PKD
La Polycystic Kidney Disease (PKD), o malattia del rene policistico, è una malattia ereditaria,
caratterizzata da cisti renali che compaiono già nei cuccioli e progressivamente negli anni
aumentano di diametro, portando ad un ingrossamento del rene e riducendone la funzionalità.
La mutazione genetica che causa la più comune forma nel Persiano/Esotico è stata scoperta nel
gene PKD1 dai ricercatori della University of California Davis (L. A. Lyons, D. S. Biller, C. A.
Erdman, M. J. Lipinski, A. E. Young, B. A. Roe, B. Qin and R. A. Grahn (2004) Feline Polycystic
Kidney Disease Mutation Identified in PKD1. J Am Soc Nephrol 15: 2548–2555) ed il test
genetico (R. A. Grahn, D. S. Biller, A. E. Young, B. A. Roe, B. Qin and L. A. Lyons (2004) Genetic
testing for feline polycystic kidney disease, Animal Genetics, 35, 462–504) è attualmente a
disposizione anche presso il Laboratorio di Genetica Molecolare_ Vetogene del Dipartimento di
Scienze Animali in quanto licenziatario di Università della California-Davis (License U.C. U.C.
Case No. 2004-447_Control No. 2006 - 01 – 0294).
Il test è stato validato anche nelle razze persianizzate, come l’Hymalaian, l’American Shorthair
e la Scottish Fold e per le razze Ragdoll e British Shorthair.
La trasmissione genetica del difetto è di tipo autosomico dominante, quindi un gatto omozigote
recessivo (cioè con 2 copie del gene “normali”) è sano, mentre un gatto eterozigote (cioè con 2
copie del gene diverse, una “normale” e una “difettoso”) è malato o lo diventerà. Gatti omozigoti
dominanti (cioè con 2 copie del gene “difettose” in genere non nascono e si ipotizza che muoiono
allo stadio embrionale e vengano riassorbiti.
Il test genetico non dà indicazioni circa il grado di severità della malattia. Tuttavia essendo
sufficiente una sola copia del gene difettoso per causare la patologia, i cuccioli che nascono da
un accoppiamento in cui uno solo dei genitori è malato hanno il 50% di probabilità di essere
malati, mentre i cuccioli che nascono da un accoppiamento in cui entrambi i genitori sono malati
hanno il 75% di probabilità di essere malati.
Il test genetico consente di individuare gli eterozigoti prima della maturità sessuale (già a due
mesi) e prima che il riscontro ecografico e clinico siano chiari. Può essere quindi di grande aiuto
nella scelta degli accoppiamenti.
1
HCM
NOTE SUL TEST GENETICO HCM
(in collaborazione con Dr. LA Lyon’s - UC-Davis)
La cardiomiopatia ipertrofica (HCM) è una malattia a base ereditaria nel gatto (1).
Un team dell’Università di Davis-California, tra cui i dottori Meurs e Kittleson, ha allevato per
ricerca una famiglia di Maine Coon i cui fondatori erano stati donati dai proprietari per studiare
HCM. In questi gatti i ricercatori hanno identificato nel 2005 (2) un’alterazione del DNA del
gene MYBPC3 che determina una mutazione (definita A31P e da molti “mutazione Meurs” del
Maine Coon) di tipo autosomico dominante fortemente associata alla malattia. Già gli stessi
autori chiarivano nella loro pubblicazione che non tutti i gatti che avevano la mutazione si
ammalavano di HCM e che viceversa alcuni gatti malati non avevano la mutazione. A questo sono
seguiti di recente due lavori di altri autori (3,4) in cui si ribadiva che non tutti i Maine Coon con
la mut.A31P sviluppavano la malattia. E in uno di questi (4) si attribuiva, erroneamente, questa
discrepanza al fatto che la mutazione non fosse causativa.
I test genetici sarebbe opportuno che avessero penetranza pressochè completa (cioè in cui il
test genetico è correlato circa al 100% al carattere), e in genere l’hanno. Esistono però anche
diversi casi in cui la penetranza, pur essendo altissima non è del 100%. Ad esempio la mutazione
CEP290 della PRA dell’Abissino, la PK deficiency, alcuni geni del colore, così come anche le
mutazioni HCM dell’uomo. In questi casi l’insorgenza o l’intensità del fenotipo non sono correlate
completamente al genotipo, ciò non significa che è inutile fare il test genetico.
Quali sono i fattori che possono modulare la presenza e la gravità della malattia nel singolo gatto
positivo alla mutazione?
1) Penetranza incompleta – anche se nel gatto c’è la mutazione causativa, il carattere non si
manifesta. La penetranza incompleta è il caso estremo della Espressione Variabile (vedere
dopo). Ancora non si conoscono le cause che portano a questa situazione, concorrono
sicuramente oltre a fattori genetici, altri fattori biologici e ambientali. Tuttavia la
spiegazione più facile è che gatti con forme molto iniziali o leggere non vengano
classificate all’ecografia come HCM. In questo gioca molto l’esperienza e la
professionalità. Specialisti con centinaia o migliaia di ecocardiografie di gatto alle spalle
danno più garanzie di una diagnosi accurata.
2) Penetranza legata all’età – HCM da mutazioni in MYBPC3 è una malattia a sviluppo lento e
tardivo anche nell’uomo, dove spesso si manifesta dopo i 50 anni. Anche nel Maine Coon
l’insorgenza è più tardiva negli eterozigoti rispetto agli omozigoti, e soprattutto nelle
femmine. Non si sono ancora determinate con precisione le età di sviluppo della malattia in
relazione al genotipo e al sesso del gatto.
2
3) Espressione Variabile – è un fenomeno che si vede in molti caratteri genetici. Per esempio
non tutti i gatti che hanno la mutazione del blu diluito presentano lo stesso colore
blu/grigio, perché il background genetico e quello ambientale ne influenzano l’espressione
generale. Ugualmente in HCM, nonostante esistano diversi gradi di spessore ventricolare,
solo lo spessore di classe “grave” porta allo sviluppo di segni clinici, nonostante ci siano
alcuni casi di morte improvvisa in forme più lievi. Gatti con HCM possono essere
classificati come border line e non essere quindi non dichiarati malati.
4) Eterogeneità genetica – una stessa malattia può essere causata da mutazioni in punti
diversi dello stesso gene o in geni diversi. Questo fenomeno è ben noto nell’HCM umano ed
è ragionevole supporlo anche nel gatto. Attualmente nell’uomo sono oltre 10oo le mutazioni
in 10 geni che possono causare HCM. Nel gatto ne sono state identificate con certezza
solo due: la suddetta A31P nel Maine Coon e la R820W nel Ragdoll, entrambe nel gene
MYBPC3, che è anche il gene più mutato nell’uomo. In altre razze come Bengala, Siberiano,
Devon Rex, Sphynx, razze miste non ci sono queste due mutazioni o sono pochissimo
frequenti. D’altra parte ci sono alcuni casi di Maine Coon che non hanno la mutazione A31P
ma hanno HCM. E’ quindi molto probabile che ci sia più di una causa genetica di HCM e
anche nel Maine Coon è possibile un’altra mutazione (magari poco diffusa)
5) Accuratezza del test genetico – I laboratori usano diverse tecniche per l’identificazione
della mutazione. Errori nel test genetico possono portare confusione nell’interpretazione.
Il sequenziamento diretto del DNA è il sistema più robusto e il “Gold Standard”, ma è
anche il più costoso. Il rischio in generale dei test a DNA è che uno dei due alleli non
amplifichi (non sia cioè “visibile”) e vada “perso”. Questo effetto si chiama allelic-drop out
(e quindi un eterozigote risulta omozigote). Anche il sequenziamento può cadere in questa
trappola, ma è più facile accorgersi dell’errore perché si analizzano tratti molto lunghi del
gene. Sistemi alternativi presentano invece maggiori rischi perché analizzano solo il punto
di mutazione. Altri sistemi a DNA per l’identificazione delle mutazioni sono ad esempio
real-time PCR (TaqMan), restriction fragment lenght polymorphism (RFLP), allele-specific
oligos (ASO) e nuovi sistemi basati sulla spettroscopia di massa.
6) Diagnosi clinica non accurata – Non tutte le malattie cardiache sono HCM, la definizione e
la classificazione di HCM non è univoca tra i cardiologi. Interpretazioni differenti e non
allineate con rigorosi criteri di lettura e classificazione portano a interpretazioni diverse
dello stato di malattia
Molti test genetici aiutano a fare scelte selettive più consapevoli e più efficaci. Per
quanto riguarda HCM, tenendo pur conto che nella scelta selettiva devono essere
considerati tutti i caratteri di interesse, è evidente che si deve cercare di ridurre il
rischio di sviluppare e diffondere la malattia. Premesso che non è motivabile utilizzare
soggetti malati clinicamente. E’ provato che la presenza della mutazione A31P aumenta
tantissimo, se non proprio determina, lo sviluppo e la trasmissione di HCM. Gatti omozigoti
hanno una probabilità altissima di ammalarsi, oltre a trasmettere a tutti i figli l’allele
“mutato”. I gatti eterozigoti vanno valutati ed eventualmente utilizzati con accoppiamenti
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mirati con soggetti negativi e nei casi in cui altri caratteri di pregio ne scoraggino
l’eliminazione dalla riproduzione. In generale va spinta al massimo la sostituzione dei
riproduttori con soggetti omozigoti negativi, fatta però salva il mantenimento della
variabilità genetica e dei tratti di pregio. E’ per ciò un processo di eradicazione che
dev’essere necessariamente ragionato e graduale.
Sostenere la ricerca
L’unico modo per arrivare a determinare il vero rischio di malattia è seguire l’animale
durante la vita con controlli ecocardiografici periodici, confrontati con l’esito del test
genetico. Solo la raccolta di molti dati come questi porterà nel tempo alla determinazione
del rischio che l’allele patologico comporta. Fin’ora uno studio organico di questo tipo e
soprattutto lungo tutta la vita dell’animale non è stato fatto. In questo senso si inserisce
il lavoro dell’Osservatorio, che mira ad andare anche oltre e si prefigge di dare un
contributo importante alla ricerca sia nel Maine Coon che nelle altre razze che sviluppano
HCM ereditario. E questo in collaborazione con altri Laboratori e centri di ricerca
internazionali vocati a questo obiettivo.
1.
Kittleson MD, Meurs KM, Munro MJ, Kittleson JA, Liu SK, Pion PD, Towbin JA. Familial hypertrophic
cardiomyopathy in maine coon cats: an animal model of human disease. Circulation. 1999 Jun
22;99(24):3172-80.
2. Meurs KM, Sanchez X, David RM, Bowles NE, Towbin JA, Reiser PJ, Kittleson JA, Munro MJ, Dryburgh
K, Macdonald KA, Kittleson MD. A cardiac myosin binding protein C mutation in the Maine Coon cat with
familial hypertrophic cardiomyopathy. Hum Mol Genet. 2005 Dec 1;14(23):3587-93. .
3. C. Carlos Sampedrano, V. Chetboul, J. Mary, R. Tissier, M. Abitbol, F. Serres, V. Gouni, A. Thomas, and J.L. Pouchelon Prospect ive Echocardiographic and Ti ssue Doppler Imaging Screening of a Population of
Maine Coon Cats Tested for the A31P Mutation in the Myosin-Binding Protein C Gene: A Specific Analysis
of the Heterozygous Status. J Vet Intern Med 2009;23:91–99.
4. G. Wess, C. Schinner, K. Weber, H. Ku¨ chenhoff, and K. Hartmann. Association of A31P and A74T
Polymorphisms in the Myosin Binding Protein C3 Gene and Hypertrophic. J Vet Intern Med 2010;24:527–
532.
5. Meurs KM, Norgard MM, Ederer MM, Hendrix KP, Kittleson MD. A substitution mutation in the myosin
binding protein C gene in ragdoll hypertrophic cardiomyopathy. Genomics. 2007 Aug;90(2):261-4.
4
L’ “Osservatorio Italiano HCM Felina”, patrocinato dalle Facoltà di Medicina Veterinaria di
Milano, Perugia e Napoli, vede il coinvolgimento di diverse organizzazioni:
1. Il Maine Coon Club – ANFI.
2. L’Associazione Cardiologi ed Ecografisti Clinici Veterinari “CARDIEC”.
3. Il laboratorio“VETOGENE”, spin-off dell’Università di Milano
Quali sono le attività nello specifico?
Maine Coon Club - ANFI
Il Maine Coon Club (www.mainecoonclub.it) è stato fondatore dell’iniziativa cui hanno presto
aderito club di altre razze e singoli allevatori. Ha attivato un portale, all’interno del quale si
specificano le procedure e le relative modulistiche di iscrizione al progetto. Le iscrizioni sono
aperte a tutti, anche agli allevatori di altre razze comunque soggette a questa patologia (Sacri
di Birmania, Ragdoll, Sphinx, ecc.), in pratica è il ponte di collegamento con il mondo degli
allevatori e proprietari di gatti. L’ ANFI Associazione Nazionale Felina Italiana ha nominato la
Dott.ssa Francesca Serena come proprio referente all’ interno del Comitato Coordinatore
Tecnico Scientifico dell’ Osservatorio, al quale ha concesso il patrocinio.
CARDIEC
Ha il compito di raccogliere le domande di adesione dei vari studi veterinari, sparsi in tutto il
territorio Italiano, e di valutarne l’idoneità in base alla preparazione ed alla strumentazione
posseduta. Raccoglie e conserva tutti i dati clinici delle misure effettuate sul cuore con
l’obbiettivo di definire in modo ancora più preciso di quello attuale i parametri di diagnosi della
malattia.
Sul portale (www.hcmfelina.com) vi è un elenco di medici veterinari ecocardiografisti
esaminatori che aderiscono al progetto.
5
E’ il veterinario esaminatore che iscrive il gatto all’Osservatorio utilizzando il portale, effettua
il controllo ecografico e il prelievo di sangue da inviare al laboratorio. L’iscrizione al progetto
prevede delle tariffe agevolate per tutti i test clinici e genetici inerenti HCM, ma comporta
l’impegno di mettere a disposizione presso il Dipartimento di Patologia Animale, Igiene e Sanità
Pubblica Veterinaria, Università di Milano e gli analoghi Dipartimenti delle Facoltà di Perugia e
Napoli, i propri soggetti
deceduti per poter eseguire l’autopsia a scopo di ricerca. I dati vengono gestiti in ogni passaggio
in forma anonima.
VETOGENE
E’ il laboratorio di riferimento per gli esami genetici (www.vetogene.com). Il Laboratorio,
ricevuto il campione di sangue effettua la diagnosi genetica ed emette la certificazione al
proprietario e al veterinario esaminatore.
VETOGENE inoltre organizza e mantiene un database contenente i dati segnaletici, di diagnosi
genetica, di diagnosi clinica ed eventualmente di autopsia. Sulla base di questi dati il Laboratorio
effettua periodicamente delle valutazioni di prevalenza e di monitoraggio delle mutazioni note
nel Maine Coon e delle altre razze aderenti al progetto, che vengono divulgate in incontri con gli
allevatori e pubblicate sul sito del Maine Coon Club.
Il sangue e il DNA dei gatti aderenti al progetto vengono mantenuti gratuitamente ad uso dei
proprietari e per scopo di ricerca per oltre 10 anni.
I gatti di razza Maine Coon conferiti all’Osservatorio partecipano al “Linkage Disequilibrium
Project- 2010” organizzato dalla Dr.ssa Lyons a UCDavis-California. Nel progetto i gatti
dell’Osservatorio rappresentano la razza Maine Coon per l’Europa e per tutto il mondo.
I risultati e i campioni di questo progetto verranno usati a brevissimo per lo studio di
HCM col primo microarray-chip felino, cioè per la ricerca, con le nuove tecnologie di
indagine su tutto il genoma, di eventuali altri geni coinvolti nello sviluppo di HCM
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GRUPPO SANGUIGNO
Il sistema AB di gruppo sanguigno dei gatti comprende 3 diversi tipi: il tipo A (il più comune), il
tipo B (piuttosto comune soprattutto nelle razze British Short hair, Devon Rex, Cornish Rex,
Ragdoll, Birmana, Persiana, Hymalaia, Abissino-Somala e Sphynx), e il rarissimo tipo AB (stimato
con una frequenza dello 0.4% nelle razze che hanno il gruppo B).
La presenza di anticorpi naturali contro il diverso gruppo sanguino (i gatti di gruppo A
possiedono anticorpi contro il gruppo B, i gatti di gruppo B possiedono un alto titolo di anticorpi
contro il gruppo A, mentre il gruppo AB non possiede anticorpi ed è quindi un ricevente
universale), rende necessaria la tipizzazione del gruppo sanguigno prima di effettuare una
trasfusione di sangue al gatto, dal momento che non esiste un donatore universale.
Inoltre gli anticorpi naturali passano nel colostro della madre che allatta i cuccioli, causando
l’Isoeritrolisi Neonatale (IN), malattia emolitica che può causare la morte di cuccioli sani, che
si verifica in particolar modo quando la madre di gruppo B allatta cuccioli di gruppo A.
Recentemente è stato individuato il gene responsabile del gruppo sanguigno A e B (1) ed è stato
messo a punto un test genetico che, rispetto al tradizionale test sierologico offre alcuni indubbi
vantaggi:
•
•
non è necessario prelevare il sangue al gatto, perché per effettuare il test genetico è
sufficiente un prelievo con un semplice tampone dalla mucosa buccale, che può essere
effettuato anche sui cuccioli.
con il test genetico è possibile riconoscere il portatore dell’allele B, informazione che il
test sierologico non è in grado di rilevare.
Un esempio di applicazione:
Se si incrociano 2 soggetti di gruppo sanguigno A ma entrambi portatori della variante b, si ha la
probabilità che un quarto dei figli nasca di gruppo sanguigno B. La possibilità attraverso il test
genetico di riconoscere i soggetti portatori può essere di grande aiuto nella scelta degli
accoppiamenti.
Per quanto riguarda il rarissimo gruppo AB, di cui non è stato ancora chiarita la trasmissione
ereditaria, il test genetico non riesce a discriminare tra il gruppo AB e A, ma discrimina tra il
gruppo AB e B. La ricerca scientifica per il gruppo AB è tuttora in corso e si chiede la
collaborazione degli allevatori e veterinari per la raccolta dei campioni.
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Siccome il test genetico non può distinguere tra il tipo sierologico A e il tipo AB, l’allele non-b,
viene riportato come N. Il gatto potrebbe essere sia di gruppo A sia AB:
•
•
Il risultato del test genetico quindi sarà il seguente:
NN = gruppo sanguigno A o AB non portatore della variante b
Nb = gruppo sanguigno A o AB portatore della variante b
bb = gruppo sanguigno B
(1) B. Bighignoli, T.Niini, R.A. Grahn, N.C. Pedersen, L.V. Millon, M. Polli, M.Longeri and L.A. Lyons. “Cytidine
monophospho-N-acetylneuraminic acid hydroxylase (CMAH) mutations associated with the domestic cat AB blood
group”. BMC Genetics 8:27 (2007)
La ricerca è stata finanziata dalla Winn Feline Foudation. La messa a punto del test genetico è
stata effettuata grazie a:
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PROFILO GENETICO
e TEST DI PARENTELA
Il profilo genetico negli animali viene effettuato mediate l’utilizzo di marcatori molecolari
chiamati microsatelliti, Queste sono varianti genetiche che si analizzano sul DNA e che vengono
trasmesse dai genitori ai figli in modo mendeliano semplice. Ciò vuol dire che il profilo di un
cucciolo dev’essere metà uguale a quello del padre e metà uguale a quello della madre.
Per il profilo genetico: (una sorta di “impronta digitale” genetica), il laboratorio VETOGENE
utilizza un pannello internazionalmente riconosciuto di microsatellti (1), che consentono di
identificare il soggetto, e, se richiesto, di confrontarlo con quello dei genitori o dei figli (il
cosiddetto test di parentela).
Per la confrontabilità di questo tipo di certificazioni a livello mondiale il nostro laboratorio
partecipa ogni 2 anni ad un “Comparison” internazionale dove vengono confrontati, ottimizzati e
standardizzati i test effettuati dai Laboratori partecipanti e certificanti.
1)
LIPINSKI M., AMIGUESY., BLASI M., BROAD T., CHERBONNEL C., JAE CHO G., DELATTRE D.,
DILEANIS S., FLYNN J., GRATTAPAGLIA D., GUTHRIE A., HARPER C., LEHTINEN KARTTUNEN P., KIMURA H.,
LEWIS G., LONGERI M., MERIAUX JC, MORITA M., NIINI T., PEDERSEN N.C., PERROTTA G., POLLI M.,
SCHUBBERT R., LYONS L.A. (2007) An international parentage and identification panel for the domestic cat (Felis
catus). Animal Genetics 38: 371-77
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SPINAL MUSCULAR ATROPHY (SMA) del
Maine Coon
La SMA è una malattia ereditaria caratterizzata da una degenerazione dei motoneuroni del
midollo spinale che determina un’atrofia muscolare agli arti.
E’ una malattia presente nell’uomo e in altri animali, ed è stata segnalata nel Maine Coon, anche
se non è poco diffusa nella razza. Nel gatto ha trasmissione autosomica recessiva e si presenta
già nel cucciolo a circa tre-quattro mesi. I gattini malati mostrano una progressiva instabilità
nella deambulazione e posture anomale dovute a debolezza muscolare. Tuttavia questa malattia
non è incompatibile con la vita e la crescita del gattino. Fyfe a altri ricercatori hanno
identificato la causa di questa patologia in una mutazione del gene LIX1 (1).
Il test genetico per questa forma, che è simile alla SMA di tipo III dell’uomo, è disponibile per
il Maine Coon e serve a controllare se soggetti fenotipicamente sani sono portatori (carrier)
dell’allele mutato.
Come tutti i test genetici, questo test è specifico per questa forma del Maine Coon. E quindi se
nella stessa razza si sviluppassero altre forme diverse di SMA, il test non sarebbe adatto ad
identificarne la variazione genetica.
1) JC. Fyfe, M. Menotti-Raymond, V.A. David, L. Brichta, A.A. Schäffer, R.Agarwala, W.J. Murphy, W.J.
Wedemeyer, B.L. Gregory, B.G. Buzzell, M.C. Meghan, C. Drummond, B. Wirth and S.J. O'Brien An ~140-kb
deletion associated with feline spinal muscular atrophy implies an essential LIX1 function for motor neuron
survivalGenome Res. 2006 16: 1084-1090
10
