Генетика хозяина кишечного микробиома и устойчивость к болезням

Чад Бирман, доктор философии, генетик, Genesus Inc.

Рентабельность определяется множеством различных компонентов свиноводства. Было высказано предположение, что количество полноценных свиней, проданных вне свиноводческого хозяйства, может быть самым большим фактором, влияющим на прибыльность (Boyd, 2012).

Смертность свиней вносит большой вклад в количество проданных свиней, а болезни свиней играют важную роль не только в падеже свиней, но и в их качестве. Дополнительные исследования подтверждают, что болезни в свиноводстве продолжают снижать производительность и рентабельность (VanderWaal and Deen, 2018).

Лечение дорогое, а вакцины не эффективны на 100%. В таком случае для свиней было бы выгодно иметь более высокую генетическую ценность для устойчивости к заболеваниям, меньше подвергаться воздействию или быстрее восстанавливаться после инфекции, вызванной болезнью. Экономические последствия болезней высоки (Cornelison et al., 2018), и введение показателей устойчивости в цель разведения свиней повысит прибыль производителя.

Возможность повлиять на устойчивость к болезням заключается в изучении микробного сообщества кишечной системы свиней, также называемого микробиомом кишечника свиньи. Согласно обзору Камада и его коллег (2013), существует сложная сеть полезных взаимоотношений между кишечным микробиомом, самой свиньей и кишечной средой. Эта сеть только начала исследоваться.

Внешние факторы могут влиять на тип и размер присутствующих микробных популяций, и эти факторы могут изменить приспособленность любого из них, если отношения станут несбалансированными. Например, изменение питания и прием антибиотиков могут нарушить микробную сеть и привести к колонизации кишечника вредоносными патогенами в среде, которая когда-то была сбалансирована полезными бактериями. Таким образом, дальнейшее понимание того, как микроорганизмы способствуют здоровью и благополучию свиней, помогает в борьбе с болезнями.

Одной из областей интереса, связанных с микробиомом, является количественная оценка генетического контроля хозяина (свиньи) над составом микробиома и выявление взаимосвязи между составом и устойчивостью к болезням. Предыдущие исследования выявили различия между типами и численностью присутствующих бактерий:

• Эстель и коллеги (2014) определили наследственный компонент обилия определенных типов бактерий между людьми, варьирующийся от очень низкого (0.0) до очень высокого (0.82) в зависимости от типа рода. Ненулевые оценки наследуемости предполагают, что гены свиньи действительно играют роль в составе микробиома.
• Позднее Чен и его коллеги (2018) представили независимую оценку с оценками наследуемости, превышающими 0.56 для численности бактерий.
• Кроме того, группа Эстель выявила сильную генетическую корреляцию между определенными типами рода, предполагая симбиотические отношения между ними.
• Дополнительные данные о микробном влиянии на производительность предполагают, что вагинальный микробиом может оказывать большее влияние на репродуктивную функцию (смертность до отъема и количество поросят-отъемышей), чем генетика хозяина (Sanglard et al., 2000).

В совокупности эти данные свидетельствуют о потенциальной важности микробиома в формировании фенотипов и генетической роли хозяина (свиньи) в составе микробиома.

Имея доказательства того, что генетика хозяина играет роль в составе кишечных микробных популяций, следующим важным шагом является рассмотрение генетической селекции состава микробиома, благоприятного для здоровья и продуктивности свиней.

Имеются ранние доказательства того, что признаки иммунитета, измеряемые по составу крови, генетически коррелируют с типом присутствующей микробиоты (Estelle et al., 2014).

Микробиом также влияет на эффективность ответа на вакцину. Индивидуальные генетические вариации были зарегистрированы в популяциях человека и мыши, а также между популяциями людей, сегрегированными географически (Lynn and Pulendran 2017). Недавний пример со свиньями также выдвинул гипотезу о влиянии кишечного микробиома на эффективность вакцины (Munyaka et al., 2020), где они подтвердили фенотипическую взаимосвязь при связывании реакции вакцины Mycoplasma hyopneumoniae с составом микробиома до вакцинации. По их выводам, обилие определенных типов рода может лучше предсказать результаты вакцинации, чем другие.

Эти результаты в сочетании с доказательствами генетического влияния хозяина на микробиом кишечника свиньи предполагают реальную возможность дальнейшего повышения устойчивости к естественным заболеваниям посредством генетического отбора благоприятного микробиома кишечника свиньи.

Компания Genesus присоединилась к этим поискам, приняв участие в крупномасштабном проекте прикладных исследований Genome Canada в 2014 году. Что касается исследований микробиома на сегодняшний день, измерения микробиома молодых свиней потенциально могут предсказать результаты их реакции на вакцину, которые впоследствии связаны с иммунитетом и потенциальной восприимчивостью к болезням.

В категории: Популярные новости, Глобальная технология

Этот пост был написан Genesus