Efecto anti inflamatorio y antimicrobiano del 17 β-Estradiol, en células de epitelio mamario bovino, durante la internalización de Staphylococcus aureus

Abstract

During the peripartum, cattle are more susceptible to infectious diseases (i.e. Mastitis). This period is characterized by changes in the concentrations of sexual hormones, such as 17-estradiol (E2), which compromises the innate immune response (IIR) of the animal. Bovine mammary epithelial cells (bMECs) are target tissue for this hormone, which regulates their proliferation and differentiation through estrogen receptors (ERs). In addition, E2 has shown anti-inflammatory effects because reverts the inflammatory response after the stimulation with bacterial components. This hormone mediates signaling pathways by inducing the production of antimicrobial peptides (AP). Staphylococcus aureus (principal mastitis pathogen) is able to internalize into bMECs using the “zipper” mechanism associated to α5β1 integrin/FAK. The aim of this work was to evaluate the effects of E2 on elements of the IIR of bMECs during S. aureus internalization. bMECs were treated with E2 (24 h) and infected with S. aureus (ATCC- 27543). We evaluated bacterial internalization by gentamicin protection assays. To measure surface receptors and kinase activity we used flow cytometry. Using Western Blot, we analyzed the phosphorylation state of FAK and ERs. The expression of IIR genes and protein secretion were analyzed by RT-qPCR and ELISA, respectively. We evaluated the activated IIR transcriptional factors using a microarray (Panomics). The results indicate that E2 (50 pg/ml) decreased S. aureus internalization (~60%), which was associated with the integrin surface reduction (~40%) and FAK inhibition (~50%).

Durante el periparto, el ganado es más susceptible a infecciones (Mastitis). Este periodo se caracteriza por cambios en los niveles de hormonas sexuales, como el 17-estradiol (E2), el cual compromete la respuesta inmune innata (RII) del animal. Las células de epitelio mamario bovino (CEMB) son blanco de esta hormona, la cual regula su proliferación y diferenciación a través de sus receptores de estrógenos (RE). Se ha demostrado que el E2 presenta efectos anti inflamatorios, al revertir la respuesta inflamatoria causada por bacterias. Esta inmunomodulación se logra regulando distintas rutas de señalización, las cuales además, inducen la producción de péptidos antimicrobianos (PA). Staphylococcus aureus (principal agente causal de mastitis) tiene la capacidad de internalizarse en las CEMB usando el mecanismo zipper, en el cual participan el receptor integrina α5β1 y la cinasa FAK. El objetivo del trabajo fue evaluar los efectos del E2 sobre la RII en las CEMB durante la internalización de S. aureus. Las CEMB fueron tratadas con E2 e infectadas con S. aureus (ATCC-27543). Primeramente, se evaluó el efecto del E2 sobre la internalización bacteriana (ensayos de protección con gentamicina). Posteriormente, se midieron los receptores de superficie y la actividad de las cinasas asociadas a la RII (citometría de flujo). Seguido del estado de fosforilación de FAK y de los RE (Western blot). Se midió la expresión de genes de la RII y la secreción de las proteínas por RT-PCR y ELISA, respectivamente. Finalmente se evaluó la actividad de los factores transcripcionales asociados a la RII, mediante un ensayo de hibridación con un microarreglo. Los resultados mostraron que el E2 (50 pg/ml) disminuyó la internalización de S. aureus en las CEMB (~60%), lo cual se asoció con la reducción de la integrina en membrana (40%) y a la inhibición de FAK (50%).