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Oliveira ACD, de Souza CMS, Ramos-Sanchez EM, Diniz SA, de Souza Lima E, Blagitz MG, Veras RC, Heinemann MB, Libera AMMPD, De Vliegher S, de Carvalho Fernandes AC, Souza FN. Periparturient blood T-lymphocyte PD-1 and CTLA-4 expression as potential predictors of new intramammary infections in dairy cows during early lactation (short communication). BMC Vet Res 2024; 20:146. [PMID: 38641805 PMCID: PMC11031919 DOI: 10.1186/s12917-024-03977-1] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/04/2023] [Accepted: 03/14/2024] [Indexed: 04/21/2024] Open
Abstract
BACKGROUND The periparturient period in dairy cows is marked by immunosuppression which increases the likelihood of infectious disorders, particularly also mastitis. An in-depth understanding of peripartum leukocyte biology is vital for the implementation of highly successful post-partum disease prevention measures. Immune checkpoint molecules, such as programmed death 1 (PD-1) and cytotoxic T-lymphocyte antigen 4 (CTLA-4), are critical inhibitory receptors expressed on immune cells, particularly T cells, that drive immunosuppressive signaling pathways. However, the potential role of immune checkpoint molecules expression in T-cells on udder health has never been explored. Thus, the association between the occurrence of new postpartum intramammary infections (IMIs) and the expression of programmed cell death protein 1 (PD-1) and cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen-4 (CTLA-4) on blood T-cells during the peripartum period was investigated. RESULTS In this study, the incidence of IMIs by any pathogen in early lactation was not associated with a higher expression of PD-1 and CTLA-4 in the periparturient period. However, the incidence of IMIs by major pathogens throughout the first month of lactation was significantly associated with higher expression of PD-1 at 14 days before calving (P = 0.03) and CTLA-4 at parturition (P = 0.03) by blood T-cells. Also, the expression of CTLA-4 at D0 (P = 0.012) by T-cells was associated with the occurrence of persistent IMIs during the first month of lactation. CONCLUSIONS To our knowledge, this is the first report to investigate the expression of PD-1 and CTLA-4 by blood T-lymphocytes during the periparturient period in dairy cows and to explore their relationship with the incidence of new IMIs in the postpartum period. Thus, a comprehensive understanding of leukocyte biology during peripartum would appear to be a prerequisite for the identification of resilient dairy cows or targets innovative (immunological) non-antibiotic approaches in the transition period.
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Affiliation(s)
- Ana Cláudia Dumont Oliveira
- Veterinary Clinical Immunology Research Group, Departamento de Clínica Médica, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, São Paulo, 05508-270, Brazil
| | - Carolina Menezes Suassuna de Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal, Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal da Paraíba, Areia, 58397-000, Brazil
- Departamento de Ciências Veterinárias, Centro de Ciências Agrárias, Núcleo Aplicado à Produção e Sanidade da Glândula Mamária (NAPROSA), Universidade Federal da Paraíba, Areia, 58397-000, Areia, Brazil
| | - Eduardo Milton Ramos-Sanchez
- Escuela Profesional de Medicina Humana, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas, Chachapoyas, 01000, Peru.
- Departamento de Salud Publica, Facultad de Ciencias de La Salud, Universidad Nacional Toribio Rodriguez de Mendoza de Amazonas, Chachapoyas, 01000, Peru.
| | - Soraia Araújo Diniz
- Curso de Medicina Veterinária, Instituto de Ciências Agrárias, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Unaí, 38610-000, Brazil
| | - Ewerton de Souza Lima
- Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal, Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal da Paraíba, Areia, 58397-000, Brazil
- Departamento de Ciências Veterinárias, Centro de Ciências Agrárias, Núcleo Aplicado à Produção e Sanidade da Glândula Mamária (NAPROSA), Universidade Federal da Paraíba, Areia, 58397-000, Areia, Brazil
| | - Maiara Garcia Blagitz
- Bem-Estar e Produção Animal Sustentável na Fronteira Sul, Programa de Pós-Graduação em Saúde, Universidade Federal da Fronteira Sul, Realeza, 85770-000, Brazil
| | - Robson Cavalcante Veras
- Departamento de Ciências Farmacêuticas, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal da Paraíba, 58051-900, João Pessoa, Brasil
| | - Marcos Bryan Heinemann
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva e Saúde Animal, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, São Paulo, 05508-270, Brazil
| | - Alice Maria Melville Paiva Della Libera
- Veterinary Clinical Immunology Research Group, Departamento de Clínica Médica, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, São Paulo, 05508-270, Brazil
| | - Sarne De Vliegher
- M-team & Mastitis and Milk Quality Research Unit, Department of Internal Medicine, Reproduction and Population Medicine, Faculty of Veterinary Medicine, Ghent University, Salisburylaan 133, Merelbeke, 9820, Belgium
| | - Artur Cezar de Carvalho Fernandes
- Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal, Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal da Paraíba, Areia, 58397-000, Brazil
- Departamento de Ciências Veterinárias, Centro de Ciências Agrárias, Núcleo Aplicado à Produção e Sanidade da Glândula Mamária (NAPROSA), Universidade Federal da Paraíba, Areia, 58397-000, Areia, Brazil
| | - Fernando Nogueira Souza
- Veterinary Clinical Immunology Research Group, Departamento de Clínica Médica, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, São Paulo, 05508-270, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal, Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal da Paraíba, Areia, 58397-000, Brazil
- Departamento de Ciências Veterinárias, Centro de Ciências Agrárias, Núcleo Aplicado à Produção e Sanidade da Glândula Mamária (NAPROSA), Universidade Federal da Paraíba, Areia, 58397-000, Areia, Brazil
- M-team & Mastitis and Milk Quality Research Unit, Department of Internal Medicine, Reproduction and Population Medicine, Faculty of Veterinary Medicine, Ghent University, Salisburylaan 133, Merelbeke, 9820, Belgium
- Departamento de Medicina Veterinária, Centro de Ciências Agrárias, Fazenda São Luiz, Universidade Federal de Alagoas, Viçosa, 57700-000, Brazil
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