experimental thesis was to quantify the milk amyloid A content at individual cow level, assess its variability in relation to animal and environmental factors and determine its correlation with milk quality traits. A total of 1080 individual milk samples from Brown Swiss cows were collected from 54 farms (20 animals per herd) in the regions of EmiliaRomagna, Lombardy, and Tuscany. All samples were analyzed for composition (fat, protein, casein, and lactose), somatic cell count (SCC), and milk amyloid A content. The results showed considerable variability of MAA concentration associated with animal-related factors, including parity, stage of lactation and total somatic cell count. In contrast, this variability was less pronounced with respect to environmental factors such as individual herds and season. Additionally, a significant correlation was found with milk lactose content. This study highlighted that MAA could be considered an important and effective biomarker for the health of the mammary gland in cows, with potential significant implications for herd management and milk production along the dairy chain.