Relación entre glutatión peroxidasa y genes de la vía de la ferroptosis en vacas lecheras posparto

Los desafíos metabólicos a los que deben enfrentarse las vacas lecheras durante el periparto (especialmente desde los 20 días previos al parto y las 6-8 semanas posparto), representan un período de alta vulnerabilidad para la aparición de enfermedades infecciosas y/o metabólicas, especialmente en vacas de alta producción. Numerosos autores han observado un incremento del estrés oxidativo (EO) en este periodo que, por su naturaleza biológica, se encuentra vinculado a la presencia de niveles subóptimos de microminerales. La glutatión peroxidasa (GSHpx) es una enzima antioxidante seleno dependiente y su actividad es utilizada habitualmente para establecer el estatus de selenio, cuya función es evitar la acumulacion de peróxido hidrogeno (H2O2) y contribuir a reducir el riesgo de formación del radical hidroxilo (•OH). 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 et al., 2021). El •OH es considerado como el más peligroso radical libre derivado del oxígeno (Gulcin, 2020). Recientemente, bajos niveles de la enzima peroxidasa han sido asociados con la activación de la vía ferroptótica (Li et al., 2019). El objetivo del presente trabajo fue evaluar la relación existente entre los niveles de actividad de GSHpx y el perfil de expresión de genes involucrados en la vía ferroptótica 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 GSHpx por espectrofotometría UV visible utilizando el Kit Ransel de RANDOX 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 de genes involucrados en la vía ferroptótica 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 de la vía ferroptótica se realizó utilizando el paquete R DESeq 2 a partir de la matriz de conteo. Además, se realizó un análisis de ontología génica mediante el software DAVID.

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 GSHpx entre ambos grupos fue estadísticamente significativa (P< 0,05). El análisis de ontología génica evidenció que la vía de la ferroptosis se encontraba enriquecida (P=1,36E-04), encontrándose 14 genes con expresión diferencial entre los grupos de ALTA y BAJA actividad enzimática (P< 0,01). Trece de estos genes estaban sobreexpresados en los animales del grupo BAJA, mientras que uno se encontraba subexpresado. 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 la enzima Seleno-dependiente GSHpx presentaron un perfil de expresión génica compatible con mayor actividad de la vía ferroptótica, lo que indicaría una mayor percepción celular de riesgo inminente de EO. La menor actividad GSHpx, el probable incremento de la acumulación intracelular de H₂O₂ y el consecuente incremento en la concentración de •OH serían los responsables de la expresión diferencial de los genes de la vía de la ferroptosis.