Valutazione e monitoraggio dello stato sanitario e del benessere degli allevamenti mediante l'applicazione di metodiche biomolecolari sul latte di massa Prof. Marco Pittau Dipartimento di Medicina Veterinaria Sassari Selezione pubblica per il reclutamento di ricercatori a tempo determinato finanziati dalla Regione Sardegna, ai sensi della L.R. 3/2008 (RIENTRO CERVELLI) Titolo del Progetto di Ricerca Implementazione di metodiche diagnostiche biomolecolari per la valutazione dello stato sanitario degli allevamenti ovi-caprini e bovini in relazione a patologie ad alto impatto socio-economico Area Scientifico - Disciplinare Area della ricerca sanitaria sull’innovazione nell’assistenza e sul trasferimento dei risultati della ricerca scientifica nella pratica clinica Settori scientifico-disciplinari interessati nel Progetto di Ricerca Vet/05: Malattie Infettive degli Animali Domestici Coordinatore Scientifico: dott.ssa Tania Carta Obiettivi generali, specifici e operativi 1. Obiettivi Allestimento, standardizzazione e validazione di metodiche biomolecolari altamente sensibili che permettano, attraverso un singolo campione di latte prelevato dal pool dell’intero allevamento (latte massale), l’identificazione degli agenti eziologici di alcune patologie diffuse in Sardegna e difficilmente rilevabili attraverso le classiche analisi batteriologiche; 2. Trasferimento delle conoscenze acquisite presso i laboratori A.R.A.S. attraverso la realizzazione di protocolli dettagliati delle metodiche di laboratorio e di tutte le informazioni necessarie per rendere le procedure diagnostiche applicabili su larga scala; 3. Organizzazione e analisi epidemiologica dei dati raccolti in riferimento ai differenti parametri (agenti eziologici, tipologia e caratteristiche degli allevamenti, dimensioni, collocazione geografica, ecc.); 4. Realizzazione di protocolli operativi atti a ridurre, negli allevamenti, la prevalenza delle infezioni determinate dai microrganismi oggetto dello studio. Obiettivi generali, specifici e operativi Obiettivi Realizzazione, standardizzazione e validazione di nuove metodiche biomolecolari, per l’identificazione di alcuni microrganismi presenti nel latte e non rilevati attraverso le indagini batteriologiche di routine • • • • Mycobacterium avium paratuberculosis Mycoplasma agalactiae Small Ruminant Lentivirus (SRLV) Jaagsiekte Sheep Retrovirus (JSRV) Conteggio cellule Infezione si/no Ricerca microrganismi Poche specie batteriche e nessun virus Non esistono al momento informazioni esaustive sulle caratteristiche epidemiologiche delle patologie oggetto di studio nel territorio della Sardegna Sensibilità dell’analisi batteriologica Quantità dei microrganismi presenti nel campione La percentuale dei capi infetti e la frequenza replicativa dei patogeni condizionano l’attendibilità della prova Micobatteri e micoplasmi sarebbero difficilmente isolabili dal pool di latte dell’intera azienda La ricerca di questi batteri è di primaria importanza sia per consentire interventi profilattici atti a contenere le patologie negli animali, sia e soprattutto per identificare quegli allevamenti dove la presenza di agenti zoonotici possa rappresentare un serio pericolo per la salute umana Mycobacterium avium paratuberculosis (MAP) Obiettivi La paratuberculosi (PTBC) o malattia di Johne, è una malattia infettiva cronica causata da Mycobacterium avium paratuberculosis (MAP) Lluis Luján, Univ. Saragozza Lluis Luján, Univ. Saragozza La malattia è caratterizzata da una enterite cronica i cui sintomi sono:diarrea, perdita di peso e dimagramento progressivo Primi sintomi compaiono solitamente in animali di ~2-5 anni di età • • Diminuzione della produzione lattea, ipofertilità, anemia, febbre intermittente ed edema intermandibolare Negli stadi più avanzati della malattia è costante la comparsa di diarrea, talvolta profusa, cronica o intermittente, con periodi di remissione anche di alcune settimane o mesi Patogénesis Mycobacterium avium paratuberculosis (MAP) Revisión bibliográfíca Obiettivi Caratterizzata da un lungo periodo d’incubazione durante il quale si osserva la trasmissione dei micobatteri paratubercolari attraverso il latte Istopatologicamente si tratta di una enterite granulomatosa e linfoadenite, particolarmente a livello del digiuno, ileo e linfonodi mesenterici associati¹ Meneguz Lluis Luján, Univ. Saragozza Meneguz Lluis Luján, Univ. Saragozza Lluis Luján, Univ. Saragozza Lluis Luján, Univ. Saragozza Negli USA i produttori hanno perdite annuali di circa 1,5 bilioni di euro Il microrganismo sembra essere coinvolto nella eziologia di alcune gravi patologie dell’uomo quali il morbo di Crohn e, a seguito di recenti ricerche, il diabete mellito tipo 1², la sarcoidosi³ e la sclerosi multipla4 1. Balseiro et al. 2008 2. Dow et al., 2006; Sechi et al., 2007a, b, 2008 3. el Zaatari et al., 1996, 2008 4. ; Sechi et al., 2011 Mycoplasma agalactiae Obiettivi Agente eziologico dell’agalassia contagiosa, malattia infettiva altamente contagiosa caratterizzata da lesioni mammarie, articolari e oculari Rappresenta uno dei maggiori problemi per l'economia rurale di molti paesi che si affacciano sul bacino mediterraneo dove la pastorizia rappresenta la principale risorsa economica nel settore zootecnico Considerata seconda soltanto alla Brucellosi per le sue gravi ripercussioni sanitarie ed economiche Particolarmente colpite sono le femmine dopo il parto ma anche nei giovani animali può manifestarsi in maniera cronica. La principale fonte di infezione è rappresentata dal latte infetto proveniente da pecore malate o portatrici. Sono ricettivi ovini e caprini 1. Carter & Chengappa, 1991 Mycoplasma agalactiae 3-4 gg Obiettivi Prove biochimiche 4-8 gg Data la rapidità della diffusione dell'infezione in un gregge (se in lattazione) è importante applicare delle procedure diagnostiche sensibili e rapide ü ü La trasmissione avviene principalmente x via intracanicolare mammaria (mungitura) L'agente patogeno è presente nel latte e in secrezioni di varia natura (liquido lacrimale) Ancora non esistono degli strumenti di tipo profilattico e/o terapeutico in grado di riuscire ad eliminare con certezza la patologia A causa dei notevoli danni economici in numerosi Paesi sono in atto piani di eradicazione e di controllo. Small Ruminant Lentivirus (SRLV) Obiettivi Lentivirus Maedi-Visna (MV) Artrite encefalite virale (CAE) L’infezione è caratterizzata da un lungo periodo d’incubazione, evoluzione lenta e progressiva, esito invariabilmente letale Gli animali sierologicamente positivi si considerano permanentemente infetti a causa dell’integrazione del genoma virale nel DNA delle cellule bersaglio Maedi Visna Obiettivi La trasmissione preclinica (da animali asintomatici) avviene per via orale, attraverso il colostro e il latte, o per via iatrogena, attraverso l'impiego di aghi, siringhe o altro materiale infetto Nelle fasi iniziali dell’infezione, il virus si trova nel sangue associato ai monociti, in uno stato di latenza Con la maturazione dei monociti in macrofagi a livello degli organi bersaglio, il virus è poi capace di riattivarsi Polmonite interstiziale progressiva (Maedi) • • • • • Graduale scadimento condizioni generali Dispnea e tosse secca senza febbre e scolo nasale Polmonite interstiziale progressiva Aborto, mastite interstiziale e artriti Decorso 3-6 mesi ad esito mortale Leucoencefalomielite (Visna) • • • • • Encefalite demielizzante Portamento anormale di testa, tremori e paralisi degli arti posteriori Impossibilità a mantenere la stazione quadrupedale Rapido decadimento dello stato generale Esito letale > Effetti collaterali vaccino vivo per la Blue Tongue/Maedi-Visna Maedi Visna Sassari prevalenza 70% capi controllati 25% allevamenti testati Obiettivi L'Artrite-Encefalite caprina (AEC) FORMA NERVOSA + rara FORMA ARTICOLARE mastite cronica Capretti Individui adulti Trasmissione: aerogena, venerea, orale, transplacentare, iatrogena Ø Ø § § Il secreto mammario (colostro e latte) è la via di trasmissione più frequente Il latte infetto costituisce la modalità di trasmissione più frequente negli adulti Le femmine adulte infatti contraggono il virus per via mammaria ascendente Riflusso di latte infetto dalla mungitrice alla mammella Nuoro prevalenza 20,44% capi controllati 64,16% allevamenti testati Jaagsiekte Sheep Retrovirus (JSRV) Obiettivi Virus a RNA esogeno¹ della famiglia Retroviridae Retrovirus oncogeno, è l'agente eziologico dell'adenomatosi polmonare degli ovini (APO), un carcinoma bronchiolo-alveolare contagioso degli ovini, molto simile alla forma umana (BAC) spesso associato al SRLV Cellule bersaglio: pneumociti di II tipo • • Trasmissione attraverso le secrezioni bronchiali (molto abbandonanti nei soggetti con manifestazioni cliniche) Il genoma virale si ritrova in quantità modeste nel sangue e nel latte Palmarini et al, 1999 Sorveglianza passiva Sorveglianza attiva Sospetto di malattia Veterinario IZS possibili scenari Screening o monitoraggio in autocontrollo Definizione del problema Diagnosi Piani di controllo/eradicazione volontari magari incentivati Sierologia (anticorpi) Acidi nucleici (DNA ed RNA) Acidi nucleici (DNA ed RNA) Estrazione automatizzata di DNA ed RNA mediante biglie magnetiche Materiali e metodi Allestimento di metodiche diagnostiche biomolecolari ad alta specificità e sensibilità (Real time-PCR) Real time-PCR Campioni di RNA estratti Campioni di DNA estratti primers utilizzati in PCR tradizionale SRLV JSRV oppure primers progettati ad hoc, e accoppiati a sonde Taqman MAG MAP < tempi di esecuzione e materiale consumato > SENSIBILITA’ E SPECIFICITA’ • Controlli interni per la valutazione della qualità delle estrazioni e l’individuazione di falsi negativi (beta actina) Materiali e metodi Elaborazione di protocolli operativi da applicare nella pratica clinica degli allevamenti al fine di ridurre la prevalenza delle infezioni, con l’obiettivo finale tendente all’eradicazione Elaborazione dei risultati • • • Elaborazione di protocolli specifici di profilassi e controllo delle patologie rilevate Valida raccolta di base di dati ü lndividuazione e interpretazione delle interazioni dei differenti determinanti epidemiologici Monitorare l’andamento di queste malattie, allo scopo di istituire una rete di sorveglianza che permetta di incrementare l’efficacia dei programmi di controllo e il valore predittivo dei protocolli da implementare Allevamenti ovi-caprini Allevamenti campionati Agalassia contagiosa Schmallenberg Sierologia Border disease Virus sequenziati da latte Chi è il colpevole ? Chi è il padre ? Mycoplasma (Agalassia contagiosa) Mycobatteri (Paratubercolosi) Lentivirus (Maedi-Visna) Retrovirus (Adenomatosi polmonare) Pestivirus (Border disease) Bunyavirus (Schmallenberg) BTV (Bluetongue) Anaplasmi Etc… Grazie!