Changes in the saliva proteome of pigs with diarrhoea caused by Escherichia coli

Abstract

Infection with the Gram-negative bacterium Escherichia coli is one of the main causes of diarrhoea in pigs and currently represents a significant problem for producers. Saliva is a fluid that can be collected by non-invasive, non-stressful methods and contains analytes that change in disease. These changes can provide information on the pathophysiology of the disease and can be used as an aid to diagnosis or monitoring of therapy. The objective of the present work aims to identify potential alterations in the salivary proteome of pigs with diarrhoea caused by E. coli. For that reason, we used two groups of Large White post-weaning pigs, one control group and other infected group (E. coli group). We took samples of saliva from both groups and after we used two techniques for protein separation by isoelectric point/molecular mass and molecular mass. These are 2-DE gel electrophoresis and SDS PAGE, respectively. In addition to these techniques, a more sophisticated technique was used for protein identification called mass spectrometry. The total concentration of proteins in the infected group was three times higher than the control group. In the SDS-PAGE analysis, we have higher levels of salivary lipocalins and IgA bands and, in contrast, lower levels of odorant-binding proteins, protease inhibitor from the submandibular origin and prolactin inducible protein. In the two-dimensional profile analysis, we have higher levels of salivary lipocalins, adenosine deaminase, IgA bands and albumin peptides and, in contrast, lower levels of alpha- amylase, carbonic anhydrase, carbonate dehydratase VI and whole albumin. After this, a validation test was made in which pigs with diarrhoea by Escherichia coli had considerably greater levels of salivary adenosine deaminase activity in comparison to the control group (healthy group). Regarding this study, some of these proteins play a important role in physiological processes and in physiological/pathological conditions, it has been observed that these proteins suffer alterations at salivary proteome level. For this reason, it is possible to say that these techniques are used to identify new biomarkers in saliva which contributes for the discovery of new alternative diagnoses of diseases in the future; - Resumo: Alterações no Proteoma da Saliva de Suínos com Diarreia Causada por Escherichia coli - A infeção pela bactéria Gram-negativa Escherichia coli é uma das principais causas de diarreia em suínos e representa atualmente um problema significativo para os produtores. A saliva é um fluido que pode ser recolhido por métodos não invasivos e não stressantes e que contém analitos que se alteram em caso de doença. Estas alterações podem fornecer informações sobre a fisiopatologia da doença e podem ser utilizadas como auxiliares de diagnóstico ou na monitorização da terapêutica. O objetivo do presente trabalho é identificar potenciais alterações no proteoma salivar de suínos com diarreia causada por E. coli. Para tal, utilizámos dois grupos de suínos Large White pós-desmame, um grupo de controlo e outro grupo infetado (grupo E. coli). Recolhemos amostras de saliva de ambos os grupos e depois utilizámos duas técnicas de separação de proteínas, sendo elas a SDS-PAGE e a eletroforese bidimensional. Para além destas técnicas, foi utilizada uma técnica para a identificação de proteínas, denominada espetrometria de massa. A concentração total de proteínas no grupo infetado foi três vezes superior à do grupo de controlo. Na análise de SDS-PAGE, temos níveis mais elevados de lipocalinas salivares e bandas de IgA e, em contrapartida, níveis mais baixos de proteínas ligadoras de odorantes, inibidor de protease de origem submandibular e proteína induzível por prolactina. Na análise do perfil bidimensional, temos níveis mais elevados de lipocalinas salivares, adenosina deaminase, bandas de IgA e péptidos de albumina e, em contrapartida, níveis mais baixos de alfa-amilase, anidrase carbónica, carbonato desidratase VI e albumina total. Em seguida, foi efetuado um teste de validação em que os suínos com diarreia por Escherichia coli apresentavam níveis consideravelmente mais elevados de atividade da adenosina deaminase salivar em comparação com o grupo de controlo (grupo saudável). Relativamente a este estudo, algumas destas proteínas desempenham um papel importante em processos fisiológicos e em condições fisiológicas/patológicas, foi observado que estas proteínas sofrem alterações ao nível do proteoma salivar. Por esta razão, é possível afirmar que estas técnicas são valiosas para a identificação de novos biomarcadores na saliva que contribuem para a descoberta de novos diagnósticos alternativos de doenças no futuro.