Dr Chad Bierman, genetyk, Genesus Inc.
Wyzwania związane z chorobami w produkcji trzody chlewnej nadal zmniejszają potencjał rentowności produkcji i temperowania (VanderWaal i Deen, 2018). Leczenie jest drogie, a szczepionki nie są w pełni skuteczne. Co więcej, istniejące patogeny mogą przekształcać się w nowe warianty i istnieje ciągłe ryzyko pojawienia się nowych czynników zakaźnych (Fournie et al., 2015). Nowe lub zmutowane czynniki prawdopodobnie będą wymagały nowych lub dodatkowych form leczenia i szczepionek. Wydawałoby się wówczas korzystne, aby świnie posiadały większą odporność na te wyzwania. Wyższa odporność ograniczyłaby początkowy wpływ choroby lub umożliwiłaby szybszy powrót do zdrowia po infekcji spowodowanej przez chorobę, redukując kosztowne nakłady, a tym samym utrzymując produkcję. Jak oszacowali Knap i Doeshl-Wilson (2020) dla krajów takich jak Kanada, Stany Zjednoczone i Europa, koszty związane z leczeniem tylko problemów zdrowotnych związanych z PRRS stanowią ponad 4-krotność szacowanej wartości ekonomicznej osiąganej rocznie na świnia w doskonaleniu genetycznym. Ekonomiczny wpływ choroby jest duży, a wprowadzenie środków odporności do celu hodowlanego przyniesie korzyści producentom.
Cechy odporności na choroby to fenotypy „złotego standardu”, które odzwierciedlają wpływ choroby (Putz i in., 2019, Cheng i in., 2020). Te cechy są mierzone w środowisku prowokacji choroby i zazwyczaj obejmują tempo leczenia, tempo wzrostu, wynik zdrowotny i śmiertelność (czy zwierzę uległo prowokacji). Cechy wskaźnikowe dostarczają informacji dotyczących cech odporności na choroby, ale są mierzone w środowisku o wysokim poziomie zdrowia lub w nieskomplikowanym środowisku. Aby cecha wskaźnikowa była korzystna w programie hodowlanym, musi być mierzalna z dużą dokładnością pomiaru i mieć wystarczającą zmienność wśród zwierząt. Cechy wskaźnikowe powinny również silnie korelować z co najmniej jedną cechą odporności na chorobę. Pomiar cech wskaźnikowych na poziomie poszczególnych świń dostarcza niezbędnych informacji podstawowych do opracowania strategii selekcji genetycznej w celu poprawy odporności na choroby.
Jednym z wyzwań w pomiarze odporności jest uzyskanie fenotypów odporności u zwierząt, które muszą zachować czysty, dobry stan zdrowia. Aby osiągnąć ten wyczyn, jedną z opcji jest ciągły pomiar fenotypów odporności w warunkach problemów zdrowotnych u bliskich krewnych kandydatów do selekcji. Takie podejście jest kosztowne i ryzykowne, zarówno z punktu widzenia dobrostanu zwierząt, jak i ryzyka przeniesienia chorób na inne miejsca. Alternatywnym podejściem jest identyfikacja wskaźników odporności, które same w sobie są cechami, o których wiadomo, że dokładnie prognozują wyniki cech odporności w przypadku wyzwania zdrowotnego. Kluczem do tego podejścia są podstawowe badania, aby odkryć związek między fenotypami wskaźników a odpornością. Prace przygotowawcze już się rozpoczęły i pojawiły się obiecujące wyniki.
Testy immunologiczne mogą przewidywać wyniki zdrowotne w przypadku prowokacji chorobą. Testy te mierzą liczebność lub funkcję leukocytów (białych krwinek), które są komórkami układu odpornościowego odpowiedzialnymi za ochronę przed infekcją patogenami. Próbki krwi pełnej są rutynowo zbierane i łatwo dostępne, co zapewnia możliwość izolacji leukocytów i obiektywnego pomiaru ich aktywności. Jedną z takich czynności jest fagocytoza, która jest metodą komórek gospodarza na pochłanianie i trawienie obcych komórek. Jest to podstawowy proces układu odpornościowego organizmu i jest podstawową metodą stosowaną przez komórki do identyfikacji i niszczenia najeźdźców. Test fagocytozy mierzy, jak skutecznie komórki odpornościowe wykonują ten proces (Hampton i Winterbourn, 1999). Analizując wyniki tego testu, szacunki dziedziczności i korelacji genetycznych określą, czy powiązania są wystarczająco silne, aby te wskaźniki były przydatne w przewidywaniu odporności na choroby w celu poprawy genetycznej.
Aby scharakteryzować inny proces układu odpornościowego, należy skupić się na intensywności reakcji leukocytów na bodźce obce. Test stymulacji krwi mierzy proliferację komórek, czyli szybkość, z jaką białe krwinki gromadzą się do walki, gdy są prowokowane obcą substancją. Jeon i współpracownicy (2021) niedawno ocenili i odkryli, że te pomiary są dziedziczne (0.22 – 0.33 przy pomiarze 72 godziny po stymulacji), a także są korzystnie genetycznie skorelowane z cechami odporności u świń. Korelacje genetyczne wahały się między -0.40 do -0.60 dla śmiertelności tuczników, 0.10 do 0.30 dla tuczu ADG, -0.20 do -0.50 dla zabiegów w szkółce i -0.30 do -0.60 dla śmiertelności w szkółkach. Podsumowanie relacji dziedzicznych i genetycznych przedstawiono w tabeli 2.
.png)
Dzięki znajomości ich korzystnych korelacji genetycznych realistyczna staje się możliwość wykorzystania cech odporności poprzez pomiar ich cech wskaźnikowych. Ponadto wskaźniki te można mierzyć na zwierzętach o wysokim poziomie zdrowia w normalnych warunkach produkcyjnych. Genesus zainwestował ponad dekadę czasu i wysiłków badawczych w zrozumienie i poprawę genetyki leżącej u podstaw zdrowia świń. Włączenie tych pomiarów od kandydatów do selekcji jąder do programu hodowli genomicznej Genesus umożliwi nam selekcję świń o wysokiej wartości genetycznej pod kątem odporności na choroby. Wyższa odporność oznacza niższe koszty wejściowe, lepszą produkcję, niższą śmiertelność i ostatecznie zwiększoną rentowność dla klientów Genesus.
Referencje
Cheng J., Putz AM, Harding JCS, Dyck MK, Fortin F., Plastow GS, PigGen Canada, Dekkers JCM 2020. Analiza genetyczna odporności na choroby u świń od odsadzenia do końca z naturalnego modelu prowokacji chorobą. Journal of Animal Science. 98(8) 1-14.
Fournié G., Kearsley-Fleet L., Otte J. 2015. Trendy przestrzenno-czasowe w odkrywaniu nowych czynników zakaźnych świń. Badania weterynaryjne 46, 114.
Hampton MB i Winterbourn CC 1999. Metody ilościowego określania fagocytozy i zabijania bakterii przez ludzkie neutrofile. Journal of Immunological Methods, 232 (1-2), 15-22.
Jeon RL, Gilbert C., Cheng J., Putz AM, Dyck MK, Plastow GS, Fortin F., Dekkers JCM, Harding JCS 2021. Proliferacja jednojądrzastych komórek krwi obwodowej od zdrowych prosiąt po stymulacji mitogenem jako wskaźniki odporności na chorobę. Journal of Animal Science. https://doi.org/10.1093/jas/skab084
Knap, PW, Doeschl-Wilson, A. 2020. Po co hodować zwierzęta gospodarskie odporne na choroby i jak? Genet Sel Evol 52, 60.
Putz AM, Harding JCS, Dyck MK, Fortin F, Plastow GS, Dekkers JCM i PigGen Canada (2019. Nowatorskie fenotypy odporności wykorzystujące dane dotyczące spożycia paszy z modelu wyzwań związanych z chorobami naturalnymi u świń od odsadzenia do końca. Granice w genetyce. 9: 660 1-14.
VanderWaal K. i Deen J. 2018. Światowe trendy w chorobach zakaźnych świń. Materiały Narodowej Akademii Nauk. 115(45) 11495-500.
Kategorie: Ciekawa Aktualności, Global Tech
Ten wpis został napisany przez Genesusa