Postnatal transmission of immunity from a mother to her offspring in pigs

Mgr. Karolina Hlavová, Ph.D.

Doctoral thesis

Abstract:

Tato disertační práce je zaměřena na studium postnatálního přenosu mateřské imunity na narozené mládě prostřednictvím kolostra a mléka. Hlavní složky kolostra a mléka zajišťující imunitní ochranu kojeného mláděte jsou protilátky, nespecifické humorální složky (antimikrobiální látky, cytokiny, růstové faktory) a buňky imunitního systému. V rámci disertační práce jsou řešeny otázky fenotypu lymfocytů v kolostru, prostupu kolostrálních/laktogeních antigenně specifických protilátek a buněk do organismu mláděte a posílení kolostrální/laktogení imunity pomocí vakcinace matek. Fenotypizace buněk byla provedena pomocí průtokové cytometrie a bylo zjištěno, že v kolostru se z lymfocytárních subpopulací vyskytují převážně CD8 pozitivní buňky (cytotoxické T lymfocyty, dvojitě pozitivní CD4+CD8+ T lymfocyty a CD8+ gama delta T lymfocyty). Přenos specifické imunity byl studován pomocí modelového antigenu Keyhole Limpet Hemocyanin (KLH). Bylo prokázáno, že KLH- specifické protilátky z kolostra penetrují na respirační sliznice a KLH-specifické buňky byly detekovány v periferní krvi a mesenteriálních mízních uzlinách selat, ojediněle také ve slezině a tracheobronchálních mízních uzlinách. Vliv vakcinace na kolostrální imunitu byl studován na infekci netyphoidní salmonelou (Salmonella enterica serovar Typhimurium). V této studii byl prokázán potenciál vakcinace pro přenos imunity od prasnice na novorozená selata. Tři dny po experimentální infekci vykazovala selata sající kolostrum od vakcinovaných prasnic o dva řády nižší množství bakterií ve střevní stěně ilea a caeka než selata sající od nevakcinovaných prasnic.

Abstract:

This thesis is focused on the study of postnatal transmission of maternal immunity to the newborn via colostrum and milk. The main components of colostrum and milk which provide the young suckling with immune protection are the antibodies, non-specific humoral factors and immune system cells. This thesis deals with the questions of the phenotype of colostral lymphocytes, colostral/lactogenic antigen specific antibodies, and cells transmission to the newborn’s organism and enhancement of colostral/lactogenic immunity via maternal vaccination. The phenotype of colostral cells was assessed using flow cytometry. The analysis revealed that the majority of colostral lymphocytes are CD8+ cells (cytotoxic T cells, double positive CD4+CD8+ T cells and CD8+ gamma delta T cells). Specific immunity transmission was studied using model antigen Keyhole Limpet Hemocyanin (KLH). It was demonstrated that KLH-specific antibodies can penetrate to the respiratory tract mucosa and KLH-specific cells were detectable in peripheral blood and in mesenteric lymph nodes, rarely in spleen and tracheobronchial lymph nodes. The impact of vaccination on the development of colostral immunity was studied in non-typhoid Salmonella (Salmonella enterica serovar Typhimurium) infection. In this study the potential of vaccination to transmiss immunity from sows to newborn piglets was established. The piglets suckling colostrum from vaccinated sows showed a 2-log magnitude lower bacterial load in the ileal and ceacal intestinal wall three days after experimental infection compared to piglets suckling from non-vaccinated sows.

Keywords

prase, kolostrum, mléko, protilátky, buňky imunitního systému, pig, colostrum, milk, antibodies, immune cells

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 8. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 4. 9. 2014
• Supervisor: MVDr. Martin Faldyna, Ph.D.
• Reader: prof. MVDr. Zbyšek Sládek, Ph.D., RNDr. Marek Šinkora

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology (4-years) / Animal Physiology