Xác định các sinh chất phân tử liên quan đến tiến trình bệnh trong tinh hoàn của bò bị nhiễm Besnoitia besnoiti

Springer Science and Business Media LLC - 2021
David González‐Barrio1, Carlos Diezma‐Diaz1, Daniel Gutiérrez-Expósito2, Enrique Tabanera3, Alejandro Jiménez-Meléndez1, Manuel Pizarro3, Marta González-Huecas3, Ignacio Ferre1, Luís Miguel Ortega-Mora1, Gema Álvarez‐García1
1SALUVET, Animal Health Department, Faculty of Veterinary Sciences, Complutense University of Madrid, Ciudad Universitaria s/n, 28040, Madrid, Spain
2Livestock Health and Production Institute (ULE-CSIC), León, Spain
3Department of Animal Medicine and Surgery, Faculty of Veterinary Sciences, Complutense University of Madrid, Ciudad Universitaria s/n, 28040 Madrid, Spain

Tóm tắt

Tóm tắtCác con bò đực bị nhiễm Besnoitia besnoiti có thể phát triển tình trạng vô sinh trong thời kỳ nhiễm cấp tính hoặc mạn tính. Mục đích của nghiên cứu này là điều tra về sinh bệnh học phân tử của bệnh nhiễm trùng B. besnoiti với giá trị tiên đoán trong tình trạng vô sinh ở bò đực. Do đó, năm nhóm bò đực bị nhiễm tự nhiên và thực nghiệm được lựa chọn cho nghiên cứu dựa trên các dấu hiệu lâm sàng và tổn thương tương thích với nhiễm B. besnoiti, kết quả huyết thanh học và phát hiện ký sinh trùng. Một loạt các chỉ thị phân tử đại diện cho sự kích hoạt nội mô và xơ hóa đã được điều tra và bổ sung với phương pháp mô bệnh học bao gồm các kỹ thuật mô học thông thường và hóa miễn dịch học. Kết quả cho thấy sự hiện diện vượt trội của một xâm nhập viêm nhiễm dữ dội chủ yếu bao gồm các tế bào đại thực bào cư trú và được thu hút, và một phần nhỏ hơn là các tế bào CD3+ ở các bò đực bị nhiễm. Thêm vào đó, một số sinh chất phân tử đã được liên kết với bệnh besnoitiosis bò cấp tính, mạn tính hoặc tiềm ẩn. Mô tinh hoàn cho thấy số lượng gen biểu hiện khác nhau cao hơn trong các nhiễm trùng tự nhiên (nhiễm cấp tính và mạn tính) so với da bìu trong các nhiễm trùng thực nghiệm (nhiễm tiềm ẩn). Trong các nhiễm trùng tiềm ẩn, hầu hết các gen đều bị giảm biểu hiện ngoại trừ các gen CCL24 và CXCL2, những gen này lại tăng biểu hiện. Ngược lại, giai đoạn cấp tính chủ yếu được đặc trưng bởi sự tăng biểu hiện của IL-1α, IL-6 và TIMP1, trong khi ở giai đoạn mạn tính, sự tăng biểu hiện của ICAM và sự giảm biểu hiện của MMP13, PLAT và IL-1α là những phát hiện quan trọng nhất. Các tế bào đại thực bào có thể chịu trách nhiệm cho mức độ điều chỉnh gen cao nhất trong mô tinh hoàn của các bò đực bị ảnh hưởng nặng nề và vô sinh, và tất cả các gen này có thể là các chỉ thị dự đoán tình trạng vô sinh.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Besnoit C, Robin V (1912) Sarcosporidiose cutanée chez une vache. Rev Vet 37:649–663 (in French)

Chatikobo P, Choga T, Ncube C, Mutambara J (2013) Participatory diagnosis and prioritization of constraints to cattle production in some smallholder farming areas of Zimbabwe 2013. Prev Vet Med 109:327–333

European Food Safety Authority (2010) Bovine besnoitiosis: an emerging disease in Europe. EFSA J 8:1499

Álvarez-García G (2016) From the mainland to Ireland - Bovine besnoitiosis and its spread in Europe. Vet Rec 178:605–607

Schulz KCA (1960) A report on naturally acquired besnoitiosis in bovines with special reference to its pathology. J S Afr Vet Assoc 31:21–35

Jacquiet P, Liénard E, Franc M (2010) Bovine besnoitiosis: epidemiological and clinical aspects. Vet Parasitol 174:30–36

Gazzonis AL, Alvarez-Garcia G, Maggioni A, Zanzani SA, Olivieri E, Compiani R, Sironi G, Ortega-Mora LM, Manfredi MT (2017) Serological dynamics and risk factors of Besnoitia besnoiti infection in breeding bulls from an endemically infected purebred beef herd. Parasitol Res 116:1383–1393

Esteban-Gil A, Jacquiet P, Florentin S, Decaudin A, Berthelot X, Ronsin P, Grisez C, Prevot F, Alzieu JP, Marois M, Corboz N, Peglion M, Vilardell C, Liénard E, Bouhsira E, Castillo JA, Franc M, Picard-Hagen N (2016) Does bovine besnoitiosis affect the sexual function of chronically infected bulls? Theriogenology 86:1325–1332

Álvarez-García G, García-Lunar P, Gutiérrez-Expósito D, Shkap V, Ortega-Mora LM (2014) Dynamics of Besnoitia besnoiti infection in cattle. Parasitology 141:1419–1435

Dubey JP, van Wilpe E, Blignaut DJ, Schares G, Williams JH (2013) Development of early tissue cysts and associated pathology of Besnoitia besnoiti in a naturally infected bull (Bos taurus) from South Africa. J Parasitol 99:459–466

González-Barrio D, Diezma-Díaz C, Tabanera E, Aguado-Criado E, Pizarro M, González-Huecas M, Ferre I, Jiménez-Meléndez A, Criado F, Gutiérrez-Expósito D, Ortega-Mora LM, Álvarez-García G (2020) Vascular wall injury and inflammation are key pathogenic mechanisms responsible for early testicular degeneration during acute besnoitiosis in bulls. Parasit Vectors 13:113

Kumi-Diaka J, Wilson S, Sanusi A, Njoku CE, Osori DI (1981) Bovine besnoitiosis and its effect on the male reproductive system. Theriogenology 16:523–530

Maksimov P, Hermosilla C, Kleinertz S, Hirzmann J, Taubert A (2016) Besnoitia besnoiti infections activate primary bovine endothelial cells and promote PMN adhesion and NET formation under physiological flow condition. Parasitol Res 115:1991–2001

Jiménez-Meléndez A, Ramakrishnan C, Hehl AB, Russo G, Álvarez-García G (2020) RNA-Seq analyses reveal that endothelial activation and fibrosis are induced early and progressively by Besnoitia besnoiti host cell invasion and proliferation. Front Cell Infect Microbiol 10:218

Jiménez-Pelayo L, García-Sánchez M, Collantes-Fernández E, Regidor-Cerrillo J, Horcajo P, Gutiérrez-Expósito D, Espinosa J, Benavides J, Osoro K, Pfarrer C, Ortega-Mora LM (2020) Crosstalk between Neospora caninum and the bovine host at the maternal-foetal interface determines the outcome of infection. Vet Res 51:83

Horcajo P, Jiménez-Pelayo L, García-Sánchez M, Regidor-Cerrillo J, Collantes-Fernández E, Rozas D, Hambruch N, Pfarrer C, Ortega-Mora LM (2017) Transcriptome modulation of bovine trophoblast cells in vitro by Neospora caninum. Int J Parasitol 47:791–799

Diezma-Díaz C, Ferre I, Re M, Jiménez-Meléndez A, Tabanera E, Pizarro-Díaz M, González-Huecas M, Alcaide-Pardo M, Blanco-Murcia J, Ortega-Mora L, Álvarez- García G (2019) A model for chronic bovine besnoitiosis: parasite stage and inoculation route are key factors. Transbound Emerg Dis 67:234–249

Basson PA, McCully RM, Bigalke RD (1970) Observations on the pathogenesis of bovine and antelope strains of Besnoitia besnoiti (Marotel, 1912) infection in cattle and rabbits. Onderstepoort J Vet Res 37:105–126

Álvarez-García G, Collantes-Fernández E, Costas E, Rebordosa X, Ortega-Mora LM (2003) Influence of age and purpose for testing on the cut-off selection of serological methods in bovine neosporosis. Vet Res 34:341–352

Diezma-Díaz C, Ferre I, Saldias B, Blanco-Murcia J, Ortega-Mora LM, Álvarez-García G (2020) Added value of IgM detection and low avidity index as markers of acute bovine besnoitiosis. Vet Parasitol 227:109012

Diezma-Díaz C, Tabanera E, Ferre I, Pizarro-Díaz M, González-Huecas M, Blanco-Murcia J, Ortega-Mora LM, Álvarez-García G (2020) Histological findings in experimentally infected male calves with chronic besnoitiosis. Vet Parasitol 281:109120

Fernández-García A, Álvarez-García G, Risco-Castillo V, Aguado-Martínez A, Marugán-Hernández V, Ortega-Mora LM (2009) Pattern of recognition of Besnoitia besnoiti tachyzoite and bradyzoite antigens by naturally infected cattle. Vet Parasitol 164:104–110

García-Lunar P, Ortega-Mora LM, Schares G, Diezma-Díaz C, Álvarez-García G (2017) A new lyophilized tachyzoite based ELISA to diagnose Besnoitia spp. infection in bovids and wild ruminants improves specificity. Vet Parasitol 244:176–182

Aguado-Martínez A, Álvarez-García G, Arnaiz-Seco I, Innes E, Ortega-Mora LM (2005) Use of avidity enzyme-linked immunosorbent assay and avidity Western blot to discriminate between acute and chronic Neospora caninum infection in cattle. J Vet Diagn Invest 17:442–450

Schares G, Langenmayer MC, Scharr JC, Minke L, Maksimov P, Maksimov A, Schares S, Bärwald A, Basso W, Dubey JP, Conraths FJ, Gollnick NS (2013) Novel tools for the diagnosis and differentiation of acute and chronic bovine besnoitiosis. Int J Parasitol 43:143–154

García-Lunar P, Ortega-Mora LM, Schares G, Gollnick NS, Jacquiet P, Grisez C, Prevot F, Frey CF, Gottstein B, Álvarez-García G (2013) An inter-laboratory comparative study of serological tools employed in the diagnosis of Besnoitia besnoiti infection in bovines. Transbound Emerg Dis 60:59–68

Frey CF, Gutiérrez-Expósito D, Ortega-Mora LM, Benavides J, Marcén JM, Castillo JA, Casasús I, Sanz A, García-Lunar P, Esteban-Gil A, Álvarez-García G (2013) Chronic bovine besnoitiosis: intra-organ parasite distribution, parasite loads and parasite-associated lesions in subclinical cases. Vet Parasitol 197:95–103

Cortes HC, Reis Y, Gottstein B, Hemphill A, Leitao A, Muller N (2007) Application of conventional and real-time fluorescent ITS1 rDNA PCR for detection of Besnoitia besnoiti infections in bovine skin biopsies. Vet Parasitol 146:352–356

Schmittgen TD, Livak KJ (2008) Analyzing real-time PCR data by the comparative C(T) method. Nat Protoc 3:1101–1108

Gutiérrez-Expósito D, Arteche-Villasol N, Vallejo-García R, Ferreras Estrada MC, Ferre I, Sánchez-Sánchez R, Ortega-Mora LM, Pérez V, Benavides J (2020) Characterization of fetal brain damage in early abortions of ovine toxoplasmosis. Vet Pathol 57:535–544

Gutiérrez-Expósito D, Ortega-Mora LM, García-Lunar P, Rojo-Montejo S, Zabala J, Serrano M, Álvarez-García G (2017) Clinical and serological dynamics of Besnoitia besnoiti infection in three endemically infected beef cattle herds. Transboun Emerg Dis 64:538–546

Grau-Roma L, Martínez J, Esteban-Gil A, López J, Marco A, Majó N, Castillo JA, Domingo M (2020) Pathological findings in genital organs of bulls naturally infected with Besnoitia besnoiti. Parasitol Res 119:2257–2262

Rawlings N, Evans A, Chandolia R, Bagu E (2008) Sexual maturation in the bull. Reprod Domest Anim 43:295–301

Meinhardt A, Wang M, Schulz C, Bhushan S (2018) Microenvironmental signals govern the cellular identity of testicular macrophages. J Leukoc Bio 104:757–766

Ferrari D, Vuerich M, Casciano F, Longhi MS, Melloni E, Secchiero P, Zech A, Robson SC, Müller T, Idzko M (2020) Eosinophils and purinergic signaling in health and disease. Front Immunol 11:1339

Wynn TA, Barron L (2010) Macrophages: master regulators of inflammation and fibrosis. Semin Liver Dis 30:245–257

Robert S, Gicquel T, Victoni T, Valença S, Barreto E, Bailly-Maître B, Boichot E, Lagente V (2016) Involvement of matrix metalloproteinases (MMPs) and inflammasome pathway in molecular mechanisms of fibrosis. Biosci Rep 36:e00360

Arpino V, Brock M, Gill SE (2015) The role of TIMPs in regulation of extracellular matrix proteolysis. Matrix Biol 44–46:247–254

Loskutoff DJ, Quigley JP (2000) PAI-1, fibrosis, and the elusive provisional fibrin matrix. J Clin Invest 106:1441–1443

Hattori N, Degen JL, Sisson TH, Liu H, Moore BB, Pandrangi RG, Simon RH, Drew AF (2000) Bleomycin-induced pulmonary fibrosis in fibrinogen-null mice. J Clin Invest 106:1341–1350

Pincha N, Hajam EY, Badarinath K, Batta SPR, Masudi T, Dey R, Andreasen P, Kawakami T, Samuel R, George R, Danda D, Jacob PM, Jamora C (2018) PAI1 mediates fibroblast-mast cell interactions in skin fibrosis. J Clin Invest 128:1807–1819

Schneider D, Ganesan S, Comstock AT, Meldrum CA, Mahidhara R, Goldsmith AM, Curtis JL, Martinez FJ, Hershenson MB, Sajjan U (2010) Increased cytokine response of rhinovirus-infected airway epithelial cells in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Cri Care Med 182:332–340

Frungieri MB, Calandra RS, Lustig L, Meineke V, Kohn FM, Vogt HJ, Mayerhofer A (2002) Number, distribution pattern, and identification of macrophages in the testes of infertile men. Fertil Steril 78:298–306

Thông tin
Thông tin xuất bản

Springer Science and Business Media LLC

Thông tin tác giả