Testes de diversidade genética para clínica de artrite e reumatologia de poodles padrão

A informação genética usada para formular as tabelas e gráficos anexos veio de amostras de DNA de 782 cães da América do Norte, Reino Unido e Europa continental. Portanto, acreditamos que estes cães representam quase toda a diversidade genética que ainda existe dentro da raça. Esses dados serão atualizados à medida que mais cães forem testados, de modo que as frequências de haplótipos de alelos e DLAs possam mudar de forma limitada ao longo do tempo. A raça parece ter uma diversidade razoável em toda a raça, mas essa diversidade é muito desequilibrada. Como resultado de gargalos genéticos desde meados do século XX e certas linhas, a maioria dos poodles padrão é relativamente endogâmica e contém uma minoria da diversidade genética existente.

Isso resultou em um aumento na incidência de características hereditárias, incluindo transtornos recessivos simples caracterizados, como PRA, doença de von Willebrand e encefalopatia neonatal; possíveis distúrbios recessivos, como doença renal juvenil, catarata juvenil e displasia do esmalte; e desordens genéticas mais complexas, como doença autoimune (eG, SA, AD, IMHA, ITP, tireoidite, hepatite ativa crônica, miosite mastigatória), alergias, displasia coxofemoral, displasia do cotovelo, comunicação interatrial, ducto arterioso patente, mielopatia degenerativa e inchar. Esses vários distúrbios parecem ter resultado de mutações antigas e relativamente novas que se concentraram em certas linhas como resultado da endogamia. A esperança é que os criadores usem testes de diversidade genética, juntamente com pedigrees, para restabelecer a diversidade genética através da seleção cuidadosa de parceiros, enquanto continuam a investigar doenças que parecem ter uma base genética.

Os marcadores STR são altamente polimórficos e têm grande poder para determinar diferenças genéticas entre indivíduos e raças. O painel de teste contém 33 stroms genômicos, 20 dos quais são recomendados para a determinação de parentesco universal para cães domésticos pela sociedade internacional de genética animal (ISAG), e marcadores adicionais desenvolvidos pela VGL. O poder deste painel em distinguir a relação foi confirmado testando-se cães que não estavam relacionados usando um SNP 170K Illumina e pares de irmãos conhecidos (fig. 1).

A diversidade de alelos em cada um dos locos genômicos de STR e sua freqüência na população foram usados ​​para calcular a relação interna (IR) de cada cão e para a população padrão de poodle como um todo (fig. 1). IR é uma medida de heterozigosidade contribuída por cada pai. Quanto menor o escore de RI, mais outbred o indivíduo, e quanto maior a pontuação, mais inato. Relação interna calculada para mais de 782 poodles padrão da América do Norte, Reino Unido e Europa continental variou de 0,4 (a maioria inato) (fig. 2).

Figura 1. Pares de cães não relacionados (r ≤ 0,15) foram identificados usando matrizes SNP 170K. Pares conhecidos de irmãos completos também foram incluídos para comparação. Todos os cães foram então testados com 33 locos STR genómicos. O painel STR foi capaz de identificar com precisão 95% de cães não relacionados com um valor de relacionamento conservador de r < 0,15. Irmãos completos também foram identificados com precisão.

O DLA consiste em quatro regiões ricas em genes que compõem uma pequena parte do cromossomo 12 canino. Duas dessas regiões contêm genes que ajudam a regular a imunidade celular normal (classe I) e mediada por anticorpos (classe II). Polimorfismos nessas regiões também foram associados a respostas imunes anormais responsáveis ​​por doenças autoimunes. A região da classe I contém vários genes, mas apenas um, o DLA-88, é altamente polimórfico (com muitas formas alélicas) e é, portanto, mais importante para a regulação imunológica. Alelos específicos nos quatro locos STR associados ao DLA88 estão ligados em várias combinações, formando haplótipos específicos (tabela 1). Grupos de genes e seus alelos que são herdados como um bloco, ao invés de isoladamente, são chamados de haplótipos. A região de classe II também contém vários genes, três dos quais são altamente polimórficos, DLA-DRB1, DLA-DQB1 e DLA-DQA1. Alelos específicos em locos STR associados a cada um dos três genes de classe II estão fortemente ligados e também herdados como um único bloco ou haplótipo (tabela 2). Um haplótipo vem de cada um dos pais. As ligações entre alelos dentro das regiões de classe I ou II são muito fortes; enquanto as ligações entre as regiões do DLA que são mais distantes umas das outras, como as classes I e II, são mais fracas. Existem quase dois milhões de pares de bases separando as regiões de classe I e II, permitindo assim que alguma recombinação genética ocorra. Esta recombinação é mais aparente entre os haplótipos comuns de classe I e II da DLA, formando "haplótipos estendidos de classe I-II de DLA. Os haplótipos de classe I-II estendidos são herdados como um único bloco de genes.

A Tabela 2 demonstra a forte relação entre os haplótipos DLA classe II associados a STR e as designações oficiais internacionais DLA classe II para alelos dentro dos genes DRB1, DQA1 e DQB1. Um (ou mais) haplótipos STR está associado a cada um dos haplótipos oficiais DRB1 / DQA1 / DQB1 identificados no poodle standard. A nomenclatura de haplótipos baseada em STR utilizada nesta análise de diversidade de raças é baseada na classificação numérica com os primeiros haplótipos sendo identificados sendo denominados 1001, 1002, … Para haplótipos de classe I e 2001, 2002, … Para haplótipos de classe II. Não é incomum que várias raças de cães compartilhem haplótipos comuns e até raros, dependendo da ancestralidade comum. Portanto, haplótipos idênticos em outras raças recebem o mesmo número. A nomenclatura numérica utilizada pela VGL para os haplótipos de classe I e II da DLA não se correlaciona com os rankings numéricos usados ​​por outros.

Após uma amostra ser submetida a testes genéticos, a identidade do cão e do proprietário será substituída por um identificador de código de barras de laboratório. Este identificador será usado para todas as atividades subseqüentes. Após o teste, cada proprietário receberá um certificado que relata o parentesco interno, os genótipos genômicos STR e os haplótipos DLA classe I e II para o (s) cão (s) testado (s). O valor do relacionamento interno para o cão que está sendo testado está relacionado à população como um todo.

O objetivo para os criadores deve ser produzir uma proporção cada vez maior de filhotes com escores de IR menores que 0 e com escores de tempo ainda menores. Parece haver uma ampla diversidade genética na raça para atingir esse objetivo ao longo de várias gerações. Isso exigirá o uso de diferentes combinações de reprodutores, incluindo até mesmo aqueles de linhagens com altos valores de RI. Os valores de RI, porque refletem a genética única de cada indivíduo, não podem ser usados ​​como critérios para selecionar parceiros ideais. Companheiros com valores de RI idênticos podem produzir filhotes significativamente mais ou menos diversos que seus pais. Por outro lado, um acasalamento entre cães com altos valores de RI, desde que sejam geneticamente diferentes, pode produzir filhotes com escores IR muito mais baixos do que os genitores. Um acasalamento entre um cão com um alto valor de IR e um baixo valor de IR, desde que o último tenha poucos alelos e haplótipos de DLA em comum, produzirá filhotes muito mais diversificados do que o pai altamente endogâmico. Os criadores também devem perceber que uma ninhada de filhotes pode ter uma ampla gama de valores de RI, dependendo das contribuições comparativas de cada um dos pais. Quanto mais geneticamente diferentes e diferentes os pais, maior o alcance dos valores de RI em seus filhos.

Potenciais touros e mães devem ser selecionados primeiramente para diferenças genéticas no genoma e nas regiões DLA, comparando primeiro as diferenças alélicas em cada loco STR, e depois nos haplótipos DLA classe I e II. Algum pensamento deve ser dado aos alelos raros vs comuns. Esta informação está incluída em todos os certificados e no site. Esta comparação preliminar identificará emparelhamentos promissores e, se desejado, informações genéticas sobre os touros e mães em potencial podem ser usadas para calcular as expectativas reais de RI para seus filhotes. Os filhotes, uma vez nascidos, devem ser testados quanto aos seus valores reais de RI, o que refletirá o real impacto genético de cada um dos pais na diversidade interna. Considerações sobre escolhas de parceiros para a diversidade genética devem ser equilibradas com outros objetivos de melhoramento, mas a melhoria da diversidade genética em filhotes deve ser primordial.

Um objetivo adicional deste estudo é contribuir com essa informação genética para um repositório web. O melhor formato para tal repositório e teste foi fornecido para todas as raças recém-analisadas por criadores de poodle padrão que o desenvolveram para sua raça primeiro. Esta informação foi incorporada em um serviço de seleção de parceiros que permite que um criador identifique, entre todos os cães testados, parceiros em potencial que seriam mais ideais para aumentar a diversidade genética em suas ninhadas e retê-lo em sua raça – https: // www .Betterbred.Com /

Este estudo da diversidade genética em poodles padrão tentou identificar a nova diversidade da América do Norte e Europa. Uma maneira de ver essa diversidade é através de gráficos de PCA usando freqüências alélicas dos 33 trechos genômicos (figs. 3, 4). Cães individuais de várias regiões e tipos são plotados em três dimensões (coordenadas), mas exibidos em duas dimensões. Cada símbolo representa um cão do estudo. Quanto mais próximos dois indivíduos se posicionam na trama, mais relacionados são e quanto mais distantes, menos relacionados. É evidente que os poodles padrão, independentemente de suas origens geográficas, estão inter-relacionados, com a maior parte da população centrada em torno e à esquerda do eixo central, onde as coordenadas 1 e 2 se cruzam (fig. 3). Os outliers genéticos são encontrados em vários pontos da periferia dessa massa central de cães intimamente relacionados, mas mais à direita do centro. Quanto mais distantes os outliers são da maior parte da população, mais geneticamente distintos eles são da maioria dos poodles padrão. Os outliers estão igualmente presentes nas populações dos EUA, Canadá e Europa. Os poodles em miniatura compreendem uma população separada à direita do eixo e representam uma população relacionada, mas ainda assim distinta, de poodles padrão (i.E., distantemente relacionados). Os poodles padrão de poodle / miniatura, como seria de se esperar, formam sua própria população distinta que se sobrepõe e está logo abaixo dos poodles em miniatura. A maior diferença em diversidade genética é entre poodles em miniatura e padrão, e poodle padrão / cruzes de poodle em miniatura e poodles padrão. No entanto, há um pequeno número de poodles padrão que são igualmente distantes.

Um gráfico PCA foi feito com poodles padrão saudáveis ​​e doentes apenas dos EUA. Poodles em miniatura e cruzes foram removidos. Mais uma vez, é evidente que a maioria dos poodles padrão dos EUA forma um aglomerado próximo ao centro da parcela, com outliers de menos relacionamento genético se estendendo em várias direções, mas principalmente para a direita. Os poodles padrão que sofrem de AD e SA se agrupam apenas com os cães intimamente relacionados no centro da trama e, em muito menor grau, com os valores genéticos discrepantes. Esta é uma prova de que a endogamia por características conformacionais desejadas inadvertidamente permitiu a seleção positiva das características genéticas responsáveis ​​por AD e SA. Também indica a necessidade de aumentar a diversidade genética na raça.