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Faktencheck Zelldifferenzierung

Was bedeutet Zelldifferenzierung?

In der Milch befinden sich neben den aus dem Drüsengewebe stammenden Epithelzellen verschiedene körpereigene (= somatische) Abwehrzellen wie polymorphkernige Granulozyten (PMNs), Lymphozyten und Makrophagen (Sordillo und Streicher, 2002). All die genannten somatischen Zelltypen zusammen genommen ergeben die im Rahmen der Milchleistungsprüfung gemessene Zellzahl einer Milchprobe. Die Bestimmung der Zellzahl in Routinelabors der Milchleistungsprüfung erfolgt bisher durch ein fluoreszenzoptisches Zählverfahren als Gesamtzellzahl ohne Unterscheidung der jeweiligen Zelltypen. Hierbei wird den Milchproben ein Fluoreszenzfarbstoffgemisch beigemengt, wodurch die Zellen bzw. die Zellkerne angefärbt werden. Die Zellkerne senden dann Lichtsignale aus, die mit Hilfe eines Detektors gezählt werden können (§ 35 LMBG, Zählung somatischer Zellen in Rohmilch).

Der Begriff Zelldifferenzierung oder auch Zelldifferentialbild einer Milchprobe wird verwendet, wenn nicht nur alle in der Milch vorhandenen Zellen (Gesamtzellzahl) gezählt werden, sondern wenn auch der Anteil eines oder mehrerer Zelltypen an der Gesamtzellzahl in % angegeben wird. Zum Beispiel könnte eine Milchprobe mit einer Zellzahl von 400.000 Zellen pro Milliliter 316.000 PMNs (= 79 %), 52.000 Makrophagen (= 13 %), 16.000 Lymphozyten (= 4 %) und 16.000 Epithelzellen (= 4 %) enthalten.

Für eine erfolgreiche Zelldifferenzierung müssen für die einzelnen Zelltypen charakteristische Merkmale erfasst werden. Hierfür macht man sich die Tatsache zu Nutze, dass sich die unterschiedlichen Zelltypen in ihrer Größe, Form und Gestalt voneinander unterscheiden (Hageltorn und Saad, 1986; Sordillo und Streicher, 2002; Dosogne et al., 2003; Schwarz et al., 2011). Allerdings erfordert dies eine komplexere Gerätetechnik als die bisher in den Routinelaboren verwendete und stellt höhere Ansprüche an die Auswertung und Interpretation der Ergebnisse. An genau dieser Herausforderung arbeitet milchQplus.

 

Welchen Vorteil hat die Zelldifferenzierung gegenüber der reinen Zellzahlbestimmung?

Der Gehalt an somatischen Zellen in der Milch wird schon lange als indirekter Parameter für die Eutergesundheit eingesetzt und ist laut Kundenbefragungen für Milchviehherdenmanager einer der wichtigsten – wenn nicht DER wichtigste – Parameter in den Auswertungen der Milchleistungsprüfung. Die Zellzahl wird auf den Betrieben als Grenz- bzw. Orientierungswert verwendet, um zwischen krank und gesund bzw. zwischen gestörter und ungestörter Eutergesundheit zu unterscheiden (siehe häufig gestellte Frage "Warum benutzen wir im milchQplus-Projekt den Orientierungswert von 100.000 Zellen/ml"). Schon länger ist bekannt, dass sich je nach Erregertyp, Krankheitsverlauf und Krankheitsausprägung die prozentualen Anteile einzelner Zelltypen an der Gesamtzellzahl ändern und dass einzelne Zelltypen unterschiedliche Aufgaben bei der Infektionsabwehr haben (z.B. Einleitung und Unterdrückung der Immunantwort, Bekämpfung von Bakterien, Anlockung weiterer Abwehrzellen) (Rivas et al., 2001; Sordillo und Streicher, 2002; Grönlund et al., 2006; Pilla et al., 2012). Bei chronischen Euterkrankheitsverläufen mit schlechten Heilungschancen ist beispielsweise der Anteil der Makrophagen an der Zellzahl in Viertelgemelksproben erhöht (Boutet et al., 2003). Somit gilt die Zelldifferenzierung international als zukunftsweisende Technologie für die Mastitisdiagnostik (Green und Bradley, 2013). Mit diesem Wissen im Hintergrund hat milchQplus es sich zum Ziel gesetzt, mit der Einbindung der Zelldifferenzierung in die Routine-MLP eine präzisere Beschreibung des Eutergesundheitsstatus zu ermöglichen.

 

Literatur:

Boutet P; Bureau F; Degand G; Lekeux P (2003) Imbalance between Lipoxin A4 and Leukotriene B4 in chronic mastitis-affected cows. Journal of Dairy Science, 86: 3430–3439.

Dosogne H; Vangroenweghe F; Mehrzad J; Massart-Leen AM; Burvenich C (2003) Differential leukocyte count method for bovine low somatic cell count milk. Journal of Dairy Science, 86: 828–834.

Green M and Bradley A (2013) The changing face of mastitis control. Veterinary Record, 173: 517-521.

Grönlund U; Johannisson A; Persson Waller K (2006) Changes in blood and milk lymphocyte sub-populations during acute and chronic phases of Staphylococcus aureus induced bovine mastitis. Research in Veterinary Science, 80: 147–154.

Hageltorn M, Saad MA (1986) Flow cytofluorometric characterization of bovine blood and milk leukocytes. American Journal of Veterinary Research, 47: 2012-2016.

Pilla R; Schwarz D; König S; Piccinini R (2012) Microscopic differential cell counting to identify inflammatory reactions in dairy cow quarter milk samples. Journal of Dairy Science, 95: 4410–4420.

Rivas AL; Quimby FW; Blue J; Coksaygan O (2001) Longitudinal evaluation of bovine mammary gland health status by somatic cell counting, flow cytometry, and cytology. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation, 13: 399–407.

Schwarz D; Diesterbeck US; König S; Brügemann K; Schlez K; Zschöck M; Wolter W; Czerny CP (2011) Flow cytometric differential cell counts in milk for the evaluation of inflammatory reactions in clinically healthy and subclinically infected bovine mammary glands. Journal of Dairy Science, 94: 5033–5044.

Sordillo LM and Streicher KL (2002) Mammary gland immunity and mastitis susceptibility. Journal of Mammary Gland Biology and Neoplasia, 7: 135-146.


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