Mastiti, la prevenzione passa dagli immunobiotici

 

Il problema dell’antibiotico-resistenza e la necessità di individuare nuove strade terapeutiche per prevenire e curare la mastite bovina ha portato l’attenzione dei ricercatori sulle possibilità offerte dai probiotici e dagli “immunobiotici”. Un gruppo di ricercatori giapponesi della Tohoku University (Kober e coll., 2022) ha pubblicato una review sull’impiego dei probiotici, ad uso locale o per via orale, contro la mastite bovina e in questo articolo vi proponiamo uno sguardo su tali prodotti.

 

Microrganismi alleati

I probiotici sono ceppi di batteri selezionati che sono somministrati per via orale (“vivi”) o che vengono infusi localmente e forniscono diversi benefici alla salute della bovina; essi non sono da confondere con i prebiotici, che costituiscono invece un “substrato” per favorire la crescita di microrganismi particolari o del microbioma fisiologico di un certo apparato.

I probiotici non presentano controindicazioni per l’animale e l’ambiente, e non generano fenomeni di resistenza. Nella maggior parte dei casi la loro attività antimicrobica nei confronti dei patogeni mammari consiste in una esclusione di tipo competitivo o nel rilascio di sostanze antimicrobiche a livello locale. Esiste tuttavia una categoria di probiotici, denominati “immunobiotici”, ovvero ceppi di batteri in grado di modulare la risposta della mammella ad alcuni mediatori dell’infiammazione e capaci di potenziare l’immunità locale. Si entra nel campo dell’immunobiologia: il gruppo di ricercatori giapponesi cita un proprio studio di laboratorio in cui ha dimostrato l’efficacia di un particolare ceppo di batteri lattici immunobiotici (LAB) nel prevenire la mastite su cellule mammarie in vitro, attraverso la modulazione della risposta immunitaria da parte delle cellule stesse (Mansilla e coll., 2020). Secondo il gruppo di ricercatori, l’utilizzo topico dei LAB sulle cellule epiteliali mammarie rappresenta una nuova promettente frontiera nella prevenzione delle patologie mammarie.

 

Figura 1 - Effetti del microbiota mammario, in mammella sana e patologica, sulla suscettibilità alle infezioni (fonte: Kober e coll., 2022)

 

Perdita di efficacia

La mastite bovina costituisce una voce di costo notevole nella gestione dell’allevamento: il costo di una mastite si suddivide in calo produttivo di latte (31%), costi delle terapie (24%), scarto di latte (18%), incremento di lavoro (4%) e riforma prematura (23%). I costi totali annuali sono stati stimati in circa 2 miliardi di dollari negli Usa e circa 1,55 miliardi di dollari in Europa, mentre un singolo caso di mastite può arrecare una perdita economica tra i 128 e i 44 dollari. Le attuali strategie di prevenzione si focalizzano sulle buone pratiche di igiene in mungitura e su un buon sistema di management. Altri approcci includono antibioticoterapia, vaccinazioni, immunoterapia, batteriocine, batteriofagi, peptidi antimicrobici, cellule staminali, fattori produttivi innati, dieta, terapia in asciutta e in lattazione, selezione genetica, fitoterapici, terapia basata sulla tecnologia delle nanoparticelle e probiotici. I primi due approcci sono i più diffusi ma sono sempre meno efficaci, da un lato a causa del fenomeno dell’antibiotico-resistenza e dall’altro a causa della grande varietà di microrganismi in continua mutazione.

 

Batteri “buoni”

La ricerca di terapie nuove e più efficaci parte dalla scoperta, relativamente recente, di una popolazione di microrganismi che colonizza la ghiandola mammaria e il latte in modo commensale ed opportunista senza provocare mastite (“microbiota mammario”). La rottura dell’equilibrio tra ospite e microbiota e la riduzione nella diversità dei ceppi aumenta la suscettibilità della bovina alla mastite sostenuta da patogeni (figura 1). I batteri che fanno parte dei probiotici e degli immunobiotici agiscono in sinergia con i batteri “commensali” e proteggono la mammella dalla colonizzazione dei batteri patogeni grazie a meccanismi indiretti di competizione per i nutrienti, condizionamento del “micro-ecosistema” grazie alla produzione di acidi organici (che ostacolano la replicazione dei patogeni), sintesi di sostanze ad attività antimicrobica, inibizione dell’adesione alla superficie delle cellule epiteliali e regolazione dell’immunità locale.

 

 

Azione diretta

Nella review dei ricercatori giapponesi sono riportati diversi studi in vivo, su topi e su bovine, che mostrano l’efficacia di specifici ceppi di microrganismi impiegati come probiotici, infusi direttamente a livello intramammario e in grado di prevenire la mastite sostenuta da ceppi patogeni, grazie a meccanismi antagonisti (tabella qui sopra).

L’infusione di particolari ceppi di Lactococcus lactis, precedentemente isolati da quarti di bovine sane, ha potenziato in vari studi la risposta immunitaria innata, mostrando le potenzialità per eradicare forme di mastite subclinica persistente e resistente ai trattamenti antibiotici (grafico 1).

Diversi ceppi di Lattobacilli, Bacilli, Bifidobatteri ed Enterococchi hanno contribuito a ridurre l’infiammazione locale e a ridurre il contenuto di microrganismi nel latte di bovine con pregressa mastite. Le conseguenze principali dell’infusione intramammaria con ceppi “probiotici” sono un potenziamento dell’immunità locale, richiamo di neutrofili, attività pro-infiammatoria transitoria ed aumento delle IgG e di anticorpi specifici (grafico 2), che consentono alla bovina di debellare infezioni mammarie subcliniche, spesso di carattere cronico.

 

Grafico 1 - Mediana logaritmica della conta di cellule somatiche nel latte di bovine affette da mastite batterica e sottoposte a trattamento convenzionale con antibiotico oppure a infusione intramammaria con prodotto immunobiotico a base di Lactococcus lactis DPC3147 (fonte: Kitching e coll., 2019)

 

Grafico 2 - Livello degli anticorpi specifici verso Staphylococcus aureus nel latte di bovine con mastite subclinica, inoculate al momento della messa in asciutta con Lactobacillus lactis subsp. lactis CRL1655 e Lactobacillus perolens CRL1724, e confronto con bovine non inoculate con il preparato immunobiotico (fonte: Pellegrino e coll., 2017, modificato)

 

Competizione e lotta

Per individuare i meccanismi d’azione alla base di tali capacità preventive e curative della mastite sono stati condotti numerosi studi anche in laboratorio, su colture cellulari, ma l’intero processo rimane in parte ancora ignoto. Tra gli effetti osservati vi è la capacità dei batteri lattici immunobiotici (LAB) di aderire all’epitelio cellulare del canale del capezzolo e di interferire con l’adesione da parte di ceppi patogeni, inibendone contemporaneamente la crescita.

La presenza di ceppi di LAB sembra anche regolare localmente la produzione di sostanze pro-infiammatorie (citochine e chemochine) in modo da potenziare e modulare l’attività infiammatoria in presenza di S. aureus e di E. coli. Sono state condotte ricerche anche sulla composizione del microbiota che colonizza abitualmente sia l’orifizio sia il canale del capezzolo, nelle bovine in asciutta. Tale popolazione agisce in sinergia con altre barriere fisiologiche (tappo cheratinico e presenza di acidi grassi non esterificati) per prevenire la colonizzazione da parte di microrganismi estranei. Sorprendentemente uno dei membri di tale microbiota è il Corynebacterium bovis, considerato un patogeno minore, di scarsa rilevanza clinica. In situazioni di equilibrio tale batterio non induce mastite e protegge i canali dalla colonizzazione di altri patogeni, grazie alla produzione di batteriocine, mostrando un meccanismo di inibizione competitiva.

 

Somministrazione orale

L’impiego di probiotici per via orale è meno documentata. Nella review dei ricercatori giapponesi si cita l’impiego di ceppi di Saccharomyces cerevisiae e Lactococcus lactis, a volte associati a piante officinali (Taraxacus officinalis e Zingiber officinalis) ed efficaci nel ridurre la prevalenza di mastiti subcliniche. Anche il Bacillus subtilis C-3102 ha mostrato capacità simili.
La somministrazione di Lactobacillus casei e L. plantarum ha indotto una diminuzione delle cellule somatiche e un incremento di IgG, lattoferrina e lisozima nel latte delle bovine trattate.

Si suppone che il miglioramento dell’immunità intestinale locale abbia ripercussioni benefiche anche sulla mammella. I due meccanismi d’azione più probabili, secondo i ricercatori, sono la migrazione batterica dall’intestino alla mammella e la modulazione dell’immunità locale comune ad entrambe le mucose. Nel primo caso il passaggio dei batteri probiotici dal lume intestinale alla mammella sarebbe favorito da macrofagi e cellule dendritiche. Nel secondo caso i probiotici favorirebbero la mobilitazione di cellule immunitarie (soprattutto linfociti T e B) indirizzandole alla mammella, dove si verificherebbe un incremento nella secrezione di IgA.

I ricercatori concludono che l’impiego di probiotici e soprattutto dei ceppi LAB ad attività immunobiotica rappresenta una strada promettente per combattere l’antibiotico-resistenza, e al momento la via di somministrazione che fornisce le migliori garanzie di efficacia è l’infusione intramammaria.

di Caterina Giannavia