Análisis de la regulación epigenética inducida por las hormonas 17 β- estradiol y prolactina sobre el epitelio mamario bovino durante la infección con Staphylococcus aureus

Abstract

Bovine mastitis (MB) is the mammary gland inflammation of cows, which cause significant economic worldwide losses. This disease is classified according to the clinical signs as clinical or subclinical MB, being subclinical mastitis more difficult to control due to the evasion of the innate immune response (IIR) of the host, also difficulting its diagnosis. Staphylococcus aureus is the main microorganism isolated from subclinical MB (70% of cases), this bacterium is able to internalize into the cells of bovine mammary epithelium (bMEC) by the zipper-like mechanism. Subclinical MB shows an increase during the peripartum due to drastic changes in the circulating levels of sex hormones, such as prolactin (PRL) and 17 ?-Estradiol (E2), which modify the IIR of the host. bMEC are considered target of these hormones, and they effects on IIR and internalization of S. aureus have been described. Physiological concentrations of bPLR (5 ng/ ml) stimulate the internalization of S. aureus into bMEC and induce the expression of proinflammatory cytokines. In addition, bPRL increases the membrane abundance of TLR2 receptor, which is key in the recognition of S. aureus. On the other hand, E2 (50 pg/ml) has anti-inflammatory effects on bMECs, due to its capability to reverse the inflammatory response caused by S. aureus, promoting the expression of genes related with anti-inflammatory cytokines and antimicrobial peptides, which allow a better cell defense, decreasing therefore the internalization of S. aureus into bMECs. In addition, these hormones can modulate epigenetic processes favoring the expression of genes related to milk production. However, the effects of these hormones on epigenetic modifications during S. aureus internalization into bMECs, as well as the effect of the hormonal mixture on the IIR are unknown. The objective of this work was to characterize the global epigenetic modifications of histones induced by bPRL and/or E2 hormones in bMEC infected with S. aureus.

La mastitis bovina (MB) es la inflamación de la glándula mamaria de la vaca, genera pérdidas económicas importantes a nivel mundial, y se clasifica en MB clínica y subclínica. La MB subclínica presenta una mayor complejidad ya que los microorganismos causantes evaden la respuesta inmune innata (RII) del hospedero y dificulta su diagnóstico. Staphylococcus aureus se aísla en hasta en un 70% de los casos de MB subclínica, puede internalizarse en las células del epitelio mamario bovino (CEMB) mediante el mecanismo “tipo zipper”. La MB subclínica presenta un aumento en su incidencia durante el periparto debido a cambios drásticos en los niveles circulantes de hormonas sexuales, como la prolactina (PRL) y el 17 β-Estradiol (E2), lo cual modifica la RII del hospedero. Las CEMB son blanco de estas hormonas, y se ha demostrado que a concentraciones fisiológicas la PLR bovina (bPRL5 ng/ml) estimula la internalización de S. aureus en las CEMB e induce la expresión de citocinas proinflamatorias e incrementa la abundancia membranal del receptor TLR2, pieza clave en el reconocimiento de S. aureus; por otra parte, el E2 (50 pg/ml) disminuye la internalización de la bacteria ya que favorece un efecto antiinflamatorio favoreciendo la expresión de citocinas antiinflamatorias y péptidos antimicrobianos en las CEMB. Además, estas hormonas pueden modular procesos epigenéticos favoreciendo la expresión de genes relacionados con la producción de leche. Sin embargo, se desconocen si los efectos de estas hormonas sobre la internalización de S. aureus implican modificaciones epigenéticas en las CEMB, o modifican aquellas inducidas por S. aureus, así como el efecto que la mezcla hormonal tiene sobre la RII. El objetivo de este trabajo fue caracterizar las modificaciones epigenéticas globales de las histonas inducidas por las hormonas bPRL y/o E2 en CEMB infectadas con S. aureus.