BOOSTcolostrum

Finanziato dall'Unione Europea - NextGenerationEU a valere sul Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) – Missione 4 Istruzione e ricerca – Componente 2 Dalla ricerca all’impresa - Investimento 1.1, Avviso PRIN 2022 PNRR indetto con DD N. 1409 del 14/09/2022, dal titolo "Multi-omics characterisation of colostrum to develop a nutraceutical approach for improve health and resilience in large animals" codice progetto MUR P2022ZTYLS - CUP J53D23018670001.

Il colostro rappresenta una potenziale risorsa nutraceutica per migliorare la salute e la resistenza alle malattie negli animali da allevamento, ma le conoscenze sul suo impiego nelle diverse specie sono ancora limitate.

Il progetto si propone di approfondire, attraverso un approccio multi-omico, il ruolo del colostro nella prevenzione delle malattie e nel miglioramento delle performance di bovini, equini e suini, favorendone un utilizzo più efficace come alimento funzionale.

Lo studio, organizzato come studio prospettico di coorte e realizzato dall'Università di Pisa e dall'Università di Bologna, è articolato in quattro Work Package.

Le attività prevedono la caratterizzazione del colostro naturale di bovine, cavalle e scrofe mediante analisi delle immunoglobuline, metabolomica untargeted e lipidomica, mettendo in relazione la composizione del colostro con la salute, la crescita e le performance dei neonati.

Il progetto analizzerà inoltre diverse formulazioni commerciali di colostro artificiale per suinetti, confrontandole con il colostro naturale, e valuterà l'efficacia di differenti integrazioni colostrali nei vitelli, puledri e suinetti, monitorando parametri sanitari, crescita, sviluppo immunitario, composizione del microbiota intestinale e utilizzo di antibiotici durante le prime settimane di vita.

Infine, tutti i dati ottenuti dalle diverse analisi omiche saranno integrati per comprendere i meccanismi biologici che collegano la composizione del colostro alla salute e allo sviluppo dei giovani animali.

L'obiettivo finale del progetto è verificare il potenziale nutraceutico del colostro come strumento per migliorare il benessere animale, favorire una crescita più sana e robusta e contribuire alla riduzione dell'impiego di antibiotici negli allevamenti.

Risultati attesi

Il progetto permetterà di chiarire il ruolo del colostro nella salute e nello sviluppo dei giovani animali, evidenziandone il potenziale nutraceutico. I risultati ottenuti permetteranno in futuro di ottenere un miglioramento delle performance e una riduzione dell’uso di antibiotici, contribuendo a sistemi di allevamento più sostenibili.

Risultati conseguiti

Il progetto ha raggiunto con successo l'obiettivo di ampliare le conoscenze sulle proprietà biologiche, biochimiche e nutraceutiche del colostro di bovini, equini e suini, attraverso l'integrazione di approcci multi-omici e sperimentazioni in vivo.

Nell'ambito del WP2 sono stati completati i profili metabolomici e lipidomici del colostro bovino ed equino e del plasma di vitelli e puledri. In entrambe le specie, il tempo trascorso dalla nascita è risultato il principale fattore responsabile delle variazioni metaboliche del colostro e del sangue. Le modificazioni più marcate sono state osservate nelle prime 12 ore di vita e il numero di metaboliti differenzialmente espressi è aumentato progressivamente nei campionamenti successivi.

Nel suino sono state realizzate analisi metabolomiche e lipidomiche del colostro e la caratterizzazione del microbiota intestinale dei suinetti. I risultati hanno evidenziato che la composizione del colostro varia in funzione del numero di parti della scrofa e influenza direttamente le prestazioni produttive, la sopravvivenza e la composizione del microbiota intestinale dei suinetti. Tra i composti bioattivi identificati, taurina e vitamina E sono risultate assenti nei colostri artificiali commerciali, ma positivamente associate alla crescita e alla sopravvivenza dei suinetti.

Le attività previste nel WP3 hanno dimostrato che la supplementazione di sostituti del colostro nei vitelli e nei puledri determina modificazioni misurabili del profilo metabolico plasmatico durante tutto il periodo sperimentale. L'effetto più evidente è stato osservato a 60 giorni di età, mentre non sono emerse differenze sostanziali tra le due dosi di immunoglobuline testate (70 e 150 g).

Nel suino sono state valutate due formulazioni di colostro artificiale, una commerciale e una arricchita con taurina e vitamina E, somministrate a suinetti con basso e normale peso alla nascita. Sebbene la supplementazione non abbia determinato un incremento della crescita rispetto ai controlli, ha migliorato il benessere animale riducendo numero e gravità delle lesioni e modificando il profilo metabolico del sangue. La somministrazione del colostro anche nel periodo precedente allo svezzamento ha inoltre favorito una maggiore crescita e una migliore integrità della mucosa intestinale, evidenziando l'importanza del momento di somministrazione. L'arricchimento con taurina e vitamina E ha indotto modificazioni metaboliche sistemiche, pur senza determinare miglioramenti significativi delle performance di crescita nel periodo studiato.

Le analisi trascrittomiche della mucosa intestinale hanno evidenziato le maggiori differenze di espressione genica nei suinetti a basso peso alla nascita sottoposti ai diversi protocolli di supplementazione, confermando che gli interventi nutrizionali precoci influenzano i processi molecolari coinvolti nello sviluppo intestinale.

Nel WP4 sono stati integrati tutti i dati multi-omici raccolti. L'analisi comparativa della composizione del colostro delle tre specie ha identificato complessivamente 2.071 metaboliti, evidenziando importanti differenze specie-specifiche. In particolare, sono stati identificati 1.030 metaboliti esclusivi del colostro suino, 399 del colostro equino e 293 del colostro bovino, mentre soltanto quattro metaboliti sono risultati comuni a tutte e tre le specie. L'analisi ha inoltre dimostrato che il colostro suino presenta una composizione metabolica più simile a quella bovina rispetto a quella equina.

Il progetto ha prodotto importanti risultati scientifici, contribuendo a chiarire il ruolo dei composti bioattivi del colostro nella salute e nello sviluppo dei giovani animali e fornendo nuove conoscenze utili allo sviluppo di strategie nutraceutiche finalizzate a migliorare il benessere animale e a ridurre il ricorso agli antibiotici negli allevamenti.

I risultati sono stati diffusi attraverso la realizzazione del sito web del progetto, la pubblicazione di un articolo scientifico sul Journal of Animal Science and Biotechnology, numerose presentazioni a congressi nazionali e internazionali e attività di divulgazione rivolte al settore zootecnico, tra cui un approfondimento pubblicato sulla piattaforma specializzata 3tre3.

Dettagli del progetto

• Programma di finanziamento: PRIN 2022 PNRR
• D.D. del MUR :1409 del 14/09/2022
• Codice progetto MUR: P2022ZTYLS
• CUP: J53D23018670001
• Contributo complessivo UE: € 225.000,00
• Contributo al DISTAL: € 97.500,00
• Durata: 30/11/2023 - 30/10/2025
• Coordinatore di progetto: Università di Pisa
• Ruolo UNIBO: RL
• Responsabile Scientifico: Diana Luise
• Ambiti di ricerca: Zootecnia