Väitös: Lehmän utaretulehduksesta eristettyjen KNS-bakteerikantojen kyky tuottaa biofilmiä ei ole yhteydessä tulehduksen kroonisuuteen

Koagulaasi-negatiiviset stafylokokit (KNS) ovat yleisimpiä lehmän piilevän utaretulehduksen aiheuttajabakteereita useissa maissa. ELL Heli Simojoki tarkastelee väitöstutkimuksessaan lehmän luontaista puolustusvastetta S. chromogenes-, S. epidermidis- ja S. simulans -bakteereiden aiheuttamassa kokeellisessa utaretulehduksessa. Lisäksi Simojoki selvittää utaretulehdusta aiheuttavien KNS-lajien biofilmin- ja limantuottokykyä sekä niiden vaikutusta tulehduksen paranemiseen. Simojoki osoittaa tutkimuksessaan, että bakteerikannan limanmuodostuskyky oli yhteydessä tulehduksen kroonistumiseen, kun taas sen biofilmintuottokyky ei ollut.

Koagulaasi-negatiiviset stafylokokit (KNS) ovat yleisimpiä lehmän piilevän utaretulehduksen aiheuttajabakteereita useissa maissa. Tavallisimmat utaretulehdusta aiheuttavat KNS-lajit ovat Staphylococcus (S). chromogenes, S. simulans, S. epidermidis, ja S. xylosus. Noin puolet KNS:n aiheuttamista utaretulehduksista paranee itsestään ilman antibioottihoitoa. KNS-utaretulehduksen syntymekanismi tunnetaan huonosti.

Kokeellisessa utaretulehduksessa kaikki kolme KNS-lajia saivat aikaan lievän utaretulehduksen, joka käynnisti yleisen ja paikallisen puolustusvasteen. Simojoki kehitti kokeellisen mallin S. chromogenes -bakteerin avulla. Toisessa tartutuksessa vertailtiin S. epidermidis- ja S. simulans -bakteerien aiheuttamaa luontaista puolustusvastetta. Simojoen tutkimuksessa ilmeni, että S. simulans sai aikaan voimakkaamman vasteen ja nosti erityisesti kahden interleukiinin (IL-1-beta ja IL-8) pitoisuutta maidossa, ja näistä lehmistä parani spontaanisti 31 % ilman lajien välisiä eroja. Lehmien luontaisessa puolustusvasteessa ei parantuneiden ja ei-parantuneiden välillä ollut tilastollisesti merkitseviä eroja, joskin parantuneilla lehmillä puolustusvaste, TNF-α -sytokiinia lukuun ottamatta, ilmeni hieman voimakkaampana.

Laktoferriini on osa utareen luontaista puolustusvastetta. Se on antibakteerinen, rautaa sitova glykoproteiini. Normaalissa maidossa laktoferriiniä on vähän, mutta sen pitoisuus nousee utaretulehduksessa nopeasti. Simojoki osoitti tutkimuksessaan, että muuntogeenisillä lehmillä, joiden maidossa oli synnynnäisesti korkea laktoferriinipitoisuus, kokeellinen S. chromogenes -tulehdus ilmeni lievempänä ja eliminoitui nopeammin kuin normaaleilla lehmillä. Se ei kuitenkaan estänyt utareen infektoitumista.

Bakteereiden muodostaman biofilmin on arveltu edistävän utaretulehduksen kroonistumista. Simojoki tutki lisäksi utaretulehduksesta eristettyjen KNS-kantojen biofilmin- ja limanmuodostusta erityyppisillä kasvatusalustoilla. Kolmannes tutkituista kannoista tuotti biofilmiä. Verrattuna muihin KNS-lajeihin, S. epidermidis -lajin liman- ja biofilminmuodostus oli yleisempää ja voimakkaampaa, kun taas muilla yleisillä lajeilla vähäisempää. Simojoki osoitti tutkimuksessaan, että bakteerikannan biofilmintuottokyky ei ollut yhteydessä sen aiheuttaman utaretulehduksen vakavuuteen tai paranemiseen, kun taas sen limanmuodostuskyky oli yhteydessä tulehduksen kroonistumiseen. Limaa tuottavia bakteerikantoja oli kuitenkin suhteellisen vähän, vain noin 8 % kannoista.

ELL Heli Simojoki väittelee aiheesta
"Bovine mastitis caused by coagulase-negative staphylococci: host response and bacterial factors" eläinlääketieteellisessä tiedekunnassa, Helsingin yliopistossa ( EE-talon Walter-sali, Agnes Sjöbergin katu 2, Viikki) pe 4.11. klo 12.

Väitöskirjan elektroninen versio:  https://helda.helsinki.fi/handle/10138/27973

Lisätietoja: Heli Simojoki, heli.simojoki@helsinki.fi, p. 0400 -721987