IL CONTRIBUTO DELLA RICERCA DI BASE

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1 IL CONTRIBUTO DELLA RICERCA DI BASE Barbara Begni Centro di Referenza Nazionale per il Benessere Animale - IZSLER - BRESCIA CONVEGNO PROBLEMATICHE ATTUALI DI RICERCA E STUDIO SUL BENESSERE ANIMALE MILANO 3/12/2004

2 RICERCA SUL BENESSERE ANIMALE Ricerca applicata. - direttamente proiettata alla risoluzione di problemi pratico-applicativi (identificazione di parametri obiettivabili e schemi di valutazione). Ricerca di base - fondata sull identificazione e sull analisi dei meccanismi fondamentali di adattamento all ambiente di una specie animale.

3 RICERCA DI BASE Principali aree di sviluppo Microarrays Proteomica Psico-neuro-immunologia Analisi morfometriche (asimmetria di fluttuazione) Omotossicologia (diagnosi d organo tramite elettroagopuntura)

4 MICROARRAY Tecnica: espressione di più geni (correlati) supporto: cdna su fase solida mrna cellulare fluorocromo ibridazione mrna fluor / cdna spot lavaggi osservazione al microscopio e/o acquisizione d immagine

5 MICROARRAYS in Medicina Veterinaria Principali applicazioni: espressione dei geni delle citochine infiammatorie e di regolazione della risposta immunitaria: Ledger T.N. et al. Development of a macroarray to specifically analyse immunological gene expression in swine. (CD40, IFN-γ, IL-2, IL-2R, TNF-α). Sarson A.J. Et al. Development of a chicken immune system microarray (Malattia di Marek) McGuire K. Et al. Development of a bovine macrophage specific microarray to investigate breed resistance to tropical theileriosis. Lo studio dei geni delle citochine infiammatorie è pertinente alla problematica del benessere animale

6 FLOGOSI ED EVOLUZIONE FILOGENETICA Stress: stimolo ambientale che sovraccarica i sistemi di controllo e regolazione Infiammazione: parte integrante della risposta da stress filogeneticamente determinata (Ottaviani E. and Franceschi C., Domest. Anim. Endocrinol. 15, ). Esempi: trasporto dei vitelli e svezzamento precoce dei suinetti, esordio della lattazione nella bovina da latte. Espressione dei geni per citochine infiammatorie: comprensione dei meccanismi di adattamento all ambiente valutazione della reazione di adattamento

7 PROTEOMICA Espressione genica: non sempre corrisponde all assetto di proteine in una matrice biologica. Proteoma: prodotto finale del genoma espressione dello stato funzionale dell organismo in un dato momento. Benessere animale: variazioni del proteoma di una matrice organica in funzione della situazione ambientale data (salute, malattia, microclima, privazione sensoriale, turba emotiva, ecc.) Non tutte le matrici biologiche sono adatte all estrazione dell mrna (plasma, urine, saliva ecc.)

8 PROTEOMICA: fasi analitiche Solubilizzazione delle proteine contenute nella matrice Prima separazione delle proteine per punto isoelettrico Seconda separazione per peso molecolare Rivelazione degli spot mediante colorazione Acquisizione immagine e densitometria Identificazione degli spots (MS)

9 Proteomica: limiti analitici Solubilità delle proteine del campione (es. proteine di membrana) Presenza di sostanze interferenti (es: lipidi, sali, acidi nucleici) Concentrazione delle proteine nel campione Specificità dei sistemi separativi Sensibilità dei sistemi di identificazione degli spots Valore biologico delle variazioni densitometriche e loro significatività statistica

10 PROTEOMICA e benessere animale Mappatura delle principali proteine reattive nelle diverse matrici biologiche animali Valutazione dello stato di benessere mediante individuazione di spots reattivi espressione del tentativo di adattamento ambientale.

11 LA NOSTRA ESPERIENZA Valutazione dello stato di benessere in suini di allevamenti intensivi mediante applicazione dell analisi proteomica del siero di sangue. Metodologia: animali appartenenti alla stessa nidiata scelta dei suini in base ad alterazioni di parametri di immunologia clinica (funzionali alla predizione di patologie condizionate)

12 LA NOSTRA ESPERIENZA Suino con parametri immunologici alterati Suino con parametri immunologici normali pi 10 pi 3

13 PSICONEUROIMMUNOLOGIA Individuazione delle interazioni tra funzioni del sistema nervoso - sistema endocrino - sistema immunitario. Ormoni peptidici, Sistema immunitario neurotrasmettitori, citochine Sistema neuroendocrino Interazione con specifici recettori

14 PSICONEUROIMMUNOLOGIA Sistema immunitario reporter system di difficoltà di adattamento all ambiente alterazione neuroendocrina (valutabile clinicamente per es. il comportamento da malattia) Comprensione di manifestazioni fisiopatologiche atte ad aumentare la possibilità di adeguamento alla situazione sfavorevole febbre alterazione del comportamento alimentare (anoressia) Interazione tra l attivazione di determinati nuclei neuronali e la funzionalità del sistema immunitario

15 Morfometria (asimmetria di fluttuazione) Correlazione tra alterazioni morfologiche (asimmetrie corporee) e stress. Alterazione dell omeostasi dell individuo (Thorhill and Moller). Individuazione di parametri utili per: frequenza e gravità delle asimmetrie studi sul benessere animale

16 Morfometria (asimmetria di fluttuazione) LIMITI Scarse conoscenze dei meccanismi Interferenza di fattori genetici

17 OMOTOSSICOLOGIA Omeopatia: identificazione del p.a. in grado di provocare i sintomi che a dosi infinitesimali cura. Omotossicologia: identificazione del p.a. e stadiazione dei fenomeni patologici. Omotossicologia Elettroagopuntura secondo Voll.

18 ELETTROAGOPUNTURA COMBINAZIONE TRA AGOPUNTURA CINESE E BIOFISICA. MISURAZIONI ELETTROFISICHE SU AREE CUTANEE DELIMITATE AD ELEVATA CONDUTTANZA. PRINCIPIO DELLA DERIVAZIONE DI CAMPI ELETTRICI DEI DIVERSI ORGANI E DISTRETTI CORPOREI.

19 ELETTROAGOPUNTURA APPLICAZIONI: approccio classico diagnosi di intolleranze alimentari (impedenza elettrica); diagnostica d organo (derivazione di potenziale elettrico afferente a diversi organi o apparati)

20 RICERCA DI BASE Sistemi utili per la comprensione del grado di welfare. Ottimi per screening in alcune specie (morfometria d allevamento allevamenti avicoli).