Estudio sobre los mecanismos responsables de la disfunción inmune durante la cetosis

El β-hidroxibutirato deteriora la función de los monocitos a través de la vía del inflammasoma de tres dominios de pirina de la familia ROS-NLR (NLRP3) en las vacas cetóticas

• Los monocitos de las vacas cetóticas muestran una activación de la vía del inflammasoma ROS-NLRP3 como efecto directo de las altas concentraciones de BHB.
• La sobreactivación del inflammasoma ROS-NLRP3 disminuyó la fagocitosis, lo que indica que esta vía responde al BHB y puede causar una disfunción inmunitaria.

En general, los datos del presente estudio contribuyen a aumentar la comprensión de los mecanismos responsables de la disfunción inmune durante la cetosis.

La cetosis es una enfermedad metabólica común que se produce con mayor frecuencia durante el periodo de transición. Esta enfermedad es un grave factor de riesgo de trastornos infecciosos como la metritis y la mastitis.

Se ha demostrado que las vacas lecheras con cetosis tienen mayores probabilidades (de 1,0 a 5,8) de desarrollar metritis después del parto. Una gran parte de esta respuesta se debe al estrés metabólico severo y a la disfunción inmunitaria.

Por ejemplo, la capacidad quimiotáctica de los leucocitos era menor en las vacas cetóticas. Además, un gran número de estudios informaron de que el aumento de las concentraciones circulantes de cuerpos cetónicos [β-hidroxibutirato (BHB), ácido acetoacético y acetona] deterioraba la función de las células inmunitarias.

Los monocitos, componentes de las células inmunitarias del sistema innato, han surgido como importantes reguladores de los trastornos infecciosos. Se desconoce hasta qué punto la función inmunitaria de los monocitos se ve afectada por la cetosis y si el BHB desempeña un papel directo.

Las vacas con cetosis presentan un grave estrés metabólico y una disfunción inmunitaria que las hace más susceptibles a las infecciones. Los monocitos, uno de los principales subtipos de glóbulos blancos, desempeñan un papel importante en la defensa inmunitaria innata contra las infecciones.

Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue investigar las alteraciones en la función inmune, la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y la actividad de la vía del inflammasoma de la familia NLR que contiene el dominio pirina 3 (NLRP3) en los monocitos (CD14+) de las vacas con cetosis clínica (CK).

Se utilizaron 12 vacas Holstein multíparas sanas [concentración de β-hidroxibutirato (BHB) en sangre < 1,2 mM] y 12 vacas con CK (BHB > 3,0 mM) de 3 a 14 días en leche para la recogida de muestras de sangre. Para determinar los efectos del BHB sobre la fagocitosis, las ERO y la abundancia de proteínas de la vía del inflammasoma NLRP3 in vitro, se trataron monocitos aislados de vacas sanas con BHB 3,0 mM durante 0, 6, 12 o 24 h.

La ingesta de materia seca (22,7 frente a 19,0 kg) fue menor en las vacas con CK. Las concentraciones séricas de ácidos grasos (0,30 frente a 0,88 mM) y de BHB (0,52 frente a 3,78 mM) fueron mayores en las vacas con CK, mientras que la concentración de glucosa fue menor (4,09 frente a 2,23 mM).

La adhesión, la migración y la fagocitosis de los monocitos fueron menores en las vacas con CK, pero la apoptosis y el contenido de ROS fueron mayores. La abundancia de proteínas de NLRP3, proteinasa específica de cisteinil aspartato 1 (caspasa 1) e interleucina-1B p17 (IL1B p17) fue mayor en los monocitos de las vacas con CK, mientras que la abundancia de la isoforma 2 de la NADPH oxidasa (NOX2) fue menor.

En comparación con 0 h de BHB, el contenido de ROS y la apoptosis fueron mayores en los monocitos desafiados por 6, 12 o 24 h de BHB. En comparación con 0 h de BHB, la abundancia de proteínas NLRP3, caspasa 1, IL1B p17 y la concentración de IL1B en el medio fueron mayores en los monocitos sometidos a 6, 12 o 24 h de BHB.

Sin embargo, en comparación con las 0 horas de BHB, la abundancia proteica de NOX2 y la fagocitosis de los monocitos fueron menores en los monocitos sometidos a 6, 12 o 24 horas de BHB. En general, los datos sugieren que el BHB exógeno activó la vía ROS-NLRP3, que podría ser en parte responsable de la disfunción inmunológica de las vacas lecheras con CK.