Variaciones en la actividad de glutatión, efecto sobre mecanismos epigenéticos y regulatorios de la expresión en vacas lecheras de raza Holstein alta producción en el periparto

Los desafíos metabólicos a los que deben enfrentarse las vacas lecheras durante el periparto, que comprende tres semanas antes y las tres semanas posteriores al parto, representan un momento crítico en la aparición de trastornos como retención placentaria, metritis, mastitis, desplazamiento del abomaso, cetosis, etc. Aproximadamente el 75% de las mismas ocurren dentro del primer mes postparto siendo este, un período de alta vulnerabilidad, especialmente en vacas de alta producción. Numerosos autores han observado un incremento del estrés oxidativo (EO) en este periodo. La glutatión peroxidasa (GSHpx) es una enzima antioxidante selenio-dependiente, cuya función es evitar la acumulación de peróxido hidrógeno y contribuir a reducir el riesgo de formación del radical hidroxilo. El estrés oxidativo ha sido asociado con cambios epigenéticos y en la regulación de la transcripción. Existen evidencias de que muchas proteínas y metabolitos involucrados en estos cambios son sensibles al estado redox (Chervona et al., 2012). El objetivo del presente trabajo fue evaluar la relación existente entre los niveles de actividad GSHpx, los posibles cambios epigenéticos y la mayor susceptibilidad a enfermedades en vacas lecheras de alta producción una semana posparto.

Se recolectaron muestras de sangre de 10 vacas Holstein alimentadas según norma NRC 2021, obtenidas por punción yugular en tubos Vacutainer® 7 días después del parto. Las muestras fueron destinadas a: 1. Determinación de la actividad GSHpx por espectrofotometría UV visible utilizando el Kit Ransel de RANDOX. Según la actividad enzimática, los cinco valores más altos constituyeron el grupo “ALTA actividad” y los cinco valores más bajos el grupo “BAJA actividad”. 2. Cambios en la expresión génica. Para lo cual se extrajo el ARN total y se prepararon las librerías que fueron secuenciadas mediante NGS (secuenciación de nueva generación) en un secuenciador NovaSeq 6000. El análisis de los cambios en la expresión génica se realizó utilizando el paquete R DESeq 2. Utilizando la matriz de conteo y el icisTarget (Imrichová et al., 2015) se realizó un análisis genómico integrado para la predicción de términos regulatorios enriquecidos. El presente modelo experimental fue evaluado y aprobado por el Comité CICUAL de la Facultad de Ciencias Veterinarias de la UNLP (Nº 123-4-22T).

Los resultados de la actividad de GSHpx observados en el grupo BAJA y ALTA se presentan en la Tabla 1. La comparación de la actividad enzimática de GSHpx entre ambos grupos fue estadísticamente significativa (P< 0,05). El análisis genómico integrado i-cisTarget entre ambos grupos evidenció 383 términos enriquecidos (NES > 3.0) en el grupo BAJA actividad, de los cuales 18 estaban asociados a modificaciones de histonas y representaban la mitad de los 10 términos más significativos. Entre estos encontramos H3K4me1, H3k4me3, H3K9me2, H3k27ac, moléculas sensibles al estado redox y que están involucradas en la metilación y desmetilación de histonas lo que podría llevar a cambios transcripcionales. Además, entre estos términos enriquecidos se encontraron factores de transcripción, que son moléculas regulatorias de la expresión génica, como spib, spib1 que regulan la diferenciación de células de memoria B del sistema inmune y factores de transcripción de la familia CEBP(A/B/D/E/G) que participan en la respuesta inmune al activar factores inflamatorios. En concordancia, ha sido ampliamente documentado que la respuesta inmune es uno de los mecanismos modificados cuando un animal se enfrenta a una situación de estrés.

Los animales que presentaron menor actividad de la GSHpx presentaron cambios en la expresión génica, debido a modificaciones en la metilación de las histonas y cambios en los factores de transcripción, lo que podría deberse al riesgo inminente de EO. La menor actividad GSHpx y el consecuente aumento en el riesgo de EO serían responsables de las alteraciones en el normal funcionamiento de los mecanismos epigenéticos y regulatorios lo que aumentaría la susceptibilidad a enfermedades.