Meccanismi di comunicazione tra microbioma ruminale, fegato e sistema immunitario nella regolazione del metabolismo energetico dall'asciutta all'inizio della lattazione nelle vacche da latte

Progetti Congiunti di Ricerca, Approvati nei Protocolli Esecutivi di Cooperazione Scientifica e Tecnologica Bilaterale (Es. Fin. 2024)

Coordinatore Scientifico per l’Italia: Prof. Erminio Trevisi (Università Cattolica del Sacro Cuore).  Coordinatore Scientifico per la Cina: Prof. Guowen Liu (Jilin University)

Questo progetto integrerà competenze e tecnologie provenienti dall'Italia (Università Cattolica del Sacro Cuore, UNICATT) e dalla Cina (Jilin University, JLU) per far progredire le attuali conoscenze sulle fasi più importanti del ciclo di lattazione delle vacche da latte, migliorando il benessere degli animali, l'efficienza e la sostenibilità del settore lattiero-caseario. Il progetto sfrutterà le tecnologie multi-omiche per capire come i microbiomi ruminali e della ghiandola mammaria delle vacche sono controllati dall'animale ospite e come questi impattino sullo stato di salute, sull'efficienza e sulla qualità del prodotto. In particolare, si studierà il ruolo della funzionalità del fegato e del sistema immunitario nella regolazione del metabolismo energetico e nello sviluppo di disturbi metabolici. Poiché i disordini metabolici che si verificano dopo il parto (ad esempio, la chetosi) possono avere origine molto tempo prima dell'evento, il periodo di non allattamento (ad esempio, il periodo di asciutta) prima del parto sarà caratterizzato in modo approfondito con le tecniche sopra menzionate. Saranno studiati il microbioma, il trascrittoma e il metaboloma di diversi tessuti e le informazioni ottenute saranno integrate con un approccio di biologia dei sistemi per fornire una migliore comprensione delle interazioni tra rumine, ghiandola mammaria, fegato e sistema immunitario. Il progetto valuterà e fornirà strategie per prevenire o mitigare gli effetti negativi dei disturbi metabolici e le loro conseguenze sulla risposta immunitaria, sulla qualità del latte e sulle proprietà casearie, con implicazioni positive per l'intera industria lattiero-casearia. I pacchetti di lavoro trasversali comprendono la collaborazione e la diffusione dei risultati al settore in entrambi i Paesi.

Lo scopo del progetto è quello di migliorare le conoscenze sul periodo di transizione prolungato (TP), poiché l'insorgenza di alcune malattie metaboliche come la chetosi non è ben compresa e probabilmente potrebbe iniziare prima del parto. Pertanto, lo studio dei cambiamenti metabolici e immunitari al momento dell'asciutta (DO) è fondamentale per prevedere i cambiamenti che si verificheranno all'inizio della lattazione. Di conseguenza, la risposta infiammatoria e le alterazioni comportamentali evidenziate al momento del dry-off rappresentano un evento stressante. Utilizzando un approccio multi-omico, ci proponiamo di caratterizzare i cambiamenti che avvengono dalla DO all'inizio della lattazione, concentrandoci su rumine, fegato, sistema immunitario e ghiandola mammaria. La comprensione di questi meccanismi migliorerà la gestione e il benessere degli animali, con un elevato impatto sul settore lattiero-caseario. L'esperimento in vivo è iniziato in CERZOO a settembre 2024 e complessivamente includerà 26 mucche multipare sane da DO a 60 giorni di latte. Le diete delle mucche prima del DO riceveranno o meno una dieta ristretta. Le mucche saranno seguite fino a 60 giorni di lattazione per studiare gli effetti sul rumine, sulla ghiandola mammaria e sul plasma con un approccio multiomico combinato con i parametri fisiologici convenzionali (come assunzione di cibo e ruminazione, produzione di latte, acidi grassi volatili nel rumine, profilo immunometabolico nel plasma, composizione del latte).