La genomica e le malattie dei suini

La rivoluzione genomica è stata possibile grazie alle tecnologie di sequenziamento conosciuta come rivoluzione genomica dovuto al know-.how di sequenziamento conosciuti come di "nuova generazione" o di "elevato rendimento". I principi della selezione genomica sono:

• IL DNA sia analizzo attraverso un chip che identifica le differenze nel codice genetico degli animali denominati: polimorfismi unici del nucleotide (“Single Nucleotide Polymorphisms”, SNP).
• Gli SNP's hanno correlazioni specifiche del DNA con le differenze produttive per determinate caratteristiche in una popolazione.

Uno dei potenziali a lungo termine per la selezione genetica è l'identificazione di geni specifici o regioni genomiche con un impatto significativo sulla salute suina e che permetta di migliorare la selezione per la resistenza e o tolleranza alle malattie. Alcuni grandi progetti e ricerche in collaborazione sono in corso e i risultati vengono gradualmente aggiunti al data base esistente della letteratura scientifica.

Figura 2. La genomica sta lavorando sull'identificazione degli SNPs per caratteri legati alla sanità (Fonte: Prof. C. Haley – Roslin Institute, Edinburgh)

Per esempio, la recente edizione dell'influente rivista PAG (International Plant and Animal Genomics) pubblicata nel 2014, porta tra i prinicipali articoli i seguenti:

• Ricercatori americani hanno identificato 3 marcatori che sono significativamente associati alle lesioni polmonari causate da pleuropolmonite e/o polmonite enzootica. Si aspetta che questo permetterà di identificare la variazione genetica correlata con l'aumento della resistenza alle malattie respiratorie.
• Scienziati cinesi hanno lavorato sui meccanismi che spiegano la differenza di status sanitario tra i suini tipo Landrace (sensibili) e suini Tongcheng (razza cinese resistente all'esposizione del PRRSv). Hanno osservato l'espressione differenziata del gene CD169 nei suini Tongcheng rispetto ai suini Landrace dopo infezione sperimentale con PRRSV. Alcuni studi presentati mostrano che il recettore CD169 migliora la presentazione dell'antigene alle cellule T.
• Il Consorzio PHGC PRRS (Host Genetics Consortium)(PHGC) è stato creato da un gruppo di ricercatori del Canada ed USA per determinare il ruolo della genetica nella resistenza all'infezione del virus PRRS e degli effetti correlati con l'accrescimento. Gli ultimi risultati di studi con i suinetti in svezzamento hanno identificato una regione genomica nel cromosoma 4 (SSC4) con un impatto significativo sull'intensità della carica virale e l'accrescimento dopo l'infezione con il virus. Analisi successive ed il sequenziamento della regione SSC4 dovrebbero identificare i marcatori che permettono di differenziare gli animali tra resistenti al virus PRRS/con accrescimento massimo di quelli sensibili al virus PRRS/con accrescimento ridotto.
• Altri progetti del PHGC hanno come tema il transcriptoma dei suini esposti al virus PRRS. Affinchè i geni producano proteine, il DNA si trascrive in un RNA messaggero (mRNA). Il termine transcriptoma corrisponde a tutti gli mRNA che sono utilizzati per la produzione di proteine. Questo studio offrirà altre informazione per potere decifrare i meccanismi genetici della risposta dell'ospite nel confronto di un'infezione con il PRRSV.
• Ricercatori dell'Iowa hanno presentato un'analisi genomica che ha rivelato diversità di espressione di molti geni nei suini classificati come eliminatori persistenti o moderati di Salmonelle. Hanno concluso che le differenze quantitative dei valori di IFN-γ spiegano l'espressione della maggioranza dei geni analizzati, e che il regulone IFN-γ è una fonte di geni il cui livello di espressione a due giorni dopo l'infezione può predire la capacità di escrezione degli animali.Questi geni possono essere valutati come candidati per lo sviluppo di analisi predittive della capacità escretora degl animali.
• Ricercatori cinesi hanno studiato la risposta immunitaria di suinetti per 18 caratteri ematologici, 7 linfocitari e 3 delle citochine utilizzando un vaccino contro la peste suina in 2 genotipi distinti. Hanno inoltre identificato 12 SNPs significativi correlati con la risposta immunitaria, il che suggerisce una base preliminare per una successiva identificazione delle mutazioni casuali subadiacenti alla risposta immune generica.
• Scienziati del Nebraska hanno lavorato con suini da incrocio infettati sperimentalmente con PCV2b per identificare le principali variabili genetiche che influenzano gli "indicatori" dello sviluppo della malattia e della risposta immunitaria nei confronti della PCVAD. Durante un periodo di giorni di esposizione al virus, si misurò settimanalmente gli AMG, la carica virale ed i livelli di immunità tra gli ospiti per quanto riguarda l'intensità e tempo della risposta immunitaria nei confronti del PCV2b. I principali clusters di SNPs che hanno influenzato la carica virale erano posizionati in multipli cromosoma come SSC6, SSC7 e SSC12. La regione localizzata in SSC7 ha influenzato anche l'incremento di peso giornaliero durante l'esposizione al virus. Il cluster di geni per l'antigene leucocitario suino classe II si localizza nella sudetta regione e può spiegare per buona parte la variazione fenotipica che si osserva..

Figura 3. PCVAD – un obiettivo chiave per il futuro per la selezione genomica (Foto: J. Mackinnon).

Oltre agli studi citati, si sta ricercando sui geni SNPs coinvolti in altre malattie rilevanti come l'afta, la Peste suina africana e l'influenza. Logicamente per la futura selezione in funzione dei miglioramenti della salute suina sarà necessario l'uso di marcatori multlipli e la disponibiltiità di un'enorme database di DNA di molte popolazioni ben caratterizzate sia geneticamente che fenotipicamente, sulle quali sia possibile identificare correlazioni tra gli SNPs e gli aspetti sanitari.