Characterization of total adenosine deaminase activity (ADA) and its isoenzymes in saliva and serum in health and inflammatory conditions in four different species: an analytical and clinical validation pilot study

Abstract

Background. Measurement of adenosine deaminase (ADA) can provide information about cell-mediated immunity. This report’s objective was to study the enzymatic activity of total ADA (tADA) and its isoenzymes ADA1 and ADA2 in canine, equine, porcine, and bovine serum and saliva and their changes in different inflammatory situations in each species. Besides, an automated method for ADA2 measurement was developed and validated.

Results. tADA was present in serum and saliva of healthy animals of the four species. Erythro-9-(2-hydroxy-3-nonyl) adenine (EHNA) concentration of 0.47 mM was needed for ADA1 inhibition in canine and porcine samples (serum and saliva) and bovine saliva, whereas for equine saliva 0.94 mM was needed. ADA2 activity was not detected in bovine serum and was very low or absent in equine serum and bovine saliva. An automated procedure to measure ADA2 consisting of adding EHNA to a commercial reagent for tADA measurement provided repetitive (coefficients of variation < 8.8% in serum and < 10% in saliva) and accurate (linearity of serial sample dilutions with R2 > 0.90) results, being equivalent to a manual incubation of the sample with EHNA at a similar concentration. Salivary tADA, as well as ADA1 and ADA2, were higher in dogs with leishmaniosis, horses with acute abdominal disease and pigs with lameness than in healthy animals. tADA and isoenzymes in saliva showed a positive significant correlation with serum ferritin in dogs (r = 0.602, P < 0.01; r = 0.555, P < 0.05; and r = 0.632, P < 0.01; respectively for tADA, ADA1 and ADA2) and serum C-reactive protein in pigs (r = 0.700, P < 0.01, for both tADA and ADA1; r = 0.770, P < 0.001, for ADA2), whereas salivary ADA2 significantly correlated with serum amyloid A in horses (r = 0.649, P < 0.01). In cows, salivary tADA and ADA1 significantly increased after calving, correlating with total white blood cell count (r = 0.487, P < 0.05, for both tADA and ADA1).

Conclusions. The activity of total ADA and its different isoenzymes, can be measured in serum and saliva of dogs, horses, pigs and cows by a simple and fast procedure described in this report. When measured in saliva, these analytes correlated with other biomarkers of inflammation and it could potentially be used as a biomarkers of inflammation and immune activation in the species of this study.

Antecedentes. La medición de la adenosina desaminasa (ADA) puede proporcionar información sobre la inmunidad mediada por células. El objetivo de este informe fue estudiar la actividad enzimática del ADA total (tADA) y sus isoenzimas ADA1 y ADA2 en suero y saliva caninos, equinos, porcinos y bovinos y sus cambios en diferentes situaciones inflamatorias en cada especie. Además, se desarrolló y validó un método automatizado para la medición de ADA2.

Resultados. tADA estuvo presente en suero y saliva de animales sanos de las cuatro especies. Se necesitó una concentración de eritro-9-(2-hidroxi-3-nonil)adenina (EHNA) de 0,47 mM para la inhibición de ADA1 en muestras caninas y porcinas (suero y saliva) y saliva bovina, mientras que para saliva equina se necesitó 0,94 mM. La actividad de ADA2 no se detectó en suero bovino y fue muy baja o ausente en suero equino y saliva bovina. Un procedimiento automatizado para medir ADA2 que consiste en agregar EHNA a un reactivo comercial para la medición de tADA proporcionó resultados repetitivos (coeficientes de variación < 8,8% en suero y < 10% en saliva) y precisos (linealidad de diluciones seriadas de muestras con R2 > 0,90). siendo equivalente a una incubación manual de la muestra con EHNA a una concentración similar. La tADA salival, así como la ADA1 y la ADA2, fueron mayores en perros con leishmaniosis, caballos con enfermedad abdominal aguda y cerdos con cojera que en animales sanos. tADA y las isoenzimas en la saliva mostraron una correlación significativa positiva con la ferritina sérica en perros (r = 0.602, P < 0.01; r = 0.555, P < 0.05; y r = 0.632, P < 0.01; respectivamente para tADA, ADA1 y ADA2) y Proteína C reactiva sérica en cerdos (r = 0,700, P < 0,01, tanto para tADA como para ADA1; r = 0,770, P < 0,001, para ADA2), mientras que ADA2 salival se correlacionó significativamente con el amiloide A sérico en caballos (r = 0,649, P < 0,01). En las vacas, tADA y ADA1 salivales aumentaron significativamente después del parto, correlacionándose con el recuento total de glóbulos blancos (r = 0,487, P < 0,05, tanto para tADA como para ADA1).

Conclusiones. La actividad de ADA total y sus diferentes isoenzimas, puede medirse en suero y saliva de perros, caballos, cerdos y vacas mediante un procedimiento sencillo y rápido descrito en este informe. Cuando se midieron en saliva, estos analitos se correlacionaron con otros biomarcadores de inflamación y podrían usarse potencialmente como biomarcadores de inflamación y activación inmune en las especies de este estudio.