Piano di selezione genetica ovina: basi, risultati e prospettive

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1 IZSTO Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Piemonte, Liguria e Valle d Aosta PIANO DI SELEZIONE GENETICA PER LA RESISTENZA ALLE ENCEFALOPATIE SPONGIFORMI NEGLI OVINI : ASPETTI APPLICATIVI 4 aprile 2014 Piano di selezione genetica ovina: basi, risultati e prospettive Giuseppe Ru

2 Di cosa parliamo oggi (1/2): Scrapie!

3 Di cosa parliamo oggi (2/2): Scrapie!

4 Qualche premessa sui fondamentali

5 IZSTO Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Piemonte, Liguria e Valle d Aosta Polimorfismi del gene PrP ovino

6 IZSTO Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Piemonte, Liguria e Valle d Aosta A V R H Q H La combinazione dei tre polimorfismi dàd origine a 5 alleli: VRQ ARQ ARR AHQ ARH R

7 IZSTO Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Piemonte, Liguria e Valle d Aosta ARR conferisce resistenza alla scrapie classica Gli altri alleli conferiscono suscettibilità di grado diverso a seconda di razze e ceppo di scrapi VRQ è generalmente considerato l allele a più elevata suscettibilità.

8 IZSTO Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Piemonte, Liguria e Valle d Aosta NSP 1 NSP 2 Classificazione dei genotipi on base al livello di suscettibilità alla scrapie classica NSP 3 NSP 4 NSP 5

9 IZSTO Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Piemonte, Liguria e Valle d Aosta Classificazione dei genotipi in relazione alla suscettibilità alla scrapie atipica Atipica Classica NSP1 NSP2 NSP3 NSP4 NSP5

10 IZSTO Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Piemonte, Liguria e Valle d Aosta La fenilalanina in posizione 141 conferisce elevata suscettibilità al ceppo di scrapie atipica Nor A V R H Q H L F R

11 Perchè avviare piani di selezione? E' difficile lottare contro la scrapie Ciò dipende da vari fattori: Come per la BSE, in campo abbiamo a disposizione solo test diagnostici post-mortem I tempi di incubazione della malattia sono molto lunghi (almeno 2-4 anni) Non conosciamo ancora completamente le modalità di trasmissione Sulla base dei fattori di rischio noti (quelli non genetici) è difficile impostare strategie preventive 11

12 suscettibilità genetica del capo (S/S S/R R/R) fattori di rischio

13 fattori di rischio contatto con infetti

14 greggi di grandi dimensioni contatto con infetti fattori di rischio

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22 greggi di grandi dimensioni contatto con infetti fattori di rischio

23 greggi di grandi dimensioni fattori di rischio contatto con infetti acquisto pecore da vita

24 età greggi di grandi dimensioni fattori di rischio contatto con infetti acquisto pecore da vita

25 età greggi di grandi dimensioni fattori di rischio contatto con infetti acquisto pecore da vita destino delle placente infette

26 greggi di grandi dimensioni fattori di rischio contatto con infetti acquisto pecore da vita età stagionalità e parti destino delle placente infette

27 età stagionalità e parti greggi di grandi dimensioni fattori di rischio contatto con infetti acquisto pecore da vita decontaminazione luoghi di parto / ricoveri destino delle placente infette

28 età stagionalità e parti greggi di grandi dimensioni fattori di rischio contatto con infetti acquisto pecore da vita decontaminazione luoghi di parto / ricoveri destino delle placente infette spargimento in campo di letame ovino

29 età stagionalità e parti destino delle placente infette greggi di grandi dimensioni fattori di rischio spargimento in campo di letame ovino contatto con infetti acquisto pecore da vita decontaminazione luoghi di parto / ricoveri caratteristiche di drenaggio del terreno

30 suscettibilità genetica del capo (S/S S/R R/R) età stagionalità e parti greggi di grandi dimensioni fattori di rischio contatto con infetti acquisto pecore da vita decontaminazione luoghi di parto / ricoveri destino delle placente infette spargimento in campo di letame ovino caratteristiche di drenaggio del terreno

31 suscettibilità genetica del capo profilo genetico gregge (S/S S/R R/R) età stagionalità e parti greggi di grandi dimensioni fattori di rischio contatto con infetti acquisto pecore da vita decontaminazione luoghi di parto / ricoveri destino delle placente infette spargimento in campo di letame ovino caratteristiche di drenaggio del terreno

32 suscettibilità genetica del capo (S/S S/R R/R) altre mutazioni profilo genetico gregge età stagionalità e parti greggi di grandi dimensioni fattori di rischio contatto con infetti acquisto pecore da vita decontaminazione luoghi di parto / ricoveri destino delle placente infette spargimento in campo di letame ovino caratteristiche di drenaggio del terreno

33 suscettibilità genetica del capo (S/S S/R R/R) altre mutazioni profilo genetico gregge età stagionalità e parti greggi di grandi dimensioni fattori di rischio contatto con infetti acquisto pecore da vita decontaminazione luoghi di parto / ricoveri destino delle placente infette spargimento in campo di letame ovino caratteristiche di drenaggio del terreno

34 suscettibilità genetica del capo (S/S S/R R/R) fattori di rischio

35 dalla suscettibilità al piano per la resistenza alla scrapie: cosa occorre fare? -> Genotipizzare -> Selezionare -> Disseminare

36 dalla suscettibilità al piano per la resistenza alla scrapie: cosa occorre fare? -> Genotipizzare -> Selezionare -> Disseminare

37 dalla suscettibilità al piano per la -> Genotipizzare per distinguere: resistenza alla scrapie: cosa occorre fare? RR RESISTENTI RS SEMI - RESISTENTI SS SUSCETTIBILI ARR - ARR ARR - XXX XXX - XXX

38 dalla suscettibilità al piano per la resistenza alla scrapie: cosa occorre fare? -> Genotipizzare Garantire massima efficienza: concentrarsi sulla linea maschile privilegiare allevamenti in selezione (cioè ad elevato merito genetico, in pratica iscritti al LG) vs commerciali (non iscritti) Garantire che un numero sufficiente di maschi siano genotipizzati in modo da soddisfare le necessità di monta

39 DEC. 2003/100/CE Le basi normative Decisione del 13 febbraio 2003 che fissa requisiti minimi per l'istituzione di programmi d'allevamento di ovini resistenti alle encefalopatie spongiformi trasmissibili (abrogata e sostituita dalle modifiche del REG 999/2001/CE) DM SALUTE 17 dicembre 2004 (Gazzetta Ufficiale N. 51 del 03 Marzo 2005) Piano nazionale di selezione genetica per la resistenza alle encefalopatie spongiformi negli ovini.

40 DM Salute 17 dicembre 2004 Obiettivo del piano e' quello di incrementare la frequenza dei caratteri di resistenza genetica alle EST nella popolazione ovina al fine di: a) concorrere all'eradicazione delle EST degli ovini; b) concorrere alla creazione di greggi a «basso rischio» di EST; c) contribuire alla tutela della salute umana ed animale. Il piano si basa sui principi di selezione attraverso la linea maschile

41 Obiettivi specifici: eliminazione dell'allele VRQ tramite il divieto di utilizzo di riproduttori portatori di tale allele; incremento della frequenza dell'allele ARR negli allevamenti aderenti al piano; costituzione di serbatoi di arieti omozigoti resistenti (ARR/ARR), utili anche per il ripopolamento degli allevamenti infetti; progressiva diminuzione della frequenza dell'allele ARQ negli allevamenti aderenti al piano.

42 I piani regionali Il DM prevedeva esplicitamente che ciascuna Regione o Provincia Aut. redigesse un Piano sulla base delle indicazioni date dal DM La maggior parte delle Regioni ha provveduto (nel 2012 anche Lombardia, Calabria) Veneto, Trento, Bolzano, non hanno piano ma effettuano monitoraggi genetici Eccezioni: Valle d Aosta, Friuli VG, Molise 42

43 Le genotipizzazioni previste 1. agnelli maschi o montoni; 2. femmine per la definizione di gruppi di monta; 3. maschi o femmine in un campione casuale di verifica del Piano; 4. per la gestione di un focolaio di Scrapie ovina

44 Il flusso campioni Greggi iscritte LG Greggi non iscritte Prelievi personale ASSONAPA Prelievi veterinari ASL Analisi LGS Cremona Analisi IIZZSS

45 Il sistema informativo Stabilito un set comune di informazioni da raccogliere (a cura di ASL e APA) relative alle aziende aderenti e ai singoli individui testati Attivata Banca dati nazionale selezione genetica (BDNSG) presso il CEA di Torino Fornito un tracciato record comune nazionale L assenza di un sistema di identificazione elettronica individuale efficiente impedisce di seguire il destino dei capi dopo la loro genotipizzazione

46 Flusso dati che alimenta la BDNSG ALLEVAMENTO DATI INDIVIDUALI Anagrafe zootecnica Teramo (BDN) DATI AZIENDALI...inpratica... DATI CONSISTENZE REGIONE???...inteoria... ASL IZS APA LGS IZCS ASSONAPA BDNSG

47 Aziende ovine coinvolte: (di cui 282, 1,6%, per focolaio) Gennaio 2005 Giugno 2013 Aziende presenti Aziende aderenti

48 Aziende coinvolte sul totale Gennaio 2005 Giugno 2013 Sardegna Piemonte Sicilia Trento Veneto Emilia_Romagna Toscana Abruzzo Marche Basilicata Liguria Umbria Lombardia Lazio Puglia Campania Friuli_Venezia_Giulia Molise Calabria Bolzano Valle_d_Aosta Italia 30/06/2005 aziende_in_selezione 31/12/2005 aziende_in_focolaio 30/06/ /12/2006 Sardegna 30/06/ /12/ /06/ /12/ /06/ /12/ /06/ /12/ /06/ /12/ /06/ /12/ /06/2013 aziende_in_selezione aziende_in_focolaio

49 Capi genotipizzati per selezione (39,2% del totale) per gestione di focolaio 5 CAPI OVINI VIVI GIUGNO Gennaio 2005 Giugno 2013

50 dalla suscettibilità al piano per la resistenza alla scrapie: cosa occorre fare? -> Genotipizzare Garantire massima efficienza: concentrarsi sulla linea maschile privilegiare allevamenti in selezione (cioè ad elevato merito genetico, in pratica iscritti al LG) vs commerciali (non iscritti) Garantire che un numero sufficiente di maschi siano genotipizzati in modo da soddisfare le necessità di monta

51 2005: genotipizzati 2006: genotipizzati 2007: genotipizzati femmine Privilegiare la linea maschile? 9443 maschi focolaio : genotipizzati 2009: genotipizzati 2010: genotipizzati : genotipizzati 2012: genotipizzati 2013: genotipizzati focolaio femmine maschi Focolaio Selezione_su_femmine Selezione_su_maschi Selezione_su_sesso_mancante Tra i soggetti inferiori ai 2 anni di età in Selezione maschi femmine

52 Privilegiare allevamenti in selezione? Gennaio 2005 Giugno LGS ASSONAPA IIZZSS Anno di prelievo al 30/06/ ,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 N di capi genotipizzati

53 Ne genotipizziamo abbastanza In media 35,000 genotipizzazioni/anno In HGMF = 8,200 (ma ne avanzano solo 3,800) In CF = 11,300 Nei soli CF ne servirebbero ogni anno: 56,000 All appello ne mancano circa 41,000 Bisognerebbe quasi quadruplicare le genotipizzazioni di nuovi agnelli maschi che si fanno ogni anno!!

54 dalla suscettibilità al piano per la resistenza alla scrapie: cosa occorre fare? -> Genotipizzare -> Selezionare -> Disseminare

55 dalla suscettibilità al piano per la resistenza alla scrapie: cosa occorre fare? -> Selezionare Garantire: l uso privilegiato dei montoni portatori di caratteri di resistenza; l esclusione dei montoni con VRQ Strumenti: classificare i montoni e le greggi in base alla resistenza alla scrapie; introdurre regole di utilizzo e assegnare qualifiche progressive alle greggi

56 La classe dei riproduttori 1 classe RESISTENTI ARR/ARR 2 classe SEMI RESISTENTI ARR/XXX 3 classe SUSCETTIBILI XXX/XXX Riproduttori MAI consentiti: i portatori di VRQ (omozig/eterozig)

57 Dove dovremmo andare? resistenti suscettibili

58 Evoluzione genotipica nazionale nei maschi <2 anni d età Gennaio 2005 Giugno 2013 Anno di nascita

59 Trend della suscettibilità per razza Comisana N Altre razze N Biellese N Valle Belice N Merinizzata N Sarda N

60 Evoluzione allelica nazionale nei maschi <2 anni d età Gennaio 2005 Giugno 2013 Anno di nascita

61 Livelli di qualifica delle greggi I composte unicamente da ovini con genotipo ARR/ARR II interamente composte da soggetti recanti almeno un allele ARR e montoni ARR/ARR III la cui progenie discende unicamente da montoni con genotipo ARR/ARR IV la cui progenie discende unicamente da montoni recanti almeno un allele ARR V aderenti al piano

62 dalla suscettibilità al piano per la resistenza alla scrapie: cosa occorre fare? -> Genotipizzare -> Selezionare -> Disseminare Distribuire con le compravendite montoni RR o RS

63 dalla suscettibilità al piano per la resistenza alla scrapie: cosa occorre fare? -> Disseminare Strumenti: regole per compravendita dei capi per i maschi: in base alla resistenza alla scrapie dei montoni; per le femmine: in base alla qualifica delle greggi Riscontro: No dati diretti, solo stime di esperti % di greggi introducono montoni da greggi aderenti % degli aderenti evitano la circolazione di montoni suscettibili

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66 riassumendo + / - + / + - / - Il trend temporale della scrapie non indica un chiaro miglioramento della situazione epidemiologica

67 Conclusioni provvisorie 1/2 Dati i fattori di rischio, la selezione è la strategia più facilmente percorribile Un PNSG non è solo una campagna di genotipizzazioni: altrettanto importanti sono la SELEZIONE dei montoni e la loro DISSEMINAZIONE Il sistema informativo non è al momento in grado di seguire il destino dei capi genotipizzati, di verificare il loro utilizzo corretto e di valutare esistenza e rispetto delle regole legate alla qualifica degli allevamenti

68 Conclusioni provvisorie 2/2 GENOTIPIZZAZIONE: Non tutte le Regioni stanno lavorando alla stessa velocità: grande sforzo della Sardegna Qualche incoerenza nella conduzione (maschi e iscritti LG dovevano essere una priorità!!) Maschi genotipizzati, sufficienti a soddisfare le necessità? SELEZIONE: Trend temporali dei differenti genotipi iniziano ad essere positivamente influenzati dall esistenza del piano: val la pena insistere!! DISSEMINAZIONE: Non sappiamo quanto siano state rispettate classi/qualifiche e corretta disseminazione: qual è l impatto generale?

69 Grazie per l'attenzione!!! Ringrazio tutti coloro che collaborano al flusso dati, in particolare, Eleonora Aiassa, Francesco Ingravalle e Davide Vercellino