Mastit orsakad av K. pneumoniae är välkänd för sitt akuta och ofta allvarliga förlopp. I den aktuella studien undersöktes både celler odlade i laboratoriemiljö och en musmodell för mastit. Forskarna ville förstå hur bakterien påverkar cellernas försvar mot oxidativ stress.

Resultaten visar att infektionen slår ut ett centralt skyddssystem i cellerna, det så kallade Nrf2-xCT-GPX4-systemet. Nrf2 är en transkriptionsfaktor som aktiverar cellens antioxidativa program, xCT är ett transportprotein som förser cellen med byggstenar till antioxidanter, och GPX4 är ett enzym som förhindrar att fettkomponenter i cellmembranet oxiderar. När detta system blockeras blir cellerna snabbt sårbara.

En kedjereaktion som skadar juvret

När skyddssystemet slogs ut ökade mängden skadade lipider och fria syreradikaler, vilket är kännetecken för ferroptos. I både cellkulturer och djurmodell sågs tecken på svullnad, membranskador och kraftig inflammation. Dessa skador uppstod trots att bakterien i sig inte förstörde cellmembranen direkt, vilket tyder på att en betydande del av vävnadsskadan vid mastit kan bero på cellens egen stressreaktion snarare än bakteriens direkta angrepp.

Studien testade även ferrostatin-1 (Fer-1), ett ämne som hämmar ferroptos. Behandlingen minskade cellskadorna och dämpade inflammationen. Även om Fer-1 inte är aktuellt som läkemedel för mjölkkor visar resultaten att ferroptos är en möjlig mekanism att rikta framtida behandlingar mot.

Större roll vid mastit än man tidigare trott

Ferroptos är ett relativt nytt begrepp inom infektionsbiologin. Forskningen antyder att vissa bakterier, däribland Klebsiella, kan utnyttja värdcellen genom att trigga oxidativ stress som leder till celldöd. Den nu aktuella studien är ett av de första arbetena som beskriver denna mekanism i samband med mastit. För forskare som arbetar med juverhälsa och immunologi ger resultaten ett nytt perspektiv på varför vissa mastitfall blir särskilt dramatiska och varför vävnaden skadas så snabbt.

Det återstår att se om fynden kan översättas till praktisk behandling, men studien visar tydligt att cellernas antioxidativa system spelar en större roll vid mastit än man tidigare förstått. För veterinärer som möter akuta mastitfall ger detta en möjlighet att följa forskningen på ett område som snabbt utvecklas och där nya terapeutiska strategier kan bli aktuella på sikt.

Referens
Mao, P., Wang, Z., Yuan, C., Liu, K., Guo, L., Dong, J., … Wang, H. (2014). Klebsiella pneumoniae induced ferroptosis by inhibition of the Nrf2/xCT/GPX4 pathway in bovine mastitis: In vivo and in vitro. Virulence.