Der Weg zu genetisch gesünderen Schweinen

von: Chad Bierman, Ph.D., Genetiker, Genesus Inc.

Krankheitserreger sind eine globale Bedrohung für die Schweineindustrie. Sie stammen aus bakteriellen, viralen, pilzlichen und parasitären Quellen. Zahlreich und oft anfällig für Mutationen, mit der Tendenz, im Laufe der Zeit immun gegen Behandlungsbemühungen zu werden.

Die Produktionsströme innerhalb der nordamerikanischen Schweineindustrie sind routinemäßig Herausforderungen durch mehrere Krankheitserreger ausgesetzt, und die daraus resultierenden jährlichen Kosten für die nordamerikanische Schweineindustrie werden auf Milliarden Dollar geschätzt. PRRS wird allein auf 664 Millionen US-Dollar geschätzt (AASV 2011 Positionserklärung zur PRRS-Eliminierung). Dies deutet darauf hin, dass die Schweineindustrie von Tieren profitieren würde, die eine höhere Fähigkeit haben, gesundheitliche Herausforderungen zu überstehen.

Die Fähigkeit eines Tieres, einer Krankheitsproblematik zu widerstehen, kann auf viele Arten definiert werden. Widerstand, Belastbarkeit, Toleranz und Robustheit sind relevante Deskriptoren. Die genetische Auswahl für jedes Konzept ist eindeutig definiert, eindeutig implementiert und kann je nach den Umständen in unterschiedlichen Situationen von Vorteil sein. Die genetische Selektion auf Krankheitsresistenz scheint optimal zu sein, da ein Tier, das gegen eine Krankheit resistent ist, einen Vorteil gegenüber einem Tier zu haben scheint, das nicht in der Lage ist, eine Krankheitsherausforderung zu kontrollieren. Die Bekämpfung eines bestimmten Krankheitserregers erfordert jedoch erhebliche Vorabinvestitionen. Hinzu kommt, dass die bereits erwähnte Tatsache, dass es zahlreiche Krankheitserreger gibt, eine echte Herausforderung darstellt, gegen sie alle resistent zu werden. Viren neigen auch zur Mutation, was zu wenig lohnenden Anstrengungen führen kann, wenn sich der Zielpathogen plötzlich transformiert und für die Bevölkerung erneut infektiös wird.

Die Auswahl auf Krankheitstoleranz anstelle von Resistenz erkennt an, dass ein Tier immer noch unter der Last unterschiedlicher Krankheitsniveaus arbeiten kann. Die Auswahl hinsichtlich der Krankheitstoleranz erfordert jedoch gleichzeitige Messungen sowohl der Leistung als auch des Infektionsniveaus. Ein weiterer Nachteil der genetischen Selektion auf Resistenz oder Toleranz ist die Herausforderung, kontinuierliche Aufzeichnungen über die Krankheitserregerbelastung zu erhalten. Die Belastungsniveaus werden wahrscheinlich im Laufe der Zeit variieren, sind jedoch in beiden Fällen für die genetische Selektion erforderlich (Doeschl-Wilson et al., 2012).  

Eine letzte Hürde besteht darin, dass in der von der Schweinefleischindustrie geforderten Umgebung mit Kerngesundheitsherden keine Krankheitserregerbelastungen bestehen. Daher ist ein alternativer Ansatz gerechtfertigt.  

Das Konzept der Krankheitsresilienz bietet die oben genannte Alternative. Es ist eine Kombination aus Resistenz und Toleranz und wird als die Fähigkeit eines Tieres definiert, die Leistung in allen Umgebungen aufrechtzuerhalten, wenn es Krankheitserregern ausgesetzt ist (Albers et al., 1987). Die Widerstandsfähigkeit gegen Krankheiten ist insofern einzigartig, als für die Auswahl zugunsten spezifischer Kenntnisse über bestimmte Krankheitserreger oder Herausforderungen kein spezifisches Wissen erforderlich ist. Der Resilienz-Phänotyp kann daher als robust gegenüber gesundheitsbezogenen und nicht gesundheitsbezogenen Stressfaktoren angesehen werden und ist praktischer für die Auswahl der zukünftigen Fitness der Bevölkerung, wenn man bedenkt, dass neue Krankheitserreger auftreten werden, für die wir derzeit nichts wissen.  

Die Auswahl auf Krankheitsresilienz zielt auf jene Gene ab, die es einem Tier ermöglichen, eine tolerierende Konsequenz zu haben oder eine schnellere Wiederherstellung seiner Leistung zu erreichen, wenn es herausgefordert wird (Abbildung 1). Anstatt gezielt Gene für einen einzelnen Erreger zu entdecken, wird die Selektion auf einer multigenen Skala innerhalb des Genoms platziert, wobei quantitative und molekulare Werkzeuge in unserem genetischen Toolkit verwendet werden. Die Genesus-Antwort auf gesündere Schweine liegt in der genetischen Selektion auf Krankheitsresilienz-Phänotypen.  

Genesus ist seit über 10 Jahren an der Finanzierung der Krankheitsforschung beteiligt. Aus genomweiten Assoziationsanalysen wurden mehrere nützliche Werkzeuge entdeckt und in das Genesus-Toolkit integriert.

• Wir haben genomische Regionen entdeckt, die wir unter Auswahl stellen, um die Widerstandsfähigkeit gegen das Virus des reproduktiven und respiratorischen Schweine-Syndroms (PRRSV) zu verbessern.  
• Wir überwachen Genomregionen, von denen festgestellt wurde, dass sie die Anfälligkeit für PCVAD (Porcine Circovirus Associated Disease) beeinflussen.  
• Genesus hält sich über externe Forschung auf dem Laufenden und profitiert von unseren Beziehungen innerhalb der Wissenschaft, um die Widerstandsfähigkeit unserer Bevölkerung gegenüber E.Coli-Herausforderungen zu verbessern.  

Darüber hinaus wurden in jüngerer Zeit Krankheitsresilienzmerkmale identifiziert, die dazu beitragen, die zuvor leere Lücke des Phänotyps zu füllen. Diese Phänotypen sind für Selektionszwecke erforderlich, und Genesus kann nun diese spezifischen Attribute eingeben, um krankheitsresistentere Tiere zu identifizieren.  

Die Wanderung ist jedoch noch nicht beendet. Die aktive Forschung wird fortgesetzt, und es werden immer mehr Instrumente zur Verwendung bei der genetischen Selektion zur Verbesserung der Gesundheit entwickelt. Krankheiten werden immer zahlreicher und geografisch verbreitet. Aus diesem Grund muss die Selektion auf Krankheitsresilienz weiterhin eine Schlüsselkomponente innerhalb der genetischen Selektionsprogramme von Schweinen sein.

Genesus engagiert sich weiterhin in der Krankheitsforschung und arbeitet daran, Genomik- und Krankheitsresilienz-Phänotypen bei der Auswahl von Tieren mit höherer Gesundheit aktiv zu kombinieren. In den kommenden Monaten werden wir weitere bahnbrechende Entdeckungen aus unserer Beteiligung an großen Forschungsprojekten teilen, an denen Genome Canada, Genome Alberta, PigGen Canada, das Nationale USDA-Institut für Ernährung und Landwirtschaft (NIFA) und die Alberta Meat and Livestock Agency beteiligt sind. Durch Genesus und diese Finanzierungsagenturen hat sich in der Vergangenheit die Zusammenarbeit mit Projekten und Forschern an mehreren großen Universitäten auf der ganzen Welt (z. B. Universität von Alberta, Universität von Saskatchewan, Universität von Guelph, Iowa State University, Kansas State University und Universität von Edinburgh) entwickelt Dekade.  

Wir freuen uns darauf, detaillierter mitzuteilen, welche Implementierung innerhalb von Genesus aufgrund unserer Zusammenarbeit mit Forschern dieser Organisationen und unserer Beteiligung an der Nutzung dieser Ressourcen erfolgt ist.  
 

Quelle: 

Albers, GAA, GD Gray, LR Piper, JSF Barker, LF Lejambre und IA Barger. 1987.- Die Genetik der Resistenz und Resilienz gegen Haemonchus contortus-Infektion bei jungen Merinoschafen. Int. J. Parasitol. 17: 1355–1363. Doeschl-Wilson, AB, B. Villanueva und I. Kyriazakis. 2012. - Der erste Schritt zur genetischen Selektion für die Wirtstoleranz gegenüber infektiösen Krankheitserregern: Ermittlung des Toleranzphänotyps durch Gruppenschätzungen. Vorderseite. Genet. 3: 265.

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