• Cosa si conosce dell’argomento
    Sebbene il legame tra genotipo dell’ospite e microbiota abbia dimostrato una certa importanza anche negli animali da allevamento, molto rimane ancora da scoprire.

  • Cosa aggiunge questa ricerca
    Lo studio esamina l’associazione tra il polimorfismo del gene BoLA in bovini da allevamento e i cambiamenti del microbiota del latte materno durante la prima settimana di allattamento.

  • Conclusioni
    Il polimorfismo del gene BoLA influisce soprattutto sulla composizione batterica del colostro più che del latte vero e proprio. Capire se i cambiamenti siano indotti direttamente o indirettamente può essere utile per strategie di prevenzione e/o trattamento in diverse patologie dei bovini.



Genetica e microbiota sono tra loro correlati sia nell’uomo sia negli animali. Ma in che modo? Quali sono gli effetti?

Lo studio coordinato da Hooman Derakhshani dell’Università di Manitoba e pubblicato su Microbiome ha cercato di dare una risposta esaminando in particolare l’associazione tra un polimorfismo del gene BoLA, una variante allelica bovina del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC), e i cambiamenti del microbiota del latte di bovini da allevamento durante la prima settimana di allattamento. Il polimorfismo BoLA-DRB3.2 ha dimostrato di influire soprattutto sulla composizione batterica del colostro più che del latte vero e proprio.

L’esistenza di un legame tra componente genetica e batterica è ormai assodata come del resto la presenza di fattori immunitari nell’ospite in grado di distinguere i batteri commensali dai patogeni. A questi “agenti sentinella” appartiene il gene BoLA il cui polimorfismo BoLA-DRB3.2 ha dimostrato di contribuire anche all’omeostasi del microbiota mammario pur con meccanismi finora poco chiari.

A tal proposito, i ricercatori hanno collezionato campioni di colostro (giorno 0), di primo latte (giorno 1) e di latte “normale” (giorno 6) da 60 mucche durante la prima settimana di allattamento. Le analisi sono state poi condotte sia su base genetica sia in termini di composizione batterica e micotica. Di seguito i principali risultati ottenuti.

Varianti del polimorfismo

Da una prima mappatura genetica sono state individuate tre varianti di BoLA-DRB3.2 denominate rispettivamente BstYa (n=24), BstYb (n=25) e BstYc (n=5).

Data la scarsa numerosità della terza forma, i campioni che la esprimevano sono stati esclusi dai test successivi. Un totale di 132 e 82 campioni sono invece stati raccolti rispettivamente per BstYa e BstYb.

Considerando poi gli OTUs medi, 590 sono risultati essere quelli batterici e 24 quelli micotici.

Polimorfismo e diversità

Dall’analisi della componente batterica è emerso che:

  • la diversità si è modificata durante la settimana di osservazione incrementandosi gradualmente fino a raggiungere il picco il sesto giorno
  • l’associazione tra BoLA-DRB3.2 e diversità ha mostrato significatività solo il giorno 0
  • la composizione ha mostrato differenze tra tutti i campioni collezionati nei diversi momenti

Considerando poi la comunità micotica:

  • ha presentato una diversità maggiore il primo giorno
  • nessuna associazione si è dimostrata tra BoLA-DRB3.2 e indice di diversità
  • una correlazione tra BoLA-DRB3.2 e composizione micotica è stata invece registrata nel colostro (giorno 0) e nel primo latte (giorno 1)

Polimorfismo e dinamicità del microbiota

I ricercatori hanno poi analizzato la composizione del latte dei vari giorni considerando sia batteri sia funghi.

  • nel complesso, Firmicutes, Proteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria e Fusobacteria sono risultati i phyla batterici più abbondanti con diverse espressioni non solo tra colostro e latte ma, talvolta, anche in relazione alla variante allelica
  • Staphylococcus si è dimostrato il genere maggiormente presente nel colostro indipendentemente dalla variante allelica. Tale abbondanza si è ridotta nel passaggio a latte normale
  • Streptococcus, Fusobacterium, Enterococcus e Bacteroides hanno presentato buona espressione nel colostro di campioni con BstYa per poi diminuire i giorni successivi
  • di contro, l’abbondanza di Sphingobacterium e Acinetobacter è aumentata passando dal colostro al latte
  • Ascomycota è il phylum micotico più espresso in generale nel colostro seguito ad ampia distanza da Basidiomycota e Zygomycota
  • Alternaria è risultato il genere micotico più presente nel colostro in entrambe le varianti alleliche. Ha però mostrato un decremento di espressione nei campioni BstYa mentre livelli stabili in quelli BstYb
  • il micete Candida ha invece registrato un generale incremento dal giorno uno al sesto

Polimorfismo e composizione del colostro

Si è poi determinato come i campioni appartenenti alle due varianti BstY si differenzino nettamente solamente in base agli OTUs batterici principali. Per esempio:

  • OTU109 (S. equorum), OTU3 (S. gallinarum), OTU9 (S. sciuri), OTU21 (S. haemolyticus), Streptococcus OTU124 (S. equinus), OTUs di actinobacteria appartenenti a  Corynebacterium e Mycobacterium, e OTUs di proteobacteria appartenenti invece a Stenotrophomonas, Pseudomonas, Acinetobacter e Alcaligenaceae sono risultati tutti arricchiti nel colostro con variante BstYb
  • il colostro con variante BstYa ha invece presentato alti livelli di Streptococcus OTU1 (S. dysgalactiae), Staphylococcus OTU2 (S. chromogenes), diversi Fusobacterium OTUs, e OTUs appartenti a Lactobacillus ed Enterococcus

Nessuna netta distinzione tra le due varianti è invece emersa considerando gli OTUs micotici nonostante siano state registrate alcune alterazioni minori:

  • nel colostro con BstYa, l’OTU32 (Penicillium ilerdanum), l’OTU22 (Penicillium psychrosexualis) e l’OTU556 (Penicillium chrysogenum) hanno mostrato un arricchimento
  • nel colostro della variante BstYb maggiore espressione è stata invece presentata dall’OTU6 (Alternaria infectoria) e dall’OTU177 (un non classificato Alternaria)

Polimorfismo e associazioni batteriche

Da ultimo, i ricercatori hanno condotto analisi di correlazione per valutare ulteriormente la potenziale associazione tra il polimorfismo in questione e la co-espressione di comunità batteriche.

  • la correlazione tra BoLA-DRB3.2 e la co-espressione batterio-batterio è risultata più marcata nel colostro rispetto ai campioni di latte del primo e sesto giorno
  • al giorno zero, l’OTU dei Firmicutes ha mostrato il maggior numero di connessioni nella variante BstYb, accompagnato da Bacteroidetes nei campioni con BstYa
  • al giorno 6 le connessioni batteriche sono invece risultate analoghe tra le due varianti e maggiormente rappresentate da OTUs di Sphingobacterium

In conclusione dunque, il polimorfismo BoLA-DRB3.2 influisce soprattutto sulla composizione batterica del colostro più che del latte vero e proprio.

Capire se questi cambiamenti siano indotti direttamente o indirettamente può essere utile per la messa a punto di strategie preventive e/o di trattamento per diverse patologie dei bovini tra le quali la mastite.

VIAMicrobiome
Laureata in Farmacia, Master di I^ livello in Ricerca Clinica presso l'Università di Milano. Borsista in Ricerca Biomedica dal 2017 al 2018 presso l'Istituto Mario Negri IRCCS, ha intrapreso il percorso di dottorato in Scienze Farmaceutiche all'Università di Milano.