Cap. 3 RICHIAMI SULL ALLEVAMENTO E SULLA GENETICA DEL CANE

Transcript

1 Cap. 3 RICHIAMI SULL ALLEVAMENTO E SULLA GENETICA DEL CANE OMISSIS Selezione contro le malattie ereditarie Quando un cucciolo di un canile mostra inaspettate delle anormalità si pone subito la domanda se queste siano ereditarie. Per rispondere si può procedere in diverse direzioni : 1) verificare se ci sono altri animali affetti provenienti dalla stessa madre o padre o da individui correlati; 2) controllare se esiste una frequenza significativa dell'anormalità in una razza o ceppo rispetto ad altre; 3) analizzare il pedigree od albero genealogico che segnala parenti comuni nel padre e nella madre; dovrebbe essere presente il maggior numero di generazioni possibili sia degli animali con la caratteristica anomala, sia quelli normali ed i rapporti di parentela tra di essi; 4) riprodurre incroci sperimentali per determinare se l'anormalità ricorre ed ha carattere ereditario; 5) verificare se non siano disponibili test diagnostici per identificare i soggetti malati e i portatori. Alcune di queste indicazioni sono più conclusive di altre, per es. la 3 che segnala l'inbreeding, che può far supporre l'ereditarietà, ma spesso sono necessari incroci sperimentali (come al punto 4). Per fortuna molti difetti sono stati descritti in letteratura, quindi un buon testo e la sua consultazione attenta può dare delle risposte interessanti ed esaudienti. Se viceversa non esiste alcuna segnalazione certa, allora occorre procedere ad incroci sperimentali. Questi incroci possono essere utili per identificare non soltanto i difetti, ma anche i caratteri di pregio desiderati. Le anomalie genetiche del cane possono essere legate: - alla selezione, pertanto si elencano tutte quelle anomalie morfologiche, funzionali e comportamentali favorite dalla selezione che l'allevatore opera per caratteri a lui interessanti, connessi a standard di razza; - ad eventi accidentali o mutazionali che investono interi cromosomi (aberrazioni) o geni (vere e proprie mutazioni). Inoltre le anomalie genetiche possono risiedere in diverse alterazioni: - cromosomiche, ma la citogenetica canina non è particolarmente sviluppata e nessuna correlazione tra anormalità cromosomiche e determinate patologie è stata valutata con adeguata attendibilità statistica; - monofattoriali per un solo gene che può essere su di un autosoma e può avere comportamento dominante o recessivo oppure su di un eterocromosoma; le malattie che inducono hanno una eredità qualitativa; - polifattoriale dovuta all'azione di diversi geni (poligenico); le malattie che inducono hanno una eredità quantitativa. Per non tutte le anomalie a carattere genetico è stato possibile stabilire con certezza un suo preciso comportamento ereditario ascrivibile alle alterazioni sopra citate. Selezione contro le malattie di origine genetica con eredità quantitativa Oggigiorno la selezione contro due patologie, la displasia dell anca e la displasia del gomito, viene eseguita sotto forma di selezione limite o soglia in cui, in genere, solo i soggetti privi della patologia o quelli che la manifestano in forma leggera sono ammessi (=raccomandati) alla riproduzione. In linea di massima, è il comitato consultivo per l'allevamento che determina le linee di condotta ed esiste una prassi diversa quando viene richiesta la valutazione di soggetti Cap. 3 Richiami sull allevamento e sulla genetica del cane 21

2 che sono interessati da un grado leggero di malattia. Alcune associazioni di razza permettono soltanto l'utilizzo di animali privi della malattia, mentre altri permettono anche l'impiego di quelli con un grado leggero. Alcuni club di razza considerano anche il grado della displasia nei parenti stretti del "candidato per la riproduzione". La rigororità dei requisiti da applicare dovrebbe naturalmente essere valutata in relazione alla dimensione della popolazione ed all'incidenza della diffusione della malattia nella popolazione. Dal momento che è stata instaurata una routine per la registrazione centralizzata delle malattie, dovrebbero esistere delle appropriate condizioni per il calcolo dell'indice di selezione per queste patologie. Ciò ha principalmente due vantaggi: 1. La possibilità di classificare animali fenotipicamente normali e perciò la possibilità di un più elevato differenziale di selezione. 2. Una maggior affidabilità della selezione di animali dal momento che vengono considerate le informazioni sui genitori. Selezione contro le malattie di origine genetica con eredità qualitativa Oggigiorno è stata documentata una serie di difetti e di malattie con una eredità qualitativa semplice (Mendeliana). Di continuo compaiono nuove malattie che sono sospettate essere causate da un singolo gene. La ragione principale per questa elevata incidenza nel cane è probabilmente da cercarsi nella pratica della riproduzione all'interno di ristrette popolazioni che rende elevato il grado dell'inbreeding. Non è possibile applicare la selezione contro tali malattie (ed anche contro altri caratteri) senza una contemporanea valutazione della dimensione della popolazione. Nelle piccole popolazioni, una rigida selezione contro singoli difetti genici può indurre una drastica diminuzione della dimensioni della popolazione, un incremento del grado dell'inbreeding e conseguentemente dell'incidenza di coppie di geni omozigoti. Ciò aumenterà inoltre la possibilità della comparsa di nuove malattie ereditarie e quindi inizierà un circolo vizioso. Nella valutazione di provvedimenti da prendere contro singoli difetti genici, è necessario rendersi conto delle modalità ereditarie che sottintendono alla malattia e delle possibilità di poter intervenire per limitare la diffusione di queste malattie. Malattie con eredità autosomica recessiva Queste malattie si manifestano soltanto negli animali omozigoti. Se compaiono in una cucciolata, è ovvio che entrambi i genitori sono portatori del gene. Se la malattia ha una penetranza completa, entrambi i genitori portano il gene in dose singola (se entrambi i genitori sono portatori sani). In tale cucciolata può essere atteso il 25% dei soggetti (come media) colpito dalla malattia, il 50% dei soggetti sarà portatore ed il 25% della cucciolata sarà privo del gene (vedi tabella 4/3). Tabella 4/3 segregazione di geni con eredità autosomica recessiva e risultati sul genotipo e fenotipo. Segregazione di geni con eredità autosomica recessiva Genitori - genotipo Ss m Ss m Risultati incrocio SS Ss m Ss m s m s m Risultati genotipo della malattia Esente Portatori (1/2) Malati Risultati fenotipo della malattia Esente Malati Nel caso di geni recessivi, se la selezione sarà diretta solo contro l'animale malato (s d s d ) sarà inefficace dal momento che la maggior parte dei geni difettosi (s d ) nella popolazione riguarda gli animali eterozigoti. La selezione sarà gradualmente sempre meno efficace con il diminuire dell'incidenza dei geni difettosi nella popolazione. Ciò è riportato nella tabella 5/3, che mostra quante generazioni (ciascuna di 4,2 anni) sono necessarie per dimezzare la frequenza del gene indesiderato con la rimozione degli animali affetti. Cap. 3 Richiami sull allevamento e sulla genetica del cane 22

3 Tabella 5/3 Numero di generazioni necessarie (ed anni) per dimezzare l iniziale frequenza del gene difetttoso Frequenza del gene difettoso nella popolazione 0,20 0,10 0,05 0,025 Numero di generazioni per ridurre la frequenza Numero di anni necessari per ridurre la frequenza considerando 4,2 anni la media generazionale Se non esiste la possibilità di riconoscere e di togliere gli animali eterozigoti, sarebbe raccomandabile l'esclusione dalla riproduzione dell'intera cucciolata e di entrambi i genitori. In dipendenza della dimensione della popolazione ed all'incidenza del gene difettoso nella popolazione, è necessario considerare l esclusione dalla riproduzione dei genitori e dei loro collaterali più stretti. Comunque, in alcuni casi è possibile distinguere i portatori eterozigoti dagli animali sani omozigoti. In tal caso non è necessario togliere l'intera cucciolata, ma soltanto i soggetti portatori del difetto. Questi tipi di anomalie non possono essere rapidamente eliminate dalle popolazioni, poiché solo l'omozigote recessivo di solito è affetto in modo evidente e quindi può essere escluso dalla riproduzione. Il carattere si ripresenterà quando due eterozigoti si accoppiano tra di loro. L'importante è quindi riuscire a svelare gli eterozigoti che sono portatori. Ci sono delle prove di incrocio che consentono di svelare il portatore prevedendo l'accoppiamento con l'omozigote o con l'eterozigote noto e test genetici di laboratorio. Incrocio di prova con un omozigote noto E' l'accoppiamento di un animale di genotipo ignoto (A) con uno o più del genotipo noto (B) per verificare se (A) porta o meno alcuni specifici geni. Esaminiamo gli incroci sul Cocker spaniel per l'ereditarietà del colore del mantello. Per verificare che uno stallone nero non generi figli rossi occorre provare che sia di genotipo 'BBEE'. Consideriamo solo un paio di alleli, dal momento che 'b' sembra essere meno comune di 'e' e poniamo i cani neri come 'EE' o 'Ee' ed i rossi come 'ee'. L'incrocio si effettua tra neri x rossi. I rossi possono essere solo 'ee', ma i neri possono essere sia 'EE' che 'Ee'; pertanto si procede ad un semplice incrocio di ritorno al tipo omozigote recessivo. Se lo stallone nero testato ha genotipo 'EE', ci saranno solo progenie nere anche se una parte di queste avrà ricevuto il gene 'e' dalla madre. Se viceversa lo stallone è 'Ee' dovrebbe avere una progenie metà nera e rossa. Per avere una buona probabilità di identificazione genotipica si rimanda alla tabella 6/3. Purtroppo è evidente che per eseguire dei test di incrocio per le malattie ereditarie occorre mantenere in vita un soggetto ammalato in omozigosi che viene utilizzato a questo fine, solo per saggiare la bontà genetica di un eventuale riproduttore. Questa procedura pertanto rasenta i limite dell eticità professionale. N neonati neri probabilità che il maschio non sia Ee 1 1 in " " " " " " " " " Tabella 6/3 : probabilità nell'incrocio di prova di neri maschi x rosse femmine che lo stallone sia EE(e non Ee). Incrocio di prova con un eterozigote noto Spesso accade che alcuni difetti ereditari da eliminare siano letali allo stadio omozigote (nella gestazione, dopo la nascita o durante la vita) e sopravvivono solo gli eterozigoti. In tali condizioni quest'incrocio deve essere fatto tra il sospettato (di genotipo ignoto) ed un eterozigote noto. Qualsiasi stallone o fattrice che ha prodotto figli malati è un portatore noto, a meno che il difetto sia legato al sesso (in questo caso, lo stallone può essere in genere escluso). Per sapere Cap. 3 Richiami sull allevamento e sulla genetica del cane 23

4 Tabella 7/3: probabilità nell'incrocio di prova di maschio sospetto x femmina portatore noto, che il sospettato non porti il gene autosomico recessivo in accertamento quanti cuccioli sono necessari, per dire se il sospettato è portatore o meno del carattere indesiderato, vedasi la tabella 7/3 che è diversa dal caso precedente. Si sottolinea che i portatori di geni indesiderati possono essere molto utili e non dovrebbero essere eliminati dal momento che il loro genotipo è noto. Infatti essi possono essere utilizzati proprio come esploratori di geni indesiderati (probanti). Anche in questo caso si rasenta i limiti dell etica con il solo scopo di allevare un soggetto eterozigote con un processo morboso ereditario. Come è naturale negli esempi il soggetto in esame era sempre un maschio dato che questi può dare origine a più cucciolate nello stesso anno e può diffondere più rapidamente certi caratteri. In mancanza di un omozigote o di un eterozigote noto si può provare lo stallone con un sufficiente numero di figlie. N cuccioli normali probabilità che il sospetto non sia portatore 1 3 in " " " " " " " " " " " " " Si rientra pertanto nel caso di una prova con eterozigote noto, poichè se lo stallone è eterozigote anche il 50% delle sue figlie lo sarà. Infatti con un accoppiamento tra due eterozigoti ci si attenderà solo un 25% di omozigoti recessivi con la presenza del carattere, in quanto il rimanente 50% sarà eterozigote ed il 25% esente totalmente dal carattere in questione. Identificazione degli eterozigoti mediante test sui prodotti genici Talvolta è possibile identificare un eterozigote di carattere recessivo per mezzo di test di laboratorio in caso ad es. di deficienze di particolari enzimi o fattori che entrano nel processo coagulativo (fattore VII). Infatti questi hanno un livello di attività enzimatica che si colloca ad un tasso intermedio tra l'omozigote normale e l'omozigote recessivo con doppia dose del gene anormale. La percentuale di attendibilità è buona seppure possano esistere soggetti portatori dell'anomalia con valori che sono ad appannaggio degli omozigoti normali. Nella figura 8/3 è riportata l'attività del fattore VII in cani Beagle espressa logaritmicamente, con le distribuzioni dei campioni di sangue degli eterozigoti conosciuti invertite rispetto all'asse dell'ascisse, per meglio dimostrare quanto poco esse si sovrappongono alle distribuzioni dei cani riconosciuti come non portatori del gene responsabile di questa deficienza. Con una soglia discriminante di 1,92 il test ha identificato il genotipo di 64 cani su 69 studiati. Cap. 3 Richiami sull allevamento e sulla genetica del cane 24

5 Fig. 8/3: Misurazione del livello di attività del fattore VII della emocoagulazione in 69 cani Beagle per identificare soggetti eterozigoti portatori del difetto Malattie con eredità autosomica dominante In teoria è semplice rimuovere tale difetto con l'eliminazione di tutti i soggetti che sono portatori del gene. Il problema di questo tipo di malattie è che spesso non hanno una completa penetranza ed espressione, cioè la malattia non sempre è osservabile nel fenotipo, anche se il soggetto è portatore del gene difettoso. Se tale malattia compare nella cucciolata, è ovvio che almeno uno dei genitori è portatore del gene dominante senza mostrarlo. Se un genitore possiede il gene in dose singola, mentre l'altro ne è privo, in media la metà della cucciolata dovrebbe ereditare il gene (vedi tabella 9/3). Se entrambi i genitori sono portatori di questo gene, il 75% della progenie riceverà il gene in dose singola o doppia (vedi tabella 10/3). Tabella 9/3 segregazione di geni con eredità autosomica dominante e risultati sul genotipo e fenotipo (accoppiamento eterozigote malato con omozigote recessivo esente). Segregazione di geni con eredità autosomica dominante con piena espressività e penetranza Genitori - genotipo S m s ss Risultati incrocio S m s S m s ss ss Risultati genotipo della malattia Malati Malati Esente Esente Risultati fenotipo della malattia Malati (1/2) Esente (1/2) Tabella 10/3 segregazione di geni con eredità autosomica dominante e risultati sul genotipo e fenotipo (accoppiamento tra due eterozigoti malati). Segregazione di geni con eredità autosomica dominante ad espressività e penetranza incompleta Genitori - genotipo S m s S m s Risultati incrocio S m s S m s S m s ss Risultati genotipo della malattia Malati Malati Malati Esente Risultati fenotipo della malattia Malati (3/4) Esente (1/4) Di conseguenza l'intera cucciolata ed entrambi i genitori dovrebbero essere esclusi dalla riproduzione, dal momento che non è possibile togliere gli animali interessati se il gene ha una penetranza incompleta. In caso di geni dominanti esiste una maggiore possibilità, rispetto a quelli recessivi, di controllare l'albero genealogico, per esempio di risalire ad antenati comuni di due Cap. 3 Richiami sull allevamento e sulla genetica del cane 25

6 generazioni precedenti. Il vantaggio del controllo dell'albero genealogico di tutti i figli di un particolare animale, è la facilità di documentare un'eventuale diffusione del gene. Malattie con l'eredità legata al sesso Questa classe comprende le malattie che sono causate da geni legati al cromosoma X. Questi sono in genere anche recessivi, dal momento che soprattutto i maschi sono colpiti dalla malattia. Quando sono coinvolti i geni legati al cromosoma X i test di incrocio sul maschio non sono più essenziali, ma occorre considerare la femmina. Qualsiasi difetto legato al sesso, anche se recessivo, si manifesta nel maschio perchè il loro cromosoma Y non porta l'allele normale. Un eccezione a ciò, in cui la prova dei maschi dovrebbe essere considerata, è il caso in cui alcuni difetti legati al sesso non sono pienamente espressi, cosicché, al fine di esserne certi, può essere conveniente avere una generazione, che naturalmente proverrebbe dalle femmine affette o portatrici. L'esempio più noto è quello dell'emofilia A o B. E' necessario incrociare la femmina sospetta con un maschio normale e crescere circa 6 figli fino all'età in cui l'emofilia si manifesta. Poiché le femmine che portano il gene per l'emofilia sono eterozigoti, la possibilità che un cucciolo sia emofilico e maschio è 1/4, cioè la metà circa dei maschi sarà malata. Con i geni legati al sesso un semplice incrocio di ritorno della femmina sospetta x maschio malato rivelerà se la femmina porta il gene recessivo (stato di portatore). La femmina, che è portatrice del gene, è in grado di trasmetterlo sia ai figli che alle figlie e conseguentemente le figlie diventeranno portatrici, mentre i figli saranno colpiti dalla malattia. Un maschio può trasmettere il gene difettoso solo alla figlia (dal momento che il figlio riceve il cromosoma Y). In questo caso non è necessario eliminare il padre dalla riproduzione, se il gene compare nella cucciolata (nei maschi), perché questi maschi hanno ricevuto il cromosoma difettoso dalla madre (Tabella 11/3). Analogamente non è necessario escludere un maschio sano dalla futura riproduzione, purché il gene abbia una penetranza completa (Tabelle 11/3 e 12/3). Tabella 11/3 segregazione di geni con eredità legata al sesso e risultati sul genotipo e fenotipo. Segregazione di geni con eredità legata al sesso Genitori - genotipo X m X XY Risultati incrocio X m X X m Y XX XY Risultati genotipo della malattia Portatrice Malato Esente Esente Risultati fenotipo della malattia Malati 1/2 totale dei maschi, portatrici 1/2 totale delle femmine Tabella 12/3 segregazione di geni con eredità legata al sesso e risultati sul genotipo e fenotipo. Segregazione di geni con eredità legata al sesso Genitori - genotipo XX X m Y Risultati incrocio XX m XY XX m XY Risultati genotipo della malattia Portatrice Esente Portatrice Esente Risultati fenotipo della malattia Tutti i soggetti sono fenotipicamente esenti, le femmine però sono tutte portatrici Liberamente tratto ed integrato dal capitolo Hundavl scritto da F. Lingaas, del testo Hund AVL Og Helse edito da A. Indrebo, 1991 Lubas G. - Appunti sulle principali patologie con base genetica a carattere medico internistico nel cane - Serv Edit Univ Pisa, pp. 142, I a ediz., Cap. 3 Richiami sull allevamento e sulla genetica del cane 26