Microrna profile variations in cow'S milk and dairy products according to the production system

Abstract

La producción lechera en base a pastos mejora el bienestar animal, es más respetuosa con el medio ambiente y además mejora la calidad de la leche. Para proteger este tipo de producción, y con ello a los ganaderos y al ecosistema que forman los pastos plurianuales, se requieren mecanismos de autentificación que garanticen al consumidor el origen y la calidad de la leche que consume. La leche contiene miARN, moléculas que regulan la expresión de genes en eucariotas y sus perfiles podrían variar según factores como la dieta o el ejercicio. En este trabajo se estudiaron los miARN como marcadores de autentificación de la leche y sus posibles propiedades funcionales en la leche en función del sistema de producción. La primera aproximación fue la secuenciación de los perfiles totales de miARN en leche cruda de tanque de explotaciones lecheras con sistemas de producción extremos, extensivo e intensivo, tanto en las fracciones de la grasa como de las células de la leche. Tras la validación por RT-qPCR, se confirmó que los perfiles de miARN cambian según el sistema de producción, y se identificó al bta-miR-215 con niveles significativamente más altos en la grasa de la leche intensiva en comparación con su equivalente en extensivo. En la Cornisa Cantábrica coexisten sistemas diferentes de producción de leche, como una línea continua desde lo más extensivo, representado por el pastoreo, hasta lo más intensivo, representado por granjas con estabulación permanente y gran contenido de silo de maíz y concentrados en la dieta. Para testar la potencial utilidad de los miARN para diferenciar entre los diferentes sistemas de producción de leche presentes en la Cordillera Cantábrica, se incorporaron al estudio nuevos miARN seleccionados de la bibliografía a los previamente obtenidos por secuenciación, y se muestrearon más de 100 ganaderías que, según su manejo, se agruparon en 4 categorías. Se identificaron dos miARN en la grasa de la leche, bta-miR-155 y bta-miR-103, asociados al pastoreo y al consumo de hierba fresca respectivamente. Teniendo en cuenta que el único sistema de producción con una regulación clara es la producción ecológica, se estudió si los miARN en leche eran capaces de diferenciarla, encontrándose que el bta-miR-215 tiene niveles significativamente más bajos en las ganaderías ecológicas. Como la leche cruda no puede ser puesta a la venta, se ha evaluado la resistencia de los miARN a los diferentes procesos tecnológicos de la leche. La pasteurización no afecta de forma significativa los niveles de miARN, sin embargo, el calentamiento en microondas, y la producción de yogur y queso si afectan significativamente al contenido de miARN. Este hecho implica que los resultados de los contenidos de los miARN determinados en la leche cruda no son extrapolables al resto de productos lácteos. Finalmente, y desde el punto de vista de la funcionalidad, se aislaron y caracterizaron exosomas de leche cruda de tanque de explotaciones con sistemas de producción extremos (pastoreo y estabulación permanente). La concentración de exosomas en la leche de las explotaciones lecheras de pastoreo era mayor y, además, estos exosomas contenían niveles más elevados de bta-miR-451. Como conclusión, se ha demostrado que el sistema de producción en que se manejan las vacas en ordeño influye en el perfil de miARN de la leche cruda, y por lo tanto hemos señalado a los miARN como posibles biomarcadores para la autentificación del sistema de producción de la leche, concretamente de la producción de leche en pastoreo. Sin embargo, estos resultados no pueden ser extrapolados directamente para la autentificación de otros productos lácteos. Además, se han dado los primeros pasos para determinar que el sistema de producción puede modificar las propiedades funcionales de la leche.