Crosstalk between uterine serpin (SERPINA14) and pregnancy-associated glycoproteins at the fetal-maternal interface in pregnant dairy heifers experimentally infected with Neospora caninum

Infection with Neospora caninum is the leading cause of abortion in cattle. In cows naturally infected with N caninum, plasma concentrations of pregnancy-associated glycoproteins (PAG) 1 and 2 indicate fetal-placental well-being, whereas an excess of progesterone in the second trimester of gestation has been related to high abortion rate. The immunosuppressive action of progesterone on the uterus during gestation has been attributed in part to the uterine serpins (SERPINA14). This study examines expression patterns of the genes SERPINA14, PAG, and PAG2 at the fetal-maternal interface in dairy heifers experimentally infected with N caninum during the second trimester of pregnancy, when most abortions takes place in natural conditions. Irrespective of infection, expression of SERPINAI4 was higher, and expression of PAG1 and PAG2 lower, for intercaruncular endometrium than for caruncles or cotyledons. Cotyledonary tissues showed the highest expression of both PAG genes but lowest expression of SERPINAI4. The expression of SERPINAI4 was significantly higher in intercaruncular endometrium of control dams than for infected animals, pointing to potential disruption of modulation of maternal immune function during infection. Dramatically reduced SERPINAI4 was particularly apparent in infected dams with aborted fetuses. There was also a negative association between N caninum antibody titers with SERPINAI4 and PAG expression in infected animals, further suggesting that N caninum infection downregulates the uterine immunosuppressive function of SERPINAI4.This study was supported by a grant from the Spanish MINECO (AGL2012-39830-C02-01/02) and FEDER. Ramón Mur-Novales was awarded an FPI grant by the Spanish Ministry of Science and Innovation, MICINN, BES-2013-063215. The authors thank Ana Burton for editorial assistance, the farmers who provided the experimental animals and the staff of CReSA for their help with managing the animals, and Dr. L.M. Ortega-Mora (SALUVET, Universidad Complutense, Madrid, Spain), for the Neospora isolate

Fetal-maternal crosstalk in holstein-friesian heifers experimentally infected with neospora caninum

El objetivo global de esta tesis fue expandir el conocimiento sobre cómo afecta una infección con Neospora caninum a la comunicación materno-fetal y a la inmunomodulación uterina. En el primer estudio se evaluó el desenlace de la gestación de novillas experimentalmente infectadas con N. caninum en el segundo trimestre de gestación y la respuesta inmune del feto tras la infección.El objetivo del segundo estudio fue examinar las dinámicas de PAG-1 y PAG-2 y las poblaciones de células trofoblasticas después de una infección con N. caninum. El tercer estudio se diseñó para determinar el efecto de una infección experimental con N. caninum en novillas lecheras en las concentraciones de PAG-1 y PAG-2 y los niveles de pH en los fluidos amniótico y alantoideo.En el cuarto estudio se examinaron los patrones de expresión de los genes SERPINA14, PAG1 y PAG2 en la interfase materno-fetal de novillas lecheras experimentalmente infectadas con N. caninum. En el anexo se calculó el coste de la neosporosis bovina para las granjas lecheras españolas en 42 millones de dólares al año. Nuestra conclusion fue que la infección por N. caninum modifica la comunicación materno-fetal y el equilibrio inmunológico de la gestación.The global aim of this thesis was to expand the knowledge about how Neospora caninum infection affects fetal-maternal crosstalk and uterine immunomodulation.In the first study we evaluated the outcome of pregnancy in dairy heifers after an experimental infection with N. caninum in the second trimester of gestation and we examined the immune response in the fetus .The aim of the second study was to examine PAG-1 and PAG-2 dynamics and trophoblast cell populations following an experimental infection with N. caninum. The third study was designed to determine the effect of an experimental infection of pregnant dairy heifers with N. caninum on PAG-1 and PAG-2 concentrations and pH in amniotic and allantoic fluids.In the fourth study we examined the expression patterns of the genes SERPINA14, PAG1, and PAG2 at the fetal-maternal interface in dairy heifers experimentally infected with N. caninum.In the appendix we estimated the cost of N. caninum infection for the Spanish dairy industry to be $42 million per year. We concluded that N. caninum infection modifies the fetal-maternal crosstalk and the immunological balance of gestation and an increased Th1 immune response during gestation is needed to prevent N. caninum induced abortion.L'objectiu global d'aquesta tesi va ser ampliar el coneixement sobre com afecta una infecció amb Neospora caninum a la comunicació materno-fetal i la immunomodulació uterina. En el primer estudi es va avaluar el desenllaç de la gestació de vedelles experimentalment infectades amb N. caninum en el segon trimestre de gestació i la resposta inmune del fetus després de la infecció. L'objectiu del segon estudi va ser examinar les dinàmiques de PAG-1 i PAG -2 i les poblacions de cèl·lules trofoblàstiques després d'una infecció amb N. caninum. El tercer estudi es va dissenyar per determinar l’efecte d’ una infecció experimental de N. caninum en vedellles lleteres sobre les concentracions de PAG-1 i PAG-2 i els nivells de pH 20 en els fluïds amniòtic i alantoideu. Al quart estudi es van examinar els patrons d’expressió dels gens SERPINA14, PAG1 i PAG2 en l’interfase materno-fetal de les vedelles lleteres experimentalment infectades amb N. caninum. A l'annex es va calcular el cost de la neosporosi bovina per a les granges lleteres espanyoles en 42 milions de dòlars anuals. La nostra conclusió va ser que la infecció per N. caninum modifica la comunicació materno-fetal i l'equilibri immunològic de la gestació