Spring naar inhoud

EBVs gebruiken om genetische aandoeningen bij honden te verminderen


Door dr. Carol Beuchat
Met toestemming vertaald en overgenomen van de website van het Institute of Canine Biology.

Veel van de eigenschappen bij honden waarvoor we graag voor of tegen zouden willen selecteren worden bepaald door meer dan één gen. In feite kunnen er tientallen of honderden genen achter een eigenschap zitten, elk slechts een klein effect hebbend, maar te samen kunnen ze een substantiële invloed hebben op fenotype. Bijvoorbeeld osteosarcoom, een agressieve vorm van botkanker welke redelijk algemeen voorkomend is bij grotere hondenrassen zoals de Geyhound, Ierse Wolfshond en Rottweiler. DNA onderzoeken hebben 33 loci geïdentificeerd die geassocieerd zijn met osteosarcoom die gezamenlijk 55-85% van de fenotypische variatie bij deze drie rassen, verklaart, wat aanwijst dat deze vorm van kanker sterk overerfbaar is (Karlsson et al 2013). Veel van deze genen worden gevonden in de regio's van de chromosomen die geassocieerd worden met bot differentiatie en groei, maar het lijkt erop dat de plaatsen verschillen in elk ras. Tot nu toe is er nog geen “osteosarcoom” gen bij honden en met tientallen potentiële risico loci, lijkt het er niet op dat er in de nabije of zelfs verre toekomst, een simpele genetische test komt.

Als we niet naar de moleculaire genetici kunnen kijken voor oplossingen, dan moeten we voor hulp teruggaan naar de basisprincipes van erfelijkheid en de wetenschap van de dierfokkerij. We weten dat osteosarcoom sterk erfelijk is. In Schotse Deerhounds, is de erfelijkheidsgraad van osteosarcoom 0.7, wat betekent dat 70% van de variatie in het voorkomen van deze kanker bij Deerhounds, verklaard kan worden door genetica. De andere 30% verklaren we door “milieu”, onze overkoepelende term voor alles wat “niet genetisch” is. (Als een eigenschap geen genetische basis heeft, is de erfelijkheidsgraad 0%; als de eigenschap volledig bepaald wordt door genen, is de erfelijkheidsgraad 100%). Hoe hoger de erfelijkheidsgraad van een eigenschap, hoe gemakkelijker het is om de frequentie van het fenotype in een populatie te veranderen door selectie.
Een erfelijkheidsgraad van 70% voor osteosarcoom bij Deerhounds betekent dat een selectie programma erg effectief kan zijn in het reduceren van de incidentie van de ziekte in het ras. En de meest effectieve manier om een dergelijk fok programma te exploiteren is niet door het direct selecteren tegen het fenotype, maar door gebruik te maken van de informatie van de fok waarde van elke hond voor die eigenschap.

We hebben het eerder over fok waardes gehad (klik), waarbij we voorbeelden gebruikten van heup dysplasie bij Hovawarts en cryptorchydie bij Boxers (als je die blog gemist hebt, lees die dan eerst). In beide voorbeelden, waren alle inspanningen van fokkers om het genetische probleem te beheersen, zelfs over tientallen jaren, niet succesvol. Maar snelle en significante vooruitgang werd gemaakt vanaf dat men selectie baseerde op geschatte fok waarden die bepaald waren door het gebruiken van statistische analyses van het voorkomen van de aandoening bij verwante dieren. In essentie werden dus, in plaats van beslissingen te maken op basis van fenotype, deze gebaseerd op genotype. Deze techniek stelt fokkers in staat om onderscheid te maken tussen de genetische invloed en de niet-genetische factoren die een eigenschap kunnen beïnvloeden, wat selectie veel efficiënter maakt. Met geen uitzicht op een genetische test in de nabije toekomst voor osteosarcoom bij honden, zouden fokkers toch in staat moeten zijn de incidentie van deze kanker in hun ras te verlagen door het gebruik van geschatte fok waarden. Dit vereist alleen een stamboom database en de informatie over aangedane dieren onder het dier zijn verwanten. Een computer genereert een getal dat de “genetische waarde” reflecteert van een hond voor een bepaalde eigenschap, in dit geval osteosarcoom. Door gebruik te maken van geschatte fok waarde (EBV) om honden te identificeren met een lager risico voor osteosarcoom, kunnen fokkers effectief de incidentie van deze kanker in het ras verlagen.

Het allermooiste van EBV's is dat je niet hoeft te weten hoe genen betrokken zijn bij een eigenschap of hoe het overgeërfd wordt. Je hoeft geen selectie criteria te baseren op een fenotype dat misschien slechts gedeeltelijk bepaald wordt door genen. De geschatte fokwaarde is een numerieke schatting van dat wat een dier aan zijn nakomelingen mee geeft.

EBVs kunnen gebruikt worden om de selectie tegen vele genetische aandoeningen, te verbeteren. De erfelijkheidsgraad van andere kankersoorten zijn relatief ook hoog: lymfoom bij Golden Retrievers heeft een erfelijkheidsgraad van 44%, histiocytoom bij Berner Sennenhonden is 30%. De erfeljkheidsgraad van hypothyroïdisme bij Beagles is 33%, Mitraal klep ziekte bij Cavaliers is 33% en epilepsie bij de Tervurense Herder is 77%.

Als een aandoening in een ras te voorschijn komt, zijn fokkers meestal gefocust op het identificeren van het verantwoordelijke gen zodat ze een test kunnen ontwikkelen en ertegen kunnen selecteren. Echter is het voor veel aandoeningen onwaarschijnlijk dat er in de nabije toekomst – en misschien wel nooit, een test beschikbaar komt.

Geschatte fokwaarden bieden een manier om veel efficiënter te selecteren tegen een probleem dan door alleen het fenotype te gebruiken en alles wat je nodig hebt is een gezondheidsdatabase.

Verschillende Kennel clubs bieden al EBVs aan voor heupen (b.v. Finland en Groot-Brittanië) en deze bronnen zullen zich blijven ontwikkelen voor andere aandoeningen. Een website die EBVs voor heup en elleboog dysplasie bij honden in de VS gebaseerd op publieke data, beschikbaar zal stellen is in de maak aan Cornell en ICB zal met verschillende groepen fokkers in 2015 werken om hun data online te krijgen en hen trainen hoe dit te gebruiken. Fokkers die worstelen met het beheersen van genetische aandoeningen, soms voor tientallen jaren, zouden snel vooruitgang moeten zien als ze EBVs gaan gebruiken. Deze website is in ontwikkeling, maar je kunt alvast HIER een kijkje nemen.
(….....)
De Populatie Genetica cursussen van ICB legt een fundament voor het begrijpen hoe EBV's kunnen worden gebruikt voor het beheersen van aandoeningen bij rashonden.

Bronnen

* Benjamin SA, LC Stephens, BF Hamilton, WJ Saunders, AC Lee, GM Angleton, & CH Mallinckrodt. 1996. Associations between lymphocytic thyroiditis hypothyroidism, and thyroid neoplasia in Beagles. Vet Pathol 33: 486-494.
* Beuing R, N Janssen, & H Brand. Analysis of fertility in canine populations in respect to genetic and environmental influences. (MS)
* Beuing 
R, G Beuing, P Pracht, & N Janssen. 2003. Cryptorchidism in dogs: prevention by breeding. Icelandic Sheepdog meeting; powerpoint presentation.
* Cargill EJ, TR Famula, GM Strain, & KE Murphy. 2004. Heritability and segregation analysis of deafness in US Dalmatians. Genetics 166: 1385-1393.
* Courreau J-F & B Langlois. 2005. Genetic parameters and environmental effects which characterize the defence ability of the Belgian shepherd dog. App Anim Behav Sci 91: 233-245.
* De Risio L, T Lewis, J Freeman, A de Stefani, L Matiasek, & S Blott. 2010. Prevalence, heritability and genetic correlations of congenital sensorineural deafness and pigmentation phenotypes in the Border Collie. Vet J 188: 286-290.
* Famula TR, EJ Cargill, & GM Strain. 2007. Heritability and complex segregation analysis of deafness in Jack Russell Terriers. BMC Vet Res 3: 31.
* Famula TR, AM Oberbauer, & KN Brown. 1997. Heritability of epileptic seizures in the Belgian Tervuren. J Small Anim Prac 38: 349-352.
* Ginja, MMD, AM Silvestre, AJA Ferreira, JM Gonzalo-Orden, MA Orden, P Melo-Pinto, MP Llorens-Pena, & J Colaco. 2008. Passive hip laxity in Estrella Mountain Dog- distraction index, heritability and breeding values. Acta Vet Hungarica 56: 303-312.
* Guthrie S & HG Pidduck. 1990. Heritability of elbow osteochondrosis within a closed population of dogs. J Small Anim Pract 31: 93-96.
* Hare E & SG Thomas. 2009. Heritability of motivation-related traits in Labrador Retriever detector dogs. J Vet Behav 4: 238-239.
* Jeglum KA & TR Famula. Heritability and segregation analysis of lymphoma in Golden Retrievers. (MS)
* Karlsson EK, S Sigurdsson, E Ivansson, R Thomas, and others. 2013. Genome-wide analyses implicate 33 loci in heritable dog osteosarcoma, including regulatory variants near CDKN2A/B. Genome Biol 14: R132.
Leighton EA. 1999. Using estimated breeding values to reduce the incidence of genetic diseases in dogs.
* Lewis TW, SC Blott, & JA Woolliams. 2013. Comparative analyses of genetic trends and prospects for selection against hip and elbow dysplasia in 15 UK dog breeds. BMC Genetics 14 :16.
* Lewis TW, JJ Ilska, SC Blott, JA Wooliams. 2011 Genetic evaluation of elbow scores and the relationship with hip scores in UK Labrador retrievers. Vet J 189: 227-233.
* Lewis T, C Rusbridge, P Knowler, S Blott, & JA Wolliams. 2010. Heritability of syringomyelia in Cavalier King Charles Spaniels. Vet J 183: 345-347.
* Lewis T, S Swift, JA Wolliams, & S Blott. 2011. Heritability of premature mitral valve disease in Cavalier King Charles Spaniels. Vet J 188: 73-76.
* Liinamo A-E, L Karjalainen, M Ojala, & V Vilva. 1997. Estimates of genetic parameters and environmental effects for measures of hunting performance in Finnish Hounds. J Anim Sci 75: 622-629.
* Mackenzie SA, EAB Oltenacu, & E Leighton. 1985. Heritability estimate for   temperament scores in German Shepherd Dogs and it's genetic correlation with hip   dysplasia. Behav Gen 15: 475-482.
* Nielen L, J Nielen, LLG Janss, & BW Knol. 2001. Heritability estimations for dieases, coat color, body weight, and height in a birth cohort of Boxers. Am J Vet Res 62: 1198-1`206.
* Padgett GA, BR Madewell, ET Kellert, L Jodar, & M Parkard. 1995. Inheritance of histiocytosis in Bernese Mountain Dogs. J Small Anim Practice 36: 93-98.
* Phillips JC, B Stephenson, M Hauck, & J Dillberger. 2007. Heritability and segregation analysis of osteosarcoma in the Scottish Deerhound. Genomics 90: 354-363.
* Reist S. 2008. Inheritance of subaortic stenosis of the Newfoundland.
* Schmutz SM & JK Schmutz. 1998. Heritability estimates of behaviors associated with hunting in dogs. J Heredity 89: 231-237.
* Wilson BJ, FW Nicholas, JW James, CM Wade, I Tammen, HW Raadsma, K Castle, & PC Thompson. 2012. Heritability and phenotypic variation of canine hip dysplasia radiographic traits in a cohort of Australian German Shepherd Dogs. PLoS ONE 7: e39620.
* Verryn SD & JMP Geerthsen. 1987. Heritabilities of a population of German Shepherd Dogs with a complex interrelationship structure. Theor Appl Gen 75: 144-146.
* Zhang Z, L Zhu, J Sandler, SS Friedenberg, and others. 2009. Estimation of heritabilities, genetic correlations, and breeding values of four traits that collectively define hip dysplasia in dogs. Am J Vet Res 70: 483-492.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

error: Content is protected !!