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Issue
Vet. Res.
Volume 33, Number 1, January-February 2002
Page(s) 1 - 12
DOI http://dx.doi.org/10.1051/vetres:2001001
How to cite this article Vet. Res. (2002) 1-12


Vet. Res. 33 (2002) 1-12
DOI: 10.1051/vetres:2001001

Potential mechanism of action of J5 vaccine in protection against severe bovine coliform mastitis

Hilde Dosogne, Frédéric Vangroenweghe and Christian Burvenich

Ghent University, Faculty of Veterinary Medicine, Department of Physiology, Biochemistry and Biometrics, Salisburylaan 133, 9820 Merelbeke, Belgium

(Received 15 May 2001; accepted 14 September 2001)

Abstract
Coliform mastitis is one of the most difficult diseases to treat in the modern dairy industry. Curative therapy with antibiotics remains only moderately effective and depends on the stage at which the disease is treated. The most successful strategies for combating coliform mastitis appear to be prevention by hygienic management or prophylactic immuniz aion. The severity of clinical symptoms of coliform mastitis has been shown to be reduced by immunization with the Escherichia coli J5 vaccine. However, although the J5 vaccine has been licensed in the United States for about 10 years, the immunological basis of its mechanism of action is still unknown. Until now, protection by J5 vaccination has often been explained by a straightforward mechanism of enhanced antibody production resulting in increased opsonization of coliform bacteria and lipopolysaccharides (LPS). The possibility that J5 vaccination could decrease risk factors for coliform mastitis such as impaired blood polymorphonuclear neutrophil leukocyte (PMN) diapedesis has never been investigated. This review provides arguments to support the hypothesis that J5 vaccination may reduce the severity of coliform mastitis by inducing a condition of mammary gland hyper-responsiveness, characterized by a T helper 1 (Th1) response and mediated by memory cells inside the mammary gland, finally resulting in enhanced PMN diapedesis upon an intramammary infection.

Résumé
Mécanismes d'action possibles du vaccin J5 dans la protection contre la mammite coliforme sévère de la vache laitière. La mammite coliforme est une des maladies les plus difficiles à traiter dans l'industrie laitière moderne. La thérapie curative avec des antibiotiques reste peu efficace, dépendant du stade de la maladie. Les stratégies les plus efficaces pour combattre la mammite semblent être la prévention par des mesures d'hygiène ou la prophylaxie vaccinale. La sévérité des symptômes cliniques de la mammite coliforme peut être réduite par immunisation avec le vaccin Escherichia coli J5. Cependant, alors que le vaccin J5 a été mis sur le marché aux États-Unis depuis environ 10 ans, les bases immunologiques de son mécanisme d'action ne sont pas connues. Jusqu'à présent, la protection par le vaccin J5 a souvent été attribuée à un simple mécanisme de stimulation de la production d'anticorps résultant en une augmentation de l'opsonization des bactéries coliformes et des lipopolysaccharides (LPS). La possibilité que la vaccination avec J5 pourrait diminuer les facteurs de risque de la mammite coliforme, tels qu'une diapédèse insuffisante des leucocytes neutrophiles polymorphonucléaires (PMN) sanguins, n'a jamais été étudiée. Cet article de synthèse cite des arguments supportant l'hypothèse que la vaccination avec J5 pourrait réduire la sévérité de la mammite coliforme en induisant une hyper-sensibilité de la glande mammaire. Celle-ci serait caractérisée par une réponse immunitaire de type "T helper 1" par l'entremise de cellules mémoire de la glande mammaire, résultant finalement dans une augmentation de la diapédèse de PMN suivant une infection intramammaire.


Key words: dairy cow / coliform mastitis / J5 vaccine / T cell / immune response

Mots clés : vache laitière / mammite coliforme / vaccin J5 / cellule T / réponse immunitaire

Correspondence and reprints: Christian Burvenich Tel.: (32) 9 2647321; fax: (32) 9 2647499;
    e-mail: christian.burvenich@rug.ac.be

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