Efecto del péptido antimicrobiano PaDef (Persea americana) sobre la expresión de genes de la respuesta inmune innata de células epiteliales mamarias bovinas infectadas con Staphylococcus aureus

Abstract

Bovine mastitis is one of leading diseases that affects the production of dairy cattle. This disease is characterized by the inflammation of the mammary gland and Staphylococcus aureus is the main pathogen. This bacterium is a serious problem due to the antimicrobial resistance and its ability to survive within bovine mammary epithelial cells (bMECs). Due to the above, alternative treatments that improve the innate immune response of host cell are desirable. An attractive alternative is the antimicrobial peptides (AMP). The AMP are produced by species from different kingdoms, including plants, which generally shown antimicrobial and antifungal properties. Previously, our group demonstrated that the AMP -thionin from chile habanero (Capsicum chinense) has immunomodulatory activity on the bMECs infected with S. aureus. In the search for other plant AMP with immunomodulatory activity, the defensin PaDef from avocado (Persea americana var. drymifolia) could be a good candidate. The aim of this work was to evaluate the effect of PaDef defensin on the expression of genes representative from the innate immune response (IIR) (TNF-α, IL-1β, IL-10, IL-8 and DEFB1) of bMECs infected with S. aureus. Different concentrations of PaDef were analyzed (5-500 ng/ml). The results showed that PaDef (500 ng/ml) has immunomodulatory activity in the bMECs because the mRNA expression for IL-1β was up-regulated (~1.2 fold), as well as for IL-10 (~2.3 fold) and DEFB1 (~4.4 fold) after infection; in addition, the expression of TNF-α and IL-1β was down-regulated before infection. Also, the expression of IL-8 remained unmodified in all of the tested conditions before and after the bacterial infection.

La mastitis bovina es una de las principales enfermedades que afectan la producción del ganado lechero, causando grandes pérdidas económicas. Esta enfermedad se caracteriza por la inflamación de la glándula mamaria y la bacteria Gram positiva Staphylococcus aureus es el principal causante de ella. Este patógeno es particularmente un problema debido a su resistencia antimicrobiana y a su capacidad para sobrevivir dentro de las células epiteliales mamarias bovinas (CEMB). Por lo anterior, se buscan tratamientos terapéuticos alternativos con capacidad de modular la respuesta inmune innata (RII) de la célula hospedera. Una alternativa atractiva son los péptidos antimicrobianos (PA). Los PA son producidos por especies de los diferentes reinos, incluyendo a las plantas, los cuales generalmente poseen propiedades antimicrobianas y antifúngicas. Previamente se demostró por nuestro grupo de trabajo que el PA -tionina de chile habanero (Capsicum chinense) presentó actividad inmunomoduladora en las CEMB infectadas con S. aureus. En la búsqueda de otros PA de plantas que presenten actividad inmunomoduladora, la defensina PaDef de aguacate (Persea americana var. drymifolia) presenta características que le permiten ser un buen candidato. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la defensina PaDef sobre la expresión de genes representativos de la RII (TNF-IL-1β, IL-10, IL-8 y DEFB1) en CEMB infectadas con S. aureus. Se analizaron diferentes concentraciones de PaDef (5-500 ng/ml). El PA PaDef (500 ng/ml) tuvo un efecto inmunomodulador en las CEMB al inducir la expresión de IL-1β (~1.2 veces), IL-10 (~2.3 veces) y DEFB1 (~4.4 veces) durante la infección con S. aureus; y disminuyó la expresión de TNF-α e IL-1β antes de la infección. Además, la expresión de IL-8 no mostró un cambio significativo en todas las concentraciones probadas antes y después de la infección.