Διερεύνηση μοριακών μηχανισμών άμυνας στο αναπαραγωγικό σύστημα των πτηνών
Authors: Αναστασιάδου Μαρία 
Published: August 2021

Η υγεία και η πρόληψη των ασθενειών των εκτρεφόµενων ζώων αποτελούναπό τους σηµαντικότερους παράγοντες, οι οποίοι διαµορφώνουν το κόστοςπαραγωγής και την ποιότητα των προϊόντων ζωικής προέλευσης. Παγκόσµια τάσηστη ζωική παραγωγή είναι η πρόληψη των ασθενειών και η ενίσχυση της άµυνας τουζωικού οργανισµού µε στόχο την αποφυγή µετάδοσης παθογόνων µικροοργανισµώνκαι τροφιµογενών λοιµώξεων από τα παραγόµενα κτηνοτροφικά προϊόντα στονάνθρωπο. Εποµένως, η γνώση των ενδογενών µηχανισµών του έµφυτουανοσοποιητικού συστήµατος, που λειτουργούν στην αναπαραγωγωγική οδό τωναρσενικών και θηλυκών ορνίθων, προστατεύοντας, από τον µικροβιακό αποικισµό,τη µόλυνση και τη µετάδοση παθογόνων µε φυσικό τρόπο, µειώνοντας τηνπιθανότητα της µετάδοσης λοιµώξεων στον άνθρωπο από µολυσµένα αυγά καικρέατα όρνιθας, κρίνεται απαραίτητη.Το αναπαραγωγικό και το ανοσοποιητικό σύστηµα αν και διαχωρίζονταιλειτουργικά, υφίστανται πολύπλοκες διασυνδέσεις και αλληλεπιδράσεις µεταξύ τους,οι οποίες έχουν σηµαντικές συνέπειες στη γονιµότητα και τη φυσιολογίααναπαραγωγής. Επίσης, την τελευταία δεκαετία υπάρχουν ολοένα και περισσότερεςενδείξεις ότι σε πολλές από αυτές τις αλληλεπιδράσεις εµπλέκονται οι οικογένειεςτων Toll-like υποδοχέων (TLRs), των αντιµικροβιακών πεπτιδίων, όπως είναι ταµέλη της οικογένειας των β-defensins καθώς και των κυτταροκινών, για τις οποίες,εκτός από το ρόλο τους στην έµφυτη ανοσία των αναπαραγωγικών οργάνων, έχειαναφερθεί ότι διαδραµατίζουν σηµαντικό ρόλο σε διάφορες πτυχές της φυσιολογίαςαναπαραγωγής.Είναι γνωστό ότι η προστασία από µολύνσεις αποτελεί µία πολύ σηµαντική παράµετρο της φυσιολογικής λειτουργίας του αναπαραγωγικού συστήµατος, καθώς ηεισβολή των µικροβιακών παθογόνων αποτελεί απειλή για την υγεία τωναναπαραγωγικών οργάνων που έχει ως συνέπεια τη µείωση της γονιµότητας καιαποτελεί κίνδυνο για την πιθανή ενσωµάτωση των µικροβιακών παθογόνων στοκρέας και στα νεοσχηµατιζόµενα αυγά. Στον κλάδο της πτηνοτροφίας, ένασηµαντικό πρόβληµα που σχετίζεται µε την κατανάλωση πτηνοτροφικών προιόντων,αφορά στις µεταδιδόµενες στον ανθρώπινο οργανισµό τροφιµογενείς λοιµώξεις. Ησαλµονέλλωση είναι ένα µία τις πιο συχνά αναφερόµενες τροφιµογενείς ασθένειες σεόλο τον κόσµο.Δεδοµένης της σηµασίας των TLRs, των AvβDs και των κυτταροκινών στηνέµφυτη ανοσία και τη φυσιολογία αναπαραγωγής, σκοπός της παρούσας διατριβήςήταν να µελετηθεί το πρότυπο έκφρασης των παραπάνω γονιδίων στην ωοθήκη, τονωαγωγό, τους όρχεις, την επιδιδυµίδα και τα κύτταρα Sertoli, καθώς και σε έµβρυαόρνιθας σε διάφορα στάδια της εµβρυικής ανάπτυξης. Επίσης, στην παρούσαδιατριβή διερευνήθηκε η επίδραση της αναπαραγωγικής ηλικίας στα επίπεδα τηςέκφρασης των TLRs, των AvβDs και των κυτταροκινών στα παραπάνωαναπαραγωγικά όργανα και προσδιορίστηκαν τόσο οι επιπτώσεις της µόλυνσης µεσαλµονέλα των αναπαραγωγικών οργάνων στην έκφραση των παραπάνω γονιδίων,όσο και η επίδραση της επώασης µε LPS στα επίπεδα της έκφρασής τους, σε in vitroκαλλιέργειες κυττάρων Sertoli. Για την υλοποίηση αυτών των πειραµάτων,πραγµατοποιήθηκε αποµόνωση RNA από τους όρχεις, τις επιδιδυµίδες, τις ωοθήκεςκαι τους ωαγωγούς, αρσενικών και θηλυκών ορνίθων ηλικίας 12, 26, 52 και 104εβδοµάδων (n = 5 σε κάθε ηλικία) και από τα µολυσµένα µε Salmonella Enteritidisαρσενικά και θηλυκά ορνίθια, ηλικίας 28 και 104 εβδοµάδων (n = 5 σε κάθε ηλικία), καθώς επίσης και από in vitro καλλιέργειες κυττάρων Sertoli και από έµβρυα σταπρώτα στάδια της εµβρυικής ανάπτυξης.Τα αποτελέσµατα της παρούσης διατριβής έδειξαν ότι για την οικογένεια τωνTLRs, 9 γονίδια εκφράζονται στους όρχεις και στην επιδιδυµίδα, ενώ και τα 10γονίδια της οικογένειας των TLRs εκφράζονται στα κύτταρα Sertoli. Σχετικά µε τηνοικογένεια των αντιµικροβιακών πεπτιδίων AvβDs, από τα πειράµατα έκφρασηςπροέκυψε ότι 11 µέλη εκφράζονται στον ωαγωγό, 9 στους όρχεις, 10 στηνεπιδιδυµίδα και 9 στα κύτταρα Sertoli. Τέλος, όσον αφορά στις κυτταροκίνες,διαπιστώθηκε ότι 9 γονίδια εκφράζονται στα έµβρυα, κατά τα πρώτα στάδια τηςεµβρυικής ανάπτυξης, 12 γονίδια στην ωοθήκη, 11 στον ωαγωγό, 10 στους όρχεις, 11στην επιδιδυµίδα και 8 στα κύτταρα Sertoli.Από τα πειράµατα προσδιορισµού των επιπέδων έκφρασης κατά τη διάρκειατης αύξησης της αναπαραγωγικής ηλικίας, παρατηρήθηκε σηµαντική (P<0.05)αύξηση των επιπέδων έκφρασης σε 8 κυτταροκίνες στην ωοθήκη, σε 5 AvβDs και 6κυτταροκίνες στον ωαγωγό. Στα αρσενικά εντοπίστηκε σηµαντική (P<0.05) αύξησητων επιπέδων έκφρασης σε 5 TLRs, 2 AvβDs και 6 κυτταροκίνες στους όρχεις καθώςκαι 4 AvβDs και µιας κυτταροκίνης στην επιδιδυµίδα. Επίσης, παρατηρήθηκεσηµαντική (P<0.05) µείωση µιας κυτταροκίνης στην ωοθήκη, ενός AvβD και µιαςκυτταροκίνης στον ωαγωγό, 1 TLR, 4 AvβDs και 2 κυτταροκινών στους όρχειςκαθώς και 4 TLRs, ενός AvβD και 7 κυτταροκινών στην επιδιδυµίδα.Η in vivo µόλυνση µε σαλµονέλα, οδήγησε σε σηµαντική (P<0.05) αύξησηστην ωοθήκη των επιπέδων έκφρασης 6 κυτταροκινών στα αναπαραγωγικά ώριµα και5 κυτταροκινών στα αναπαραγωγικά γερασµένα πτηνά. Επίσης, η µόλυνση επέφερεστον ωαγωγό σηµαντική (P<0.05) αύξηση των επιπέδων έκφρασης 6 AvβDs στααναπαραγωγικά ώριµα και 2 AvβDs στα αναπαραγωγικά γερασµένα ορνίθια, καθώς και 7 κυτταροκινών στα αναπαραγωγικά ώριµα και 3 κυτταροκινών στααναπαραγωγικά γερασµένα θηλυκά. Όσον αφορά στα αρσενικά, η in vivo µόλυνση µεσαλµονέλα, οδήγησε σε σηµαντική (P<0.05) αύξηση των επιπέδων έκφρασης 4AvβDs, 5 TLRs και 5 κυτταροκινών, καθώς και µείωση ενός TLR στους όρχεις.Επιπλέον, στην επιδιδυµίδα παρατηρήθηκε σηµαντική (P<0.05) αύξηση των επιπέδωνέκφρασης 4 AvβDs, 6 TLRs και 5 κυτταροκινών.Τέλος, η in vitro επώαση των κυττάρων Sertoli µε λιποπολυσακχαρίτηοδήγησε σε στατιστικά σηµαντική (P<0.05) αύξηση των επιπέδων έκφρασης 6 TLR,6 AvβD και 4 κυτταροκινών, καθώς και σε σηµαντική (P<0.05) µείωση 2κυτταροκινών.Τα συνολικά αποτελέσµατα της έρευνας αυτής παρέχουν πληροφορίες, όσοναφορά στο ρόλο που διαδραµατίζουν τόσο στα αναπαραγωγικά όργανα της όρνιθας,όσο και σε in vitro καλλιέργειες κυττάρων Sertoli, τα µέλη των TLRs, AvβDs και τωνκυτταροκινών. Με τους περιορισµούς στη χρήση αντιβιοτικών στην κτηνοτροφία οιέρευνες που βασίζονται στον τρόπο δράσης αντιµικροβιακών πρωτεινών καιπεπτιδίων θα προωθήσουν και θα αυξήσουν σηµαντικά τη γνώση των φυσικώνενδογενών συστηµάτων εναντίον παθογόνων, τα οποία µελλοντικά µπορούν ναενισχυθούν, βοηθώντας µε τον τρόπο αυτό, στη µείωση της µετάδοσης παθογόνωνµικροοργανισµών στον άνθρωπο από την κατανάλωση µολυσµένων αυγών καιορνίθειου κρέατος.