Avaliação de protocolos de extração de DNA em colostro bovino e pesquisa molecular de hemopatógenos
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Evaluation of DNA extraction protocols in bovine colostrum and molecular research of hemopathogens
Primeiro orientador
Membros da banca
Elias Jorge Facury Filho
Érica Azevedo Costa
Mônica Maria Oliveira Pinho Cerqueira
Moisés Dias Freitas
Gustavo Henrique Ferreira Abreu Moreira
Érica Azevedo Costa
Mônica Maria Oliveira Pinho Cerqueira
Moisés Dias Freitas
Gustavo Henrique Ferreira Abreu Moreira
Resumo
Em regiões tropicais e subtropicais Anaplasma marginale, Babesia bovis e B. bigemina representam grande desafio sanitário e econômico para a bovinocultura. Em adição, Mycoplasma spp. hemotrópico, ou hemoplasma, tem ganhado destaque entre os hemopatógenos com frequência moderada a alta em bovinos. A transmissão vertical intrauterina tem sido amplamente reportada nas últimas décadas, como mono ou coinfecções, de modo que as frequências mais altas geralmente estão associadas a infecções individuais ou mistas de A. marginale e hemoplasmas. Nos bovinos, a imaturidade inicial do sistema imune pode gerar suscetibilidade a infecções intrauterinas e pós-natais, uma vez que não há passagem de anticorpos pela placenta, o que torna a imunidade passiva pelo colostro essencial para o recém-nascido. Dentre as qualidades de um bom colostro, a microbiológica é de extrema relevância. A literatura relata protozoários, vírus e bactérias que podem estar presentes em secreções lácteas, porém, não há relatos de pesquisa de hemopatógenos no colostro. Considerando os mecanismos de passagem de elementos do sangue materno para o interior da glândula mamária durante a colostrogênese e a via hematógena como importante sítio de disseminação de hemopatógenos, hipotetizamos que o DNA de hemopatógenos possa ser detectado em colostro de vacas com PCR positivo para os mesmos agentes. O objetivo do presente trabalho foi pesquisar a presença de DNA de A. marginale, B. bovis, B. bigemina e hemoplasmas em amostras de colostro bovino. Foram amostradas 104 vacas da raça Holandesa oriundas de propriedade leiteira comercial, região sul de Mina Gerias, Brasil, sendo 5 mL de sangue e 40 mL de colostro. Devido à ausência de protocolo padronizado e reagentes específicos para manipulação e processamento de amostras de colostro, o protocolo de processamento de colostro foi testado para posterior extração de DNA. A qualidade do material extraído foi avaliada em espectrofotômetro de microvolume e por reação de PCR para identificação de gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase (GAPDH). O protocolo mostrou-se eficiente, tendo recuperado 67,03 ± 81,64 ng/µL de DNA, e apresentado os valores de 1,80, 1,66 e 1,89 para mediana, 1º quartil e 3º quartil na avaliação de razão de pureza A260/280, além de 100% das amostras positivas para GAPDH. Para diagnóstico molecular dos agentes, realizou-se a PCR ou nested-PCR de todas as amostras de sangue e colostro. Todos os agentes foram detectados entre as 104 amostras de sangue, tendo apresentado as frequências de 95,2%, 52,9%, 62,5% e 75,3% para A. marginale, B. bovis, B. bigemina e hemoplasmas, respectivamente. Nas amostras de colostro, foram detectados A. marginale, B. bovis e hemoplasmas na frequência de 12,12%, 10,9% e 6,1%. Este trabalho demonstrou pela primeira vez a presença de hemopatógenos associados à Tristeza Parasitária Bovina e hemoplasmas em amostras de colostro bovino, o que destaca a necessidade de investigação futura acerca da viabilidade dos agentes e potencial de transmissão por esta via. A alta frequência de animais positivos para hemopatógenos no sangue e surgimento das evidências em colostro reafirmam a importância da implementação de protocolos sanitários para controle e prevenção de doenças causadas por hemopatógenos no manejo dos bovinos.
Abstract
In tropical and subtropical regions, Anaplasma marginale, Babesia bovis and B. bigemina represent significant sanitary and economic challenges. Additionally, hemotropic Mycoplasma spp., also known as hemoplasma, have gained prominence among hemopathogens with moderate to high frequency in cattle. The vertical transmission in the intrauterine environment has been widely reported in recent decades, as mono or co-infections, with higher frequencies usually associated with individual or mixed infections of A. marginale and hemoplasmas. Bovine colostrum is the source of passive immunity for the newborn, and microbiological quality is essential. The literature reports protozoa, viruses, and bacteria that may be present in milk secretions; however, there are no reports of research on hemopathogens in colostrum. Considering the mechanisms of passage of maternal blood elements into the mammary gland during colostrogenesis and the hematogenous route as an important dissemination site for hemopathogens, we hypothesize that the DNA of hemoparasites may be detected in colostrum from positive cows. The aim of this study was to investigate the presence of DNA from A. marginale, B. bovis, B. bigemina, and hemotropic Mycoplasma (HM) in bovine colostrum. Blood (5mL) and colostrum (40mL) were collected from 104 Holstein cows from a commercial dairy farm in the southern region of Minas Gerais, Brazil. The lack of a standardized protocol and specific reagents for manipulation and processing of colostrum, the protocol was tested before the DNA extraction. The quality of the material extracted was evaluated using a microvolume spectrophotometer and PCR reaction for identification of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH). The protocol recovered 67.03 ± 81.64 ng/µL of DNA and showed values of 1.80, 1.66, and 1.89 for the median, 1st quartile, and 3rd quartile in the assessment of the A260/280 purity ratio, as well as 100% of the samples testing positive for GAPDH. For molecular diagnosis of the agents, PCR or nested-PCR was performed on all blood and colostrum. All agents were detected with frequencies of 95.2%, 52.9%, 62.5%, and 75.3% for A. marginale, B. bovis, B. bigemina, and HM, respectively. In colostrum samples, A. marginale, B. bovis, and HM were detected at frequencies of 12.12%, 10.9%, and 6.1%, respectively. This study demonstrated for the first time the presence of this hemopathogens in bovine colostrum, highlighting the need for future investigation regarding the viability of the agents and potential for transmission through this route. The high frequency of positive cows in blood and emergence of evidence in colostrum reaffirm the importance of implementing sanitary protocols for the control and prevention of diseases caused by hemopathogens in bovine management.
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Bovino, Anaplasmose, Carrapato de bovino
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