Relación entre superóxido dismutasa y genes diferencialmente expresados en vacas lecheras posparto

Las vacas lecheras deben enfrentarse a grandes desafíos metabólicos durante el periparto, periodo que comprende veintiún días antes y después del parto. Este es un momento crítico y determinante en la vida productiva de la vaca lechera, teniendo impactos en su salud y producción. Para una transición exitosa es necesario que haya un equilibrio entre las especies reactivas de oxígeno, pro-oxidantes y la capacidad antioxidante del animal. La superóxido dismutasa (SOD) es una enzima antioxidante, que protege a las células del estrés oxidativo (EO), al catalizar la reacción que transforma el O₂ - en peróxido de hidrógeno (H₂O₂). El incremento de la concentración de H₂O₂ es considerado hoy un segundo mensajero capaz de alertar a la célula de modificaciones en su estado redox (Forman y Zang, 2021). El objetivo del presente trabajo fue evaluar la relación existente entre los niveles de actividad de SOD y expresión diferencial de genes en vacas lecheras de alta producción una semana posparto.

Muestras de sangre de 10 vacas Holstein alimentadas según norma NRC 2021 fueron obtenidas por punción yugular en tubos Vacutainer® 7 días después del parto. Las muestras fueron destinadas a: 1. Determinación de la actividad SOD por espectrofotometría UV-vis utilizando el Kit de superóxido dismutasa® (Cayman Chemical) según las instrucciones del proveedor. 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. Expresión diferencial de genes 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 la expresión diferencial de genes se realizó utilizando el paquete R DESeq 2 a partir de la matriz de conteo construida con el algoritmo featureCounts del paquete Subread package. El presente modelo experimental fue evaluado y aprobado por el Comité CICUAL de la Facultad de Ciencias Veterinarias de la UNLP, asignándole el código “Protocolo para uso de Animales de Investigación Científica Nº 123-4-22T”.

Los resultados de la actividad enzimática observados en el grupo BAJA y ALTA actividad se presentan en la Tabla 1. La comparación de la actividad enzimática de SOD entre ambos grupos fue estadísticamente significativa (P > 0,01). El análisis de expresión génica mediante DESeq2, evidencio 6 genes con expresión diferencial entre los grupos de ALTA y BAJA actividad enzimática (P > 0,01). Cuatro de estos genes estaban sobreexpresados en los animales del grupo BAJA, como P52898 asociado a la dihydrodiol dehidrogenasa que tiene funciones relacionadas a la oxido reducción catalizando NADP, APBA1 precursor de beta amiloides cuya acumulación se ha asociado con EO, así como NRN1 y LYPD3 que se han asociado a apoptosis y EO. Mientras que dos se encontraban subexpresados, LGR4 que cumple funciones importantes en la regulación de la inflamación y el sistema inmune, PTER con funciones hidrolíticas y cuya expresión se ha asociado a procesos inflamatorios y como posible predictor de EO. En la Tabla 2 se presentan los resultados correspondientes a los genes diferencialmente expresados al comparar ambos grupos.

Los animales que presentaron menor actividad de SOD presentaron una expresión diferencial de genes relacionados a la actividad de diversas proteínas que participan en la hidrólisis, apoptosis y oxidorreducción de distintas moléculas lo que podría ser indicativo de una mayor percepción celular de EO. El probable incremento de la acumulación intracelular de H₂O₂, que actúa como segundo mensajero, y el consecuente incremento en la concentración de •OH, debido a una menor actividad SOD, podrían ser responsables de la expresión diferencial de los genes entre ambos grupos.