Zespół amerykańskich badaczy jest na tropie innowacyjnego leku na mastitis u bydła mlecznego. Pochodzi on z tzw. sekretomu, a więc substancji naturalnie wytwarzanych w wymieniu krowy do walki ze stanem zapalnym. Sekretom może skutecznie zwalczać bakterie, nawet te oporne na antybiotyki, i stymulować gruczoł mlekowy do regeneracji i odbudowy.
Antybiotyki nie mają przyszłości w leczeniu mastitis
Nowe, skuteczne sposoby leczenia mastitis są dotkliwie potrzebne we współczesnej hodowli bydła mlecznego. W gospodarstwach na całym świecie przypadki zapalenia wymienia u krów są powszechne i przyczyniają się do znaczych strat finansowych. Chociaż w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat poczyniono znaczne postępy w kontrolowaniu mastitis u krów, większość terapii w dalszym ciągu opiera się na tej samej bazie – złożonej z antybiotyków i leków przeciwzapalnych. A ona, niestety, jest często nadużywana i nie zawsze skuteczna.
Przykładowe dane z 2014 r. dotyczące ferm mlecznych w Stanach Zjednoczonych pokazują, że antybiotykoterapia w leczeniu mastitis stosowana jest na 96,9% gospodarstw. Antybiotyki w klinicznych postaciach zapalenia wymienia pozwalają na szybkie usunięcie bakterii z wymienia i znacznie zwiększają przeżywalność krów. Niestety pojawia się coraz więcej szczepów bakterii, na które antybiotyki już nie działają. Należą do nich niektóre szczepy m.in. bakterii Klebsiella pneumoniae z grupy E. coli, które potrafią wywołać wyjątkowo rozległe zapalenie w tkance wymienia i doprowadzić do jej martwicy. Antybiotyki nie są w stanie odwrócić tego procesu.
Nadmierne stosowanie antybiotyków w hodowli zwierząt prowadzi ponadto do wzrostu oporności bakterii groźnych dla zdrowia ludzkiego. Ustawodawstwa różnych państw i organizacji, w tym Unii Europejskiej, kładą coraz większy nacisk na silne ograniczenie dostępności tych leków w weterynarii. Jakie są jednak alternatywy? Poza odpowiednią selekcją genetyczną krów, aby zmniejszyć ich skłonność do zapadania na mastitis, czy pomysłami na terapię poprzez przykładowo „fale akustyczne” przykładane do wymienia, dotychczas nie zaproponowano naprawdę skutecznych rozwiązań.
Nowy lek odkryty u samego źródła
To jednak może się już wkrótce zmienić. Zespół amerykańskich naukowców, na czele z dr Gerlinde Van de Walle z Cornell University w Nowym Jorku, dokonał odkryć, które pozwolą opracować skuteczny zamiennik – a przynajmniej wzmacniacz - dla antybiotyków i leków przeciwzapalnych na mastitis. Zapowiedzi nowej terapii budzą wiele emocji wśród fachowców z branży, ponieważ ma być ona nie tylko skuteczna, ale również w pełni naturalna – lek pochodzić będzie z samego organizmu krowy.
2 lata temu naukowcy po raz pierwszy poznali i opisali tzw. sekretom wymienia krowy – a więc zespół substancji, które są naturalnie wydzielane w komórkach macierzystych wymienia krowy. Sekretom może zabijać bakterie i zapobiegać uszkodzeniom powodowanym przez toksyny bakteryjne. Stwierdzono również, że związki zawarte w sekretomie wspomagają gojenie i regenerację tkanki poprzez powstawanie nowych naczyń krwionośnych i zwiększanie miejscowej odporności.
Zwierzę za pomocą swojego sekretomu kontroluje procesy zapalne i zwalcza zakażenia w wymieniu. Niestety przy bardzo intensywnej produkcji mleka ilość substancji sekretomu, jaka może zostać naturalnie wytworzona przez krowę jest zbyt mała. Jeśli jednak naukowcy znają już te substancje, mogą zacząć je pozyskiwać, a następnie podawać zwierzętom w zwiększonej ilości jako lek na mastitis.
Ogromny potencjał terapeutyczny
Badacze eksperymentalnie potwierdzili już, że sekretom krów można skutecznie zamrażać i rozmrażać, bez utraty jego właściwości. To świetna przesłanka dla potencjalnego leku do praktycznego użytku.
Substancje z sekretomu mają przewagę nad antybiotykami i klasycznymi lekami przeciwzapalnymi, ponieważ nie tylko zwalczają patogeny, ale pozwalają również na regenerację osłabionej i uszkodzonej przez proces zapalny tkanki wymienia. Może to pozwolić na powrót krów do wysokich poziomów produkcji mleka sprzed okresu wystąpienia mastitis. Obecnie w wielu przypadkach skuteczne opanowanie infekcji antybiotykami nie oznacza powrotu zwierzęcia do kondycji sprzed choroby.
Ponadto zespół naukowców odkrył, że sekretom jest skuteczniejszy od standardowych leków w walce z bakteriami Gram-ujemnymi, wytwarzającymi w wymieniu toksyny. Sekretom może być więc szczególnie dobrym uzupełnieniem typowej terapii antybiotykowej przy leczeniu infekcji powodowanych bakteriami Gram-ujemnymi, lub całkowicie ją zastępować.
Badania nad nowym lekiem trwają
Badania nad sekretomem krów w terapii mastitis naukowcy prowadzą we współpracy z firmą Elanco zajmującą się zdrowiem zwierząt. Badania finansują Elanco, Fundacja Badań nad Żywnością i Rolnictwem (FFAR) oraz New York Farm Viability Institute (NYFVI), organizacja non-profit, która wspiera badania prowadzące do zwiększenia rentowności gospodarstw.
Dyrektor wykonawczy organizacji NYFVI, David Grusenmeyer, stwierdził niedawno, że rozwijana nowa terapia to „prawdopodobnie najbardziej nowatorskie podejście do leczenia zapalenia gruczołu mlekowego, jakie widział w swojej karierze”.
Zespół planuje przeprowadzić eksperymentalne leczenie krów z mastitis przy użyciu całego sekretomu, a później pojedynczych substancji z niego wyizolowanych. To ostatecznie pozwoli naukowcom dokładnie określić, które związki są odpowiedzialne za korzystne efekty i w jakich stężeniach. Krowy będą obserwowane pod kątem szybkości i efektywności zwalczania infekcji, oznak gojenia i regeneracji tkanki wymienia oraz poziomu produkcji mleka. Pierwszą rasą krów, u której zostanie przetestowana nowa terapia będzie rasa holsztyńsko-fryzyjska.
Substancje sekretomu do celów terapii będą mogły być izolowane bezpośrednio z komórek macierzystych krów lub syntezowane w laboratorium. Jednym z głównych celów badaczy jest opracowanie końcowego produktu terapetycznego, który będzie opłacalny i przystępny cenowo dla rolników.
Przyszłość medycyny ludzkiej i weterynaryjnej
Dotychczas wyłącznie w medycynie ludzkiej obserwowano zainteresowanie substancjami wytwarzanymi przez komórki macierzyste. Niewiele było wiadomo na temat takich substancji wytwarzanych w organizmie zwierząt. Okrycia nad sekretomem krów otwierają zupełnie nowy obszar badań.
Prawdopodobnie u każdego gatunku zwierząt można znaleźć podobne substancje, o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych, regeneracyjnych i przecizapalnych – a więc naturalny lek na wiele chorób. Zespół amerykańskich badaczy przeprowadził już badania nad sekretomem u świń, koni oraz drobiu – wyniki ich odkryć nadal czekają jednak na opublikowanie.
Na podstawie:
Dairy Global
Ledet, Melissa M., et al. "The secretome from bovine mammosphere-derived cells (MDC) promotes angiogenesis, epithelial cell migration, and contains factors associated with defense and immunity." Scientific reports 8.1 (2018): 1-13.