Il piano nazionale e regionale di selezione genetica per la resistenza alle TSE ovine

1. Il piano nazionale e regionale di selezione genetica per la resistenza alle TSE ovine Marco Tamba Centro Emiliano-Romagnolo di Epidemiologia Veterinaria Ferrara, 11/11/05

2. Scopo della presentazione • Conoscere la “filosofia” del piano di selezione genetica per la resistenza alle TSE • Presentare il piano regionale (Del. 1356/04 del 12/07/04) • Presentare il piano nazionale (DM 17/12/2004)

3. Focolai di scrapie in Italia: curva epidemica 1995-2005 211 focolai 2 in corso di conferma >87.000 animali coinvolti

4. Focolai di Scrapie denunciati in Emilia-Romagna (dati al 31/10/05) Dal 1991 ad oggi in Emilia-Romagna sono stati denunciati complessivamente 12 focolai di Scrapie. 6/9 province hanno registrato almeno un focolaio.

5. Distribuzione geografica: (1995-2005) Incidenza di allevamenti colpiti Ovini: 8,1 milioni* Caprini: 978 mila* *Dati Eurostat dicembre 2004

6. Obiettivi del piano Obiettivo generale del Piano è quello di in-crementare la frequenza dei caratteri di resistenza genetica alle TSE nella popolazio-ne ovina al fine di: a) contribuire alla tutela della salute umanaed animale; b) concorrere al controllo delle TSE degli ovini; c) concorrere alla creazione di aziende ovine a “basso rischio” di TSE.

7. Obiettivi del piano Obiettivi specifici del piano sono: a) eliminazione dell’allele VRQ dagli allevamenti aderenti al piano; b) incremento della frequenza dell’allele ARR negli allevamenti aderenti al Piano. c) aumento della disponibilità di montoni con genotipo resistente (ARR/ARR), utili anche per il ripopolamento degli allevamenti infetti; d) progressiva diminuzione della frequenza dell’alleleARQnegli allevamenti aderenti al piano.

8. Basi del piano Il piano si basa sull’osservazione del fatto che solamente determinati genotipi ovini sembrano ammalarsi di scrapie. Malattia # Infezione

9. La Scienza dietro la Genetica della Scrapie ci dice: • Alcune pecore si ammalano più facilmente di altre • La Genotipizzazione è usata per identificare i geni che controllano la suscettibilitào la resistenzaalla scrapie ? ?

10. La Scrapie e i montoni… • I montoni prendono la scrapie • I montoni infetti non sembrano in grado di trasmettere la scrapie • La genetica del montone influenza la suscettibilità alla scrapie dei propri figli

11. e le Capre? Ad oggi non sono stati identificati genotipi resistenti nelle capre. Pertanto, tutte le capre devono essere considerate suscettibili alla Scrapie.

12. Cos’è la Genotipizzazione? • La Genotipizzazione è un test del DNA • Un semplice esame del sangue o di tessuti permette di determinare il genotipo degli ovini • il genotipo non cambia mai. Un solo esame basta per tutta la vita. • Può essere definito a qualsiasi età

13. Genotipizzazione • E’ preferibile usare un sistema di identificazione permanente (microchip o 2 marche) sui capi da esaminare • Il prelievo deve essere eseguito sotto il controllo di un veterinario riconosciuto • Usare provette con EDTA e farle arrivare al Laboratorio prima possibile (o congelate) • Il Genotipo rimane lo stesso per tutta la vita dell’animale

14. Genotipizzazione Una genotipizzazione viene riconosciuta ufficialmente se: • il sangue è prelevato da un veterinario AUSL o riconosciuto • Il capo è identificato ufficialmente • Il campione è inviato al lab accompagnato dall’allegato IV del DM 17/12/2004 • Il lab è stato riconosciuto dal Min.Salute

15. Laboratori che effettuano le genotipizzazioni • Laboratorio Gruppi sanguigni di Cremona • solo per allevamenti iscritti a libro genealogico • IZSLER - Sezione di Modena • Ovini della Regione Emilia-Romagna

16. Cos’è la Genotipizzazione? (cont.) • Può capitare che un ovino già genotipizzato debba essere ricampionato: • Problemi di identificazione dell’animale o del campione • Campione non idoneo per l’esame (degradato) • Errori nell’identificazione dell’animale • Verifica sul genotipo effettuata per sorveglianza da parte della A.USL • Il test del genotipo misura solo la suscettibilità e nonse l’animale hala scrapie

17. Basi del piano La tipizzazione genetica rileva solamente il grado di suscettibilità del soggetto esaminato alla malattia clinica. Genotipo sensibile # Animale infetto

18. Dettagli di Genetica • Gli ovini hanno un paio di geni che influenzano la suscettibilità alla scrapie • Questi geni sono conosciuti come geni PRNP (PrioN Protein) • Ogni ovino ha due copie (un paio)di geni PRNP — Una copia da ciascun genitore

19. Dettagli di Genetica (cont.) • Negli ovini, il gene PRNP produce una proteina prionica normale PrPc • Negli ovini infetti da scrapie la PrPc viene modificata in: • PrPsc, proteina prionica scrapie, la forma patologica e infettiva della proteina prionica

20. La teoria del prione • La PrPcesiste in tutti gli animali con piccole differenze di specie • PrPsc produce più copie di sé stessa, provocando una modificazione strutturale della proteina prionica normale.

21. Dettagli sul Gene PRNP • Tutti i geni, PRNP compreso, sono composti da codoni • Ciascun codone dice alla cellula di mettere uno specificoaminoacido in un punto particolare di una proteina che sta costruendo • La proteina prionica PrPc (prodotta dal gene PRNP) ha 254 aminoacidi • I punti dei 254 aminoacidi sono numerati da 1 a 254

22. Geni e Scrapie • Nel gene PRNP, tre codoni influenzano la suscettibilità alla scrapie • Codone 171 • Codone 154 • Codone 136 • Codone 141 (141F correlata a infezione con ceppo atipico Nor98)

23. Genetica & Suscettibilità alla Scrapie • Codone 136 - Influenza lasuscettibilità negli ovini esposti ad alcuni ceppi di scrapie • Codone 154 - Gioca un ruolo minore • Codone 171 - E’ il maggiore determinante della suscettibilità alla scrapie

24. Codoni 136 & 171 e i loro polimorfismi • Il Codone 136 codifica per l’aminoacido Valina (V),Alanina (A) o Treonina (T) • Il Codone 171 codifica per l’aminoacido Glutamina (Q), Arginina (R), Istidina (H), o Lisina (K): Si considera che Q, H, K al 171 abbiano la stessa suscettibilità e vengono refertati come Q dalla maggior parte dei laboratori

25. Come si scrivono i Genotipi I genotipi ovini possono essere scritti in due modi: • Lettere degli aminoacidi: ARQ/ARR, ARR/VRQ, etc. (l’ordine delle lettere è quello numerico dei codon 136, 154 e 171), oppure • Il numero del Codone seguito dall’ amino acido corrispondente: 171QR, 171RR, etc.

26. Geni Ovini: Uno da ciascun genitore • Ogni genitore dà una copia del gene all’agnello. Il gene è in genere uno di questi tre: ARQ (wt), VRQ, ARR, • Quindi, ogni agnello porta due copie del gene. Le combinazioni possibili sono: ARQ/ARQ, ARR/ARQ, ARR/ARR, ARQ/VRQ, ARR/VRQ, VRQ/VRQ. • I genotipi rari AHQ, ARH, ARK, TRQ, ecc.sono considerati equivalenti all’ARQ.

27. Combinazioni dei genotipi e suscettibilità alla scrapie • ARR/ARR - sono resistenti (Classe I) • ARR/ARQ - sono semi-resistenti (Classe II) • ARQ/ARQ - sono suscettibili (Classe III) • ARQ/VRQ - sono molto suscettibili (divieto di impiego come riproduttori) • VRQ/VRQ - sono molto suscettibili (divieto di impiego come riproduttori) • ARR/VRQ - sono poco suscettibili (divieto di impiego come riproduttori)

28. Schema di selezioneClassificazione dei riproduttori • La selezione avviene per linea maschile; • per accelerare la selezione possono essere testate anche le femmine (gruppi di monta).

29. La ricerca ha dimostrato che: la Scrapie si diffonde alle pecore suscettibili (171QQ) e alle capre attraverso il contatto con la placenta ed i liquidi fetali infetti. • Tutte le placente 171QR di pecore infette 171QQ esami-nate sono risultate negative per scrapie, mentre le placente 171QQ di pecore infette 171QQ sono risultate positive. • Pertanto, le placente ed i liquidi fetali 171QR di pecore infette non dovrebbero essere in grado di trasmettere la scrapie alle altre pecore suscettibili. ? ?

30. L’importanza del genotipo della placenta nella trasmissione della scrapie • Gli agnelli hanno una combinazione del DNA della pecora e del montone; • una pecora 171QQ accoppiata ad un montone 171RR produrrà un agnello 171QR con fluidi e placenta 171QR. • una pecora 171QQ accoppiata ad un montone 171QQ produrrà un agnello 171QQ con fluidi e placenta 171QQ.

31. Come l’allevatore può usare la Geno-tipizzazione per prevenire la Scrapie • Selezionando montoni resistenti (171RR / I Classe) o semi-resistenti (171QR / II Classe) • Ogni individuo riceve un gene da ciascun genitore. • Montoni resistenti produrranno solamente agnelli resistenti (171RR) o semi-resistenti (171QR). • Montoni semi-resistenti (171QR) produrranno agnelli resistenti, semi-resistenti o suscettibili a seconda del genotipo della pecora coperta.

32. Tabella di suscettibilità degli agnelli

33. Schema di selezioneUtilizzo dei riproduttori • La Regione, su parere della Commissione, definisce se una razza ha frequenza di ARR superiore al 40%. • Montoni di 3° classe: • introdotti solo nei primi 5 anni del piano • utilizzabili solo nei primi 7 anni del piano

34. Come l’allevatore può usare la Geno-tipizzazione per prevenire la Scrapie (cont.) • Selezionando pecore resistenti (171RR / I Classe) o semi-resistenti (171QR / II Classe) • Una pecora trasmetterà i suoi caratteri di resistenza/suscettibilità allo stesso modo del montone, ma solamente al suo agnello. • La genotipizzazione delle pecore ha un basso costo/efficacia rispetto a quella del montone. • In pratica è utile solo per le madri di montoni o quando si vuole accelerare al massimo la selezione (allevamento a rischio; razze a bassa frequenza allele ARR).

35. Come l’allevatore può usare la Geno-tipizzazione per prevenire la Scrapie (cont.) • La Genotipizzazione deve essere considerata come “uno” strumento non come “unico” strumento di prevenzione • Il metodo più efficace per evitare l’introduzione della scrapie è quello di non comprare pecore • Se il sistema di allevamento richiede l’acquisto di pecore, comprare pecore resistenti (classe I - ARR/ARR) o semi-resistenti (classe II - ARR/***).

36. Possibili conseguenze della selezione genetica • Selezione di portatori sani • Comparsa di nuovi ceppi • Selezione di animali sensibili all’agente della BSE • Selezione di animali maggiormente suscettibili ad altre patologie • Effetti negativi sulle produzioni

37. Chi va piano ... • Dal 01/04/05 il piano è obbligatorio per gli allevamenti iscritti ai Libri genealogici e per i greggi ad alto merito genetico. • Tutti gli altri allevamenti ovini possono aderire volontariamente.

38. Chi va piano ... • Piani alternativi sulla base della situazione epidemiologica e delle frequenze alleliche; • istituzione di una Commissione di coordinamento.

39. Compiti della Commissione La Commissione deve coordinare le attività: 1. di informazione agli allevatori, e di formazione dei veterinari ufficiali e riconosciuti; 2. di identificazione permanente e tipizzazione genetica nelle aziende aderenti al piano; 3. di selezione genetica negli allevamenti aderenti al piano;

40. Compiti della Commissione La Commissione deve coordinare le attività: 4. valutare l'andamento del piano e del suo impatto sulla zootecnia (relaz.annuale); 5. Revisionare il piano e, in base alle valutazioni di cui al punto precedente, all’evoluzione della normativa, delle conoscenze scientifiche sulla malattia e della situazione epidemiologica, proporre eventuali modifiche;

41. Compiti della Commissione La Commissione deve coordinare le attività: 6. rapportarsi con la commissione nazionale di coordinamento e con i diversi enti coinvolti nel piano nazionale; 7. decidere, dietro proposta del servizio veterinario dell’AUSL competente, se un’azienda aderente al piano debba essere esclusa dallo stesso per inadempienza agli obblighi previsti.

42. Compiti dell’allevatore • Allevare e gestire i gruppi di monta • Identificare (ID permanente) tutti i riproduttori ovini e caprini di età >6 mesi • Segnalare alla AUSL i capi con sintomi sospetti e i morti • Segnalare alla AUSL le introduzioni • Introdurre ed utilizzare solamente montoni di genotipi ammessi dal piano

43. Compiti dell’allevatore • Macellare/castrare i riproduttori dichiarati non idonei nei tempi [30 gg.](indennizzo) • Pulizia, disinfezione e raccolta delle placente • Mantenere aggiornato il registro di stalla • Aiutare il Servizio Veterinario A.USL nelle operazioni di verifica del piano • Eseguire test del DNA aggiuntivi

44. Compiti della AUSL • Identificare gli allevamenti aderenti al piano, raccogliere le domande. • Effettuare i prelievi per la tipizzazione genetica dei montoni (veterinario riconosciuto). • Assegnare le qualifiche sanitarie agli allevamenti aderenti al piano. • Eseguire ispezioni semestrali per la verifica dell’ andamento del piano. Controlli a campione annuali. • Predisporre le pratiche per l’indennizzo dei riproduttori non idonei macellati

45. Schema di selezioneQualifica degli allevamenti • La AUSL sulla base della situazione genetica rilevata e sugli esiti delle ispezioni periodiche assegna una qualifica “di resistenza” all’allevamento.

46. Costi del piano • Il SSN copre le spese relative alle analisi genetiche effettuate nelle aziende aderenti al piano. • Il SSN indennizza (L.218/1988) i riproduttori (portatori dell’allele VRQ) delle aziende aderenti al piano macellati ai sensi del piano nazionale (DM 17/12/04).

47. Sistema informativo • Presso il CEA è istituita la BDNSG; • Presso il CEREV è istituita la BD regionale: • allevamenti aderenti (copia allegato 2) • qualifiche resistenza (elenco al 31 dic.) • ovini tipizzati (da laboratori) • ...

48. Genotipi presenti in Emilia-Rom. Periodo gen.2004-feb.2005 • Nell’ambito di un progetto di ricerca sono stati tipizzati geneticamente oltre 1.000 ovini della Regione. • I soggetti tipizzati appartenevano a 13 razze diverse. • Sono stati rilevati 17 genotipi diversi, alcuni dei quali neppure previsti dal piano nazionale (ARK/***).

49. Genotipi presenti in Emilia-Rom. Periodo gen.2004-feb.2005 Frequenze alleliche rilevate per le razze dell’ER

50. Risultati (dati al 4/11/05) • 61 domande di adesione pervenute; • 700 ovini di 64 aziende tipizzati nell’anno corrente. Frequenze alleliche in Emilia-Romagna nel 2005 Riproduttori classificati in Emilia-Romagna