Poza nielicznymi wyjątkami określenie podłoża genetycznego zmian patologicznych sprawia poważne kłopoty: zmiany te pojawiają się na skutek współdziałania czynników genetycznych i pozagenetycznych. Do tych ostatnich, zwanych również czynnikami środowiska, można zaliczyć: płeć, odżywianie, warunki utrzymania, klimat, czynniki stresowe. Część objawów patologicznych można przypisać w dużym stopniu lub wyłącznie czynnikom środowiska. Jeżeli te same zaburzenia rozwojowe występują w obrębie rodziny, można podejrzewać ich tło genetyczne. Należy jednak wziąć pod uwagę, że same te czynniki środowiska działające na różnych członków rodziny mogą mylnie sugerować tło genetyczne choroby. Oznacza to, że etiologia schorzeń jest bardzo złożona. W związku z tym objawy patologiczne dzieli się na dwie grupy, czyli te:
• na które w żadnym lub niewielkim stopniu mają wpływ czynniki środowiska i są one raczej dziedziczone,
• na które oddziałują czynniki zarówno środowiska, jak i genetyczne.
Wady dziedziczne.
Wady dziedziczne to defekty, które wykraczają poza normalną zmienność gatunku. Obok zmian stwierdzanych makroskopowo istnieją zmiany możliwe do stwierdzenia dopiero po zastosowaniu badań histologicznych, immunologicznych lub biochemicznych. Ze względu na czas ujawnienia się, wady dziedziczne można podzielić na
• embrionalne,
• postembrionalne,
• postnatalne.
Uszkodzone geny działające w fazie embrionalnej z reguły prowadzą do wczesno zarodkowej śmierci płodu, co u zwierząt wielorodnych może prowadzić do zmniejszenia liczebności miotu. Postembrionalne defekty genetyczne powodują często poronienia lub porody przedwczesne. Niektóre wady dziedziczne ujawniają się podczas porodu lub krótko po porodzie.
Zagadnienia niepełnej penetracji i ekspresji genu ma związek z manifestacją wady genetycznej. Penetracja to odsetek osobników z tym samym genotypem i oczekiwanymi objawami patologicznymi. Jeśli penetracja jest niższa niż 100%, u części osobników nie wystąpią oczekiwane objawy kliniczne. Przyczyną mogą być geny modyfikujące, takie jak:
• geny epistatyczne,
• represorowe,
• modyfikujące czynniki środowiskowe.
Dziedziczenie.
Wady genetyczne dominujące letalne nie mogą być dalej dziedziczone, ponieważ naturalna selekcja zapobiega ich rozprzestrzenianiu.
Niektóre wady dziedziczne, jak na przykład związana z chromosomem X recesywna dystrofia mięśniowa, powiązane są z genem znajdującym się w żeńskim chromosomie płciowym, co oznacza, że analiza rodowodu wykazuje choroby prawie wyłącznie u osobników męskich. Bardzo rzadko występują wady genetyczne niezwiązane z materiałem dziedzicznym jądra, lecz z DNA mitochondriów, jak na przykład mitochondrialna miopatia u psów. Ten rodzaj wad dziedzicznych przekazywany jest tylko ze strony matki.
Potwierdzenie sposobu dziedziczenia.
Aby móc zwalczać wady genetyczne za pomocą działań hodowlanych, konieczne jest uprzednie poznanie sposobu dziedziczenia wady.
Wpływ czynnika genetycznego na etiologię cechy patologicznej można podejrzewać, jeśli jej występowanie jest częstsze u pewnych ras niż w pozostałej populacji. Niektóre zakażenia wewnątrzmaciczne mogą mylnie nasuwać podejrzenie dziedzicznego tła choroby, np. infekcja wirusem pan leukopenii powoduje hipoplazję móżdżku. Inną cenną wskazówką, mogącą wskazywać na dziedziczne tło wady, jest jej występowanie u innych gatunków zwierząt lub u człowieka. Na przykład defekt biochemiczny alfa-fukozydozy występuje zarówno u człowieka, jak i u innych psów.
Jeżeli po uwzględnieniu tych wszystkich czynników zaburzających istnieje podejrzenie tła genetycznego wady, należy wdrożyć właściwe badanie sposobu dziedziczenia cechy. Najlepszą metodą jest rozrysowanie rodowodu na podstawie dostępnych wiadomości o rodzinie i zbadanie, czy cecha dziedziczona jest według jednego z trzech modeli Mendla:
• autosomalno-recesywnego,
• autosomalno – dominującego,
• recesywnego sprzężonego z płcią.
Aby otrzymać wiarygodne rezultaty, należy poświęcić szczególną uwagę zebraniu danych o rodzinie. Materiał taki powinien być wolny od wyżej wymienionych czynników zaburzających. W ocenie ważną rolę odgrywa również sposób zbierania informacji o rodzinie. Nie należy badać tylko tych rodzin, w których diagnozowano u potomstwa jeden lub więcej przypadków choroby, gdyż w ten sposób nie zostaną ujęci nosiciele cech mający zdrowe potomstwo. Brak tych rodzin w badaniu spowoduje, że nie zostanie osiągnięty stosunek osobników zdrowych do chorych, wynoszący 3:1.
Proste analizy segregacyjne często nie przynoszą zadawalających rezultatów ze względy na niecałkowitą penetrację genu i / lub jego ekspresja może wystąpić w różnym wieku, i/ lub sposób dziedziczenia nie jest jednogenowy, lecz oligogenowy. W takich przypadkach należy stosować tak zwane kompleksowe analizy segregacyjne.
Wymagają one zastosowania komputerów o dużej mocy obliczeniowej.
W badaniach nad głuchota dalmatyńczyków, u 357 przypadków przebadanych klinicznie wykazano za pomocą kompleksowej analizy segregacyjnej, że głuchota powodowana jest głównie przez recesywny allel.
Sprawdzanie potencjalnych nosicieli cechy.
Rozpoznanie niepożądanych alleli związane jest głównie z problemem dziedziczenia recesywnego. W przypadku dziedziczenia dominującego rozpoznanie jest oczywiste, tak jak w przypadku zespołu merle lub w przypadku dominującego białego umaszczenia kotów. Nosiciele cechy to osobniki posiadające niepożądany allel, u których nie nastąpiła jeszcze manifestacja kliniczna cechy.
To czy dany osobnik jest nosicielem niepożądanej cechy, można sprawdzić na kilka sposobów:
• poprzez badanie bezpośrednie – test genowy,
• pośrednio za pomocą markerów – test markerowy,
• na podstawie dostępnych informacji o rodzinie,
• na podstawie planowanych kojarzeń testowych.
W przypadku niektórych nielicznych defektów genetycznych możliwe jest potwierdzenie mutacji powodującej wadę za pomocą metod biologii molekularnej na poziomie DNA. W przypadku następujących wad dziedzicznych można przeprowadzić testy genetyczne:
• alfa-fruktodoza u psów,
• choroba spichrzeniowa glikogenu typ VII.
Opracowanie testów jest bardzo kosztowne, dlatego większość z nich, stosowanych w weterynarii, opracowana została na podstawie badań genetycznych człowieka. Testy takie umożliwiają skuteczne zwalczanie choroby genetycznej.
W przypadku niektórych enzym opatii możliwe jest rozpoznanie nosiciela na podstawie zjawiska dawki genu, co oznacza, że w przypadku osobników heterozygotycznych stwierdza się we krwi tylko połowę normalnej aktywności enzymu. Przykładem takiej wady jest niedokrwistość wskutek niedoboru kinazy pirogronowej w erytrocytach u psów rasy banseji.
U ludzi i myszy poznano wiele markerów polimorficzny ściśle sprzężonych z wadą genetyczną. Im ściślej marker jest związany z mutacją powodującą wadę genetyczną, tym dokładniejsza jest diagnostyka wady dziedzicznej.
Rozpoznanie nosicieli cechy na podstawie kojarzenia testowego stosuje się, ze względów ekonomicznych, tylko u bardzo wartościowych i mających duży wpływ na populację zwierząt hodowlanych. Ta metoda potwierdzenia nosicielstwa praktycznie nie jest stosowana u małych zwierząt.
Test wykonuje się przez kojarzenie z odpowiednimi partnerami, takimi jak:
• znani nosiciele cechy,
• znani nosiciele wady,
• potomstwo znanych nosicieli wady,
• własne potomstwo,
• reprezentatywna próba populacji.
Działania hodowlane ukierunkowane na eliminację wad dziedzicznych
Kontrola i zwalczanie wad dziedzicznych w populacjach hodowlanych wymagają, by osoby odpowiedzialne za daną rasę zdawały sobie sprawę z konieczności selekcji w celu eliminowania wad genetycznych oraz efektywności przedsięwzięć hodowlanych.
Konieczność selekcji zależy z jednej strony od częstości występowania wady dziedzicznej i ciężkości działania szkodliwego schorzenia dziedzicznego, a z drugiej strony od możliwych działań alternatywnych, pozwalających na łagodzenie objawów lub korygowanie wady.
Choroby o genezie wieloczynnikowej.
W przeciwieństwie do wad dziedzicznych predyspozycja do chorób zależy z jednej strony od wielu genów, a z drugiej od czynników środowiskowych, takich jak: niedożywienie, chów wsobny, stres. Powstawanie cechy jest uwarunkowane wieloczynnikowo i w dużym stopniu odpowiada modelowi, na którym pracuje się w genetyce ilościowej. Różnica w stosunku do właściwości ilościowych, które charakteryzują się zazwyczaj rozkładem normalnym polega na tym, że chodzi tu o tak zwane cechy progowe. Są to cechy, które można podzielić na dwie lub więcej kategorii, jeśli podprogowo obserwuje się ilościowy rozkład normalny.
Aby zmniejszyć zachorowalność w populacji, nie można postępować w taki sposób, jak w przypadku wad dziedzicznych. Zamiast identyfikacji nosicieli cechy, należy w przypadku cech progowych ocenić wartości hodowlane. Wartość hodowlana daje nam wskazówkę, w jakim stopniu osobnik może przekazać predyspozycję potomstwu. Z tego względu nadaje się ona jako postawa w selekcji ukierunkowanej na zmniejszenie wysokiej zapadalności na choroby. Wymagania dotyczące bazy danych koniecznych do oceny wartości hodowlanej są podobne jak w przypadku postępowania mającego na celu stwierdzenie nosicieli cech lub wad dziedzicznych:
• wiarygodne rozpoznanie,
• prawidłowe informacje o przodkach,
• kompleksowa ocena czynników środowiska,
• wystarczająco liczna populacja zwierząt.
Bibliografia:
„Atlas i podręcznik neurologii małych zwierząt” – A. Jaggy
