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Istituto Zooprofilattico
Sperimentale del Piemonte,
Liguria e Valle d’Aosta
IL PIANO DI SELEZIONE
GENETICA IN ITALIA
Pier Luigi Acutis
La suscettibilità alla scrapie nella pecora è
influenzata dai polimorfismi del gene PRNP
Polimorfismo: presenza di diverse forme (alleli)
di uno stesso gene all’interno di una specie o
razza
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Polimorfismi condizionanti la suscettibilità alla
scrapie classica nell’ovino
•Alanina (A)
•Aminoacido 136
•Valina (V)
•Treonina (T)
•Arginina (R)
•Istidina (H)
•Aminoacido 154
•Aminoacido 171
•Glutamina (Q)
•Arginina(R)
•Istidina (H)
•Lisina (K)
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Alleli originati dai polimorfismi
VRQ (allele associato ad elevata suscettibilità)
ARQ, AHQ, ARH (allele associati a diversi
gradi di suscettibilità)
ARR (allele associato a resistenza)
Categoria
Genotipo
Suscettibilità
NSP1
ARR/ARR
Molto resistente alla
Scrapie
NSP2
NSP3
ARR/ARQ,ARR/ARH, Resistente
alla
ARR/AHQ
Scrapie
ARQ/ARQ
Poco resistente alla
Scrapie
NSP3
AHQ/AHQ,ARH/ARH Poco resistente alla
ARH/AHQ,AHQ/ARH scrapie
ARQ/AHQ
NSP4
ARR/VRQ
Suscettibile
alla
Scrapie
NSP5
ARQ/VRQ,ARH/VRQ Molto suscettibile alla
AHQ/VRQ,VRQ/VRQ Scrapie
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
(movimentazioni, placente infette, dimensioni del
gregge) è difficile impostare strategie preventive 6
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Avvio dei Piani in Italia
• DEC. 2003/100/CE
“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.”
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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”
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Obiettivi specifici:
1.
eliminazione dell'allele VRQ tramite il divieto
di utilizzo di riproduttori portatori di tale allele;
2. incremento della frequenza dell'allele ARR
negli allevamenti aderenti al piano;
3. costituzione di serbatoi di arieti omozigoti
resistenti (ARR/ARR), utili anche per il
ripopolamento degli allevamenti infetti;
4. progressiva diminuzione della frequenza
dell'allele ARQ negli allevamenti aderenti al
piano.
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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
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Livelli di qualifica delle greggi
I
composte unicamente da ovini con
genotipo ARR/ARR
interamente composte da soggetti recanti
almeno un allele ARR e montoni ARR/ARR
la cui progenie discende unicamente da
montoni con genotipo ARR/ARR
la cui progenie discende unicamente da
montoni recanti almeno un allele ARR
aderenti al piano
II
III
IV
V
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Il flusso campioni
Greggi iscritte LG
Greggi non iscritte
Prelievi personale APA
Prelievi veterinari ASL
Analisi LGS
Analisi IIZZSS
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
• Attivati 2 flussi dati:
– Dati individuali: relativi all’attività di genotipizzazione
individuale, con aggiornamenti su movimentazione, stato in
vita, ecc
– Dati aziendali: relativi alle nuove aziende iscritte al piano
o a aziende, già iscritte, che hanno subito eventuali
variazioni
• Fornito un tracciato record comune nazionale
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Risultati 2004-2010
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I numeri della banca dati
– 14.214 aziende coinvolte
– 302.809 capi esaminati complessivamente
– 102.673 considerando solo agnelli maschi
e montoni ed escludendo le
genotipizzazioni in focolaio di scrapie
– Il resto
le femmine testate (per gruppi di
monta o in focolaio)
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I numeri della banca dati
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I numeri della banca dati
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Effetti dei piani
sulla suscettibilità
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Evoluzione delle frequenze genotipiche nei
maschi per razza
COMISANA
20
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Evoluzione delle frequenze genotipiche nei
maschi per razza
BIELLESE
21
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Evoluzione delle frequenze genotipiche nei
maschi per razza
Valle del Belice
22
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Evoluzione delle frequenze genotipiche nei
maschi per razza
SARDA in Sardegna
23
Conclusioni provvisorie
• Trend temporali dei differenti genotipi iniziano
ad essere influenzati dall’esistenza del piano: val
la pena insistere!!
• Non tutte le Regioni stanno lavorando alla stessa
velocità: grande sforzo della Sardegna
• Quota ancora rilevante di femmine ma
miglioramento nel 2010
• Si intravedono effetti sull’incidenza della
malattia?
• Effetti sulla variabilità genetica o caratteri
produttivi?
STUDIO DEGLI EFFETTI DELLA SELEZIONE PER LA
RESISTENZA ALLA
SCRAPIE SULLA VARIABILITÀ GENETICA NELLA
RAZZA OVINA SAMBUCANA
Stefano Sartore
UNITO
MATERIALE E METODI
80 NATI NEL 2004 (ANTE 2005)
147 ♂
67 NATI NEL 2008/09 (POST 2005)
15 MICROSATELLITI (ISAG 2005) LOCUS PRNP
Tabella 3 - Frequenze alleliche di PRNP
(n.s. = non significativo, * P < 0.05, **P<0.01, ***P<0.001; ∆ =
differenza).
Ante 2005
ARR 0.319
ARQ 0.544
AHQ 0.025
ARH 0.019
VRQ 0.093
Post 2005
0.567
0.366
0.037
0.000
0.030
∆
+0.248***
−0.178**
+0.012 n.s.
−0.019 n.s.
−0.063*
Tabella 2 – Ricchezza allelica (Rs), diversità
diversità genica (H), eterozigosi
osservata (HOSS) e coefficiente di consanguineità
consanguineità (F) dei loci
microsatelliti: media (errore standard) calcolata senza SPS113, INRA5,
MAF214 e OARAE129 (n.s. = non significativo, **P<0.01,
***P<0.001; ∆ = differenza; Rs calcolato prevedendo un numero
minimo di soggetti uguale a 63).
Rs
H
HOSS
F
Ante 2005
8.481 (0.728)
0.740 (0.025)
0.719 (0.020)
+0.028 n.s.
Post 2005
∆
9.008 (0.795) +0.527 n.s.
0.726 (0.024) −0.014 n.s.
0.661 (0.019) −0.058**
+0.090***
-
Applicazione ed effetti della
selezione genetica per
resistenza alla scrapie in
Olanda
Marielle Melchior
In NL piano di selezione più
stringente
• Iniziato già negli anni ’90 su base volontaria
• Dal 2004 tutti gli allevamenti con >10 pecore
obbligati ad utilizzare montoni ARR/ARR
• Dal 2007 di nuovo su base volontaria
Effetti sull’incidenza della
scrapie in NL
Slaughter
Fallen stock
Total
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
oct 2009
Year
Due casi di scrapie nel 2009
Frequenza ARR vs. incidenza
Scrapie in NL
ARR frequency
Incidentie
65
2
1.8
60
1.6
55
1.4
50
1.2
1
45
0.8
0.6
40
0.4
35
0.2
30
0
2005
2006
2007
Year
2008
2009
Incidence
ARR Percentage
Incidence per 1000 tested animals
3.5
Conclusioni
Eradicazione della scrapie possibile con il
piano di selezione genetica
100% ARR non necessario
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e le capre?....
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Dal 2002 testati oltre 1.14 milioni di caprini in UE:
rilevati oltre 3000 casi (incidenza inferiore a pecora)
Vaccari et al., 2009
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Perché selezione genetica nelle
capre?
Scrapie nei caprini, seppur a minor incidenza,
costituisce comunque un problema di sanità
animale ed economico
L’applicazione di programmi di selezione nelle
capre potrebbe aiutare l’eradicazione della
scrapie negli ovini, in quanto le capre possono
agire da reservoir
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Q222K
Associato con resistenza in due studi caso-controllo
indipendenti in Italia (Acutis et al., 2006; Vaccari et
al., 2006)
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Progetto di ricerca corrente IZSPLV 14/05
Indagare l’l’effetto del polimorfismo al codone 222
sulla suscettibilità
suscettibilità alla scrapie classica nella capra
tramite infezione sperimentale
Studio della sintomatologia clinica e della
distribuzione della PrPSc nell’
nell’organismo nella
scrapie classica
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Materiali e Metodi
Selezione dei soggetti con genotipo adeguato
per le prove di infezione sperimentale (10
caprini di cui 5 Q/Q e 5 Q/K).
Scrapie classica i.c.
(0.5ml)
Q/Q
Q/K
Risultati
Genotipo Animali Animali Tempo medio Durata
deceduti positivi di
sintomi
sopravvivenza
222Q/Q
5/5
5/5
18.6 mesi
3-20 giorni
222Q/K
1/5
0/5
54 mesi
---
L’analisi statistica mostra che le capre 222Q/K presentano una
probabilità
probabilità di sopravvivenza significativamente più
più elevata rispetto
alle capre 222Q/Q animals (p<0.001)
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Conclusione
La prova sperimentale conferma
l’associazione di K222 con resistenza alla
scrapie
K222 candidato a costituire il fattore
genetico da utilizzare per il controllo della
scrapie caprina.
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Discussione
La frequenza di K222 non è molto elevata,
soprattutto nelle razze del Nord.
Divulgazione presso gli allevatori per
incremento su base volontaria?
Prima applicazione nei focolai in deroga in
base alle nuove modifiche del
Reg.999/2001?
Lab. Genetica
e
Immunobiochimica
F. Zuccon
M. Mazza
S. Peletto
F. Martucci
S. Colussi
L. Dell’Atti
Lab.Neuropatologia
C. Casalone
B. Manea
B. Iulini
C. Corona
C. Porcario
C. Severino
Lab. Biostatistica,
Epidemiologia e
Analisi del
Rischio
G.Ru
F. Ingravalle
C. Maurella
Lab. TSE
E. Bozzetta
D. Meloni
Università
Università degli Studi di Torino
Facoltà
Facoltà di Medicina Veterinaria
A. D’Angelo
P. Sacchi
S. Sartore
R. Rasero
Central Veterinary Institute
Wageningen (NL)
Marielle Melchior
Reparto Sperimentazioni e
Benessere IZS Brescia
G. Lombardi
N. Martinelli
M. Pasini
C. Barbeno
AGRIS - Sardegna
AGRIS - Sardegna
S. Salaris
A. Carta
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GRAZIE PER L’ATTENZIONE
