L'inbreeding e i suoi effetti sul sistema immunitario

[Tradotto da Claudia Zaino, Albafeles Sacred Birmans]

A cura di Dr. Heather E. Lorimer
(Ristampato coi permessi)

Tutti gli allevatori felini sanno qualcosa sui pericoli dell'inbreeding. Noi tutti abbiamo udito (e molti di noi visto) i tragici risultati degli accoppiamenti dei pericolosi geni recessivi. Un modo per evitare il letale gene recessivo è di far accoppiare gatti imparentati il meno possibile (outocross). D'altra parte, la linea nella quale si fanno questi outcross possono portare lo stesso gene che si cerca di evitare.

Tuttavia, è abbastanza possibile scartare difetti genetici anche nelle linee più consanguinee. Gli scienziati lo fanno sempre: hanno prodotto razze di topi, ratti, e altri animali che sono così consanguinei da essere geneticamente identici. Ciascun animale in ognuna di queste razze è il gemello identico (a parte il sesso) di ciascun altro animale di quella razza. Questi animali portano geni non letali e sono estremamente sani in tutti i casi tranne uno: essi devono essere tenuti in un ambiente quasi sterile, poichè il loro sistema immunitario non è in grado di resistere a malattie che si incontrano in normali condizioni.

Il sistema immunitario di tutti gli animali sono assolutamente dipendenti dalla diversità genetica. Ci sono di base due tipi di risposte immunitarie:

  1. Ci sono cellule chiamate linfociti-B, che creano gli anticorpi che sono in grado di inattivare o uccidere particelle estranee (come batteri o virus) che entrano nel corpo.
  2. Ci sono cellule chiamate linfociti-T, che uccidono cellule pericolose come i tumori o cellule infettate da un virus.

In molti aspetti questi due sistemi sono uguali. Queste cellule sono molto specifiche; una cellula crea solo un tipo di anticorpo o è in grado di riconoscere ed uccidere solo un tipo di cellula pericolosa. La cosa più sbalorditiva su questo sistema è che per ciascun tipo di infezione o ogni tipo di cancro al quale un animale può sempre essere esposto c'è già una cellula nel corpo dell'animale specifico per quell'infezione o cancro.

Ciò significa che ci sono probabilmente milioni di geni, in tutti gli animali adulti, ciascuno codificato per uno specifico anticorpo o recettore di superfici di cellule. Il problema è che non c'è abbastanza spazio nei cromosomi per tutti questi geni. Noi animali abbiamo un metodo molto ingegnoso per raggirare questo paradosso: le nostre cellule del sistema immunitario non hanno geni completi per gli anticorpi; invece, hanno molti piccoli segmenti di gene che la cellula taglia e assembla per fare un intero gene. Le cellule del sistema immunitario sono le uniche cellule che alterano il loro stesso DNA. Se ciò accade ovunque ma nei geni immuni, potrebbe essere molto pericoloso. Nei geni immuni, tuttavia, è essenziale: altrimenti non sarebbero in grado di combattere molte altre malattie.

Nell'esempio che segue ho arbitrariamente utilizzato un DNA (germ-line) originale con sei segmenti di gene, ciascun segmento contiene dieci differenti combinazioni (nella realtà ce ne sono molti di più). Questi sei segmenti possono produrre 10x10x10x10x10x10 (un milione) di anticorpi differenti.

Se entrambi i cromosomi di un gatto o altro animale hanno segmenti di geni che sono di un medesimo sistema immunitario, quell'animale ha perso metà dei suoi potenziali geni di anticorpo. Se quell'animale è ulteriormente accoppiato in consanguineità, incomincia a perdere altri segmenti di gene individuale fino ad un fenomeno genetico chiamato "crossover". Ciascun segmento di gene che è stato perso rappresenta migliaia di potenziali anticorpi.

Nell'esempio sopra riportato, un animale con due cromosomi completamente differenti può creare due milioni di anticorpi differenti, ciascuno specifico per un tipo di infezione. Un animale che ha cromosomi di un identico sistema immunitario (omozigote) può fare un milione di anticorpi differenti. Un animale che ha perso un segmento di gene dal crossover può fare solo novecentomila anticorpi. Così vediamo che, nel mio esempio, la perdita di un segmento di gene rappresenta la perdita di centomila possibili anticorpi. Quando ciò accade, l'animale inizia a perdere la sua capacità di combattere alcune malattie. Se un gruppo di animali ha perso lo stesso segmento di gene, come accade nelle linee consanguinee, improvvisamente l'intero allevamento o l'intera linea di sangue può essere persa per infezioni che potrebbero avere normalmente piccoli effetti su un gatto normale.

Un esempio ben conosciuto di questo tipo di sensibilità per una malattia, causata da una mancanza di diversità genetica, è successo nei ghepardi selvatici ed in cattività. Programmi di allevamento di ghepardi in cattività sono stati abbattuti da una bassa natalità e da una alta mortalità infantile. Come se ciò non fosse sufficiente, i ghepardi si sono mostrati essere molto predisposti a sviluppare la Peritonite Infettiva Felina (FIP). Molti gatti risultano positivi al virus che causa la FIP quando sono esposti ad esso, ma solitamente meno del 10% di questi gatti svilupperanno la FIP letale. Tuttavia, i ghepardi esposti al virus avranno un valore di mortalità del 50%. Stephen J, O'Brien e i suoi colleghi esaminarono il prblema del ghepardo in un articolo pubblicato a maggio del 1986 edizione del "Scientific American". Essi scoprirono che i ghepardi sono geneticamente molto simili - così simili che due singoli ghepardi, nati mille miglia lontano, non avevano rigetto di un trapianto di pelle l'uno dell'altro (un tratto che è normalmente visibile solo in gemelli identici). Ad un certo punto della storia, la popolazione del ghepardo deve esser stata ridotta a pochissimi individui da perdere la loro diversità immunologica e, come risultato, questi grandi, bei gattoni sono in pericolo di estinzione.

Noi come allevatori felini dobbiamo proteggere i nostri bei campioni da questo destino. Dobbiamo stare attenti a non "fissare" l'immunodeficienza quando stiamo cercando di "fissare" il tipo. Fortunatamente ciò non è difficile da fare. Quando si vuole portare un tratto nei propri gatti, come ad esempio la misura o il posizionamento delle orecchie, è necessario andare su più soggetti non su uno. Ricordiamoci, non perderemo il "tipo" in un outcross a meno che il gatto di cui si sta facendo outcross manchi del "tipo". Molto importante, notare i segni pericolosi di una eccessiva consanguineità.
Questi sono:

  1. Bassa fertilità in maschi o femmine
  2. Cucciolate di piccole dimensioni (uno o due cuccioli) su una base regolare
  3. Asimmetria, mascelle disallineate, nasi storti, posizionamento irregolare degli occhi.
  4. Comparsa regolare di cancro nei gatti giovani.
  5. Perdita di una gran parte di gatti di una malattia. Se il 50% di una cucciolata o di un gruppo di adulti muore di una semplice infezione, non c'è una sufficiente diversità del sistema immunitario nella propria linea.

Nota dell'autore: June 1998. Nuove informazione sul MHC indica che la mancanza di eterozigosi può essere anche un problema più grande di quello trovato nei geni di anticorpo e TCR geni. Prove più recenti indicano un problema ancor più serio con il sistema immunitario causato dalla consanguineità di quelli menzionati in questo articolo. Alcuni di questi saranno probabilmente scritti per il prossimo articolo del Cat Fanciers Journal.

Heather E. Lorimer, Ph.D.
Assistant Professor, Genetics
Department of Biological Sciences
Youngstown State University
Youngstown, OH 44555

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