Genetické testování a poradenství : Trójský kůň pro chovatele psů a koček?

Genetic Testing and Counseling: A Trojan Horse for Dog and Cat Breeds?

Jerold S. Bell, DVM
Tufts Cummings School of Veterinary Medicine, North Grafton, MA, USA

(tento článek byl původně publikován v průběhu Tufts’ Canine & Feline Breeding and Genetics Conference v roce 2007)

Přetištěno se svolením autora

Vědci pátrají po genech, které způsobují choroby a chovatelé požadují výsledné genetické testy. Jakmile je jednou získají, je to dvousečný meč : může být chovateli použit ke zlepšení jejich plemen nebo k jeho devastaci.

Počáteční reakci chovatele, který zjistí, že jeho chovná zvířata nesou defektní gen je odstranit je z chovu. Jakožto badatelé často doporučujeme použití genetického testu k eliminaci nositelů z chovu.

Široce rozšířená eliminace všech nositelů genu s vysokou frekvencí může nastavit silný negativní tlak na genpool. To může vyústit ve snížení genetické diverzity plemene, způsobit ztrátu dalších kvalitních genů a zvýšit frekvenci dalších defektních genů díky genetickému hrdlu láhve.

Víme, že většina jednotlivců nese některé nepříznivé geny. Čím více genetických testů je vyvinuto, tím je větší šance, že chovatel bude identifikovat nežádoucí geny u svých chovných zvířat. Dělat chovná rozhodnutí založená na jednotlivém genu, který lze testovat je nepatřičné. Jakýkoliv kvalitní jedinec, který by byl použit v chovu , kdyby byl testován normálně má být stále použit v chovu, pokud je testován jako nositel.

Budoucí chovná zvířata představují kvalitu genpoolu. Genetický test, který byl vyvinut, aby pomohl plemeni a jeho genpoolu by neměl být použit, aby je devastoval. Jelikož je vyvinuto více genetických testů, vyřazení jedinců založené na jednotlivém genu, který lze testovat dále omezuje genpool. Měli bychom nabídnout genetické poradenská doporučení, která eliminují defektní geny, ale zachovávají chovné linie a genetickou diverzitu.

Nejlepším způsobem, jak využít genetické testy je pářit kvalitní nositele s normálně testovanými partnery a nahradit je kvalitním potomstvem, které není nositeli. Toto nám umožňuje předejít narození postiženého potomstva, přičemž zachováme chovné linie a genetickou diverzitu v plemeni.

Genetické poradenství a kontrola genetických chorob

Primárním cílem chovu domácích zvířat je zachovat a zvýšit kvalitu plemene. To je velmi dobře známo u chovu hospodářských zvířat, ale často přehlíženo u chovu psů a koček. Chovatelé musí rozvažovat všechny závažné aspekty, které mohou zahrnovat různé zdravotní problémy, strukturu (tvar), temperament a pracovní schopnost. Zdravotní záležitosti a záležitosti diverzity jsou důležité, ale musí se shodovat a ne odstranit selekci na kvalitu.

Cíle genetického poradenství jsou :

1. Zabránit narození dalších postižených jedinců

2. Snížit frekvenci defektního genu nebo genů

3. Zachovat genetickou diverzitu čistokrevných populací

Doporučení genetického poradenství potřebují brát v potaz dynamiku a epidemiologii jak genpoolu plemene, tak defektních genů. Zřídkavá nebo nízká frekvence defektních genů vyžaduje přísnější selektivní tlak prevenci jejich šíření. Vysoká frekvence (široké rozšíření v plemeni) defektních genů vyžaduje praktičtější zvládání , které neovlivní nepříznivě genpool.

Historické příklady

Na počátku testování autosomálního recesivního genu pro GM1- gangliosidosu u Portugalského vodního psa byla frekvence nositelů 16%. Plemeno vzniklo v americe z méně než deseti jedinců dovezených na konci 60. let a počátku 70. Defektní gen byl zanesen do plemene linií předků Algarbiorum, která byla dominantní chovnou liní. Chovatelé zjistili, že linie Alvalade nenese defektní gen pro GM-1 gangliosidosu a přednostně selektovali psy pro chov z této linie, čímž tato linie získala hlavní vliv v plemeni. Naneštěstí linie Alvalade nesla gen pro prcd-PRA (progresivní atrofie sítnice) s pozdním nástupem onemocnění včetně několika vlivných postižených importů. Tento defektní gen se u linie Algarbiorum nevyskytoval. Konečným výsledkem selekce bylo téměř odstranění jedné z linií předků a vysoká- v plemeni široce rozšířená- frekvence prcd-PRA ve výši 35 %.

U kočičích plemen genetické testování na autosomální dominantí geny pro polycystické onemocnění ledvin u perských a himalájských koček (perský colourpoint) (38% postižených celosvětově) a hypertrofickou kardoomyopatii u mainských mývalích koček (přes 30% postižených celosvětově) bude vyžadovat opatrnou selekci, aby byla zachována plemenná diverzita. Je evidentní, že chovatelé nechtějí produkovat další postižené kočky. Avšak široký rozsah eliminace více jak 30% z plemene by způsobil významný negativní tlak na genpool – dokonce i na tato početná plemena. Množství kvalitních genů a kvalitních koček, které mohou být navždy ztraceny takovou selekcí, a množství genetických „hrdel lahve“ (bottleneck effect) by mohl být devastující. Současně zachování diverzity genpoolu přes dalších několik generací zatímco se bude zároveň provádět eliminace defektního genu je nepraktičtější a žádoucí způsob jak se vypořádat s chorobou.

Plemeno Americké barmské kočky se v nedávných letech rozdělilo na tradiční a moderní fenotyp hlavy. Naneštěstí se ukazuje, že moderní fenotyp žádanější ve výstavních kruzích je způsoben heterozygotním genotypem pro recesivní defekt obličejové části lebky. Laboratoř Dr. Leslie Lyons na Univerzity of Columbia v Davisu pracuje na identifikaci defektivního genu (r. 2007). Jakmile bude genetický test vyvinut, uvidí se, jak jej chovatelé zužitkují pro nejlepší zájem plemene.

Doporučení genetického poradenství

  Selekce proti jednotlivému genetickému znaku s testem pro nositele je založen na jednotlivci . Chovatelé pouze musí znát výsledek u jedince, jehož plánují použít v chovu.

  Selekce proti chorobě, která postrádá test pro nositele, komplexní dědičné chorobě nebo chorobě s neznámým modelem dědičnosti vyžadují znalosti o nositeli nebo stupni postižení příbuzných zvířat.

Autosomální recesivní choroby

S dostatečným genetickým testem pro nositele, chovatelé by mohli pářit kvalitní nositele s normálně testovanými jedinci a nahradit nositele- rodiče kvalitním, normálně testovaným potomkem. Potomek testovaný jako nositel by ml být selektován z chovu. Tímto způsobem mohou chovatelé předcházet narození postiženého potomstva, když eliminují defektní gen u svých chovných zvířat v jedné generaci.

Bez genetického testu pro nositele, je důležitá znalost o postižených příbuzných jedincích nebo o příbuzných nositelích. Vyžaduje testování na postižený fenotyp, znalost pozadí rodokmenu a relativní riziko z analýzy rodokmenu. Otevřená zdravotní databáze je nejlepší metodou pro objektivní šířená takové informace. Chovatelé by měli pářit kvalitní jedince s vysokým rizikem se zvířaty s nízkým rizikem. Nahrazení jedinců s vysokým rizikem jejich potomstvem s nízkým rizikem. Opakovat proces v následující generaci. Pokud většina chovatelů plánuje páření jedince s rizikem nositelství, které je pod průměrem výskytu v populaci, potom se frekvence defektního genu v populaci bude snižovat. Bylo to úspěšně provedeno u mnoha plemen.

Relativní riziko z analýzy rodokmenu

U jednoduchých autosomálních recesivních genů a když neexistuje žádný test pro nositele, znalost o příbuzných, kteří jsou nositeli či postižení ,může poskytnout objektivní ohodnocení rizika. Relativní riziko je minimální riziko založené na známém riziku z rodokmenu. Následující jsou závazné hodnoty rizika nositele: potomstvo postiženého = 100%, rodiče postiženého = 100%. Fenotypově normální plní sourozenci k postiženému = 67%, plní sourozenci k nositeli = 50%.

Pokud se riziko snižuje u jednoho z rodičů, potom riziko nosičství u potomstva je polovinou rodiče. Pokud se riziko snižuje u obou rodičů, potom riziko postižení je polovinou rizika otce krát polovina rizika matky

  S = riziko, že je nositelem od otce

  D = riziko, že je nositelem od matky

  Riziko, že je postižený = S x D

Riziko nositele závisí na znalosti, zdali jedinec může být vyřazen jako fenotypově postižený.

Pokud nevíte, jestli je jedinec fenotypově normální nebo postižený, potom je riziko nositelství (Carrier risk) sumou rizika obou rodičů minus rizika postižení

Riziko nostitele = S + D - (S x D)

Pokud se postižený jedinec nemůže reprodukovat, nebo je známo, že jedinec není fenotypově postižený, potom:

S + D - (2 (S x D))

Riziko nositele = 1 - (S x D)

Pro :Analýza relativního rizika z rodokmenu objektivizuje riziko příbuzného k populaci. Dovoluje chovatelům s chovnými zvířaty, která představují vysoké riziko snížit jejich riziko díky plánovanému páření.

Proti: Analýza relativního rizika z rodokmenu selektuje proti celým rodinám, což je založeno na příbuzných s rizikem. Selektuje jak proti nositelům, tak proti normálním jedincům. Avšak bez testu nositelství je efektivním nástrojem ke snížení frekvence jak postižených, tak nositelů a byla úspěšně použita u mnoha plemen.

Pohlavně vázané (X-linked) recesivní choroby

Nahrazením postižených a nositelských jedinců normálními samčími příbuznými dojde ke ztrátě defektního genu v jedné generaci. Vyhněte se chovu na samicích s vysokým rizikem nositelství, když polovina samčího potomstva od nositelek-samic bude postižená.

Autosomálně dominantí a pohlavně vázané (X-linked) dominantí choroby

Kvalitní postižení jednotlivci by měli být nahrazeni pro chov normálně testovaným rodičem, sourozencem nebo předešle narozeným potomstvem. V ideálním případě nechcete chovat na postižených jedincích, když bude polovina jejich potomstva postižená.

Komplexní dědičné (Polygenetické) choroby a rodinné choroby s neznámým modelem dědičnosti

Znalost postižených příbuzných je důležitá v určení stupně rizika. Registry otevřených zdravotních databází mohou poskytovat tyto důležité informace. Měly by být uváženy tři faktory:

1. Komplexní dědičné choroby by měly být posuzovány jako prahové vlohy. Je třeba, aby se kombinovalo množství genů, aby vznikl postižený jedinec.

2.  Zvýšená odpověď na selekci může být dosažena pokusem změnit fenotyp do měřitelných vloh, které mohou být příměji spojeny se základními geny. Například : měření laxity kloubů, hloubky acetabula nebo druhotných kostních změn u dyspalzie kyčle.

3.  Nejdůležitější metodou ke zvládání dědičných chorob je selektovat pro šíři plemenné (rodokmenové) normálnosti. Fenotypově normální jedinci s normálním nebo většinou normálními sourozenci z vrhu mají největší šanci, že ponesou normální geny. Fenotypově normální jedinci s postiženými sourozenci mají větší šanci, že ponesou genetickou zátěž genů, které způsobují choroby. Normální rodiče mající převážně normální sourozence poskytují ještě dokonce větší jistotu. Otevřené zdravotní databáze, které ukazují genetické výsledky blízkých příbuzných mohou poskytovat tyto informace.

Genetické testy jsou výkonné nástroje a jako u jakýchkoliv nástrojů vyžadují instrukční manuál pro správné používání. Když jsou tyto testy nabízeny chovatelům, je třeba poskytnout genetické poradenství, které umožní, aby jejich použití pro plemena bylo prospěšné nikoliv škodlivé.

Tento článek může být reprodukován se svolením autora. Jerold.Bell@tufts.edu