Este foarte greu de determinat care dintre factorii enumerați au importanța cea mai mare, deoarece anumiți factori influențează anumite microorganisme. Mai mult, răspunsul imun al vacilor la agenții patogeni este complicat. Sistemul imunitar înnăscut al vacilor este pregătit să răspundă imediat la fazele incipiente ale infecției și să recunoască agenții patogeni noi. În schimb, sistemul imunitar dobândit are nevoie de mai multe zile pentru a deveni capabil să exercite un răspuns de protecție la infecție.

Programe de ameliorare genetică pentru a reduce incidența mastitei

Rezistența la mastită este o însușire complexă, dependentă de o componentă genetică, dar și de factori fiziologici și de mediu. În general, rezistența la mastită poate fi definită ca fiind abilitatea organismului de a evita infecția ugerului sau de a-și reveni rapid după declanșarea unei infecții.

Pentru a cuantifica din punct de vedere clinic starea de sănătate a glandei mamare, majoritatea studiilor genetice de până acum s-au concentrat pe numărul de celule somatice (NCS) din lapte și pe mastita clinică. Astfel, acești indicatori au fost prinși în programele de ameliorare ale vacilor de lapte din rasele specializate în toată lumea. Scopul acestor programe de ameliorare genetică este de a reduce incidența mastitei la nivelul fermelor de vaci de lapte. O metodă rapidă de reducere a incidenței mastitei la vaci este selecția genetică, însă coeficientul de heritabilitate al mastitei este redus. Acest lucru conduce, cel mai adesea, la interpretarea greșită cum că genetica are un rol redus în apariția mastitei și că singura opțiune de a reduce această infecție este îmbunătățirea condițiilor de mediu (management). Motivație falsă atâta timp cât prin îmbunătățirea condițiilor de management nu s-a reușit reducerea numărului de noi infecții intra-mamare.

Pentru a putea fi inclusă în programele de ameliorare genetică, rezistența la mastită trebuie să fie cuantificată prin intermediul unor însușiri, care apoi devin criterii de selecție. Aceste însușiri pot fi fenotipice sau genotipice. Însușirile fenotipice ale rezistenței la mastită pot fi directe (diagnosticul infecției) și indirecte (aprecierea stării bacteriologice a glandei mamare pe baza parametrilor inflamatori). însușirile fenotipice directe sunt determinările bacteriologice sau observațiile clinice de mastită, iar cele indirecte sunt numărul de celule somatice și conductivitatea electrică a laptelui.

Utilizarea schemelor de selecție asistate de markeri moleculari

Datorită progresului genetic redus obținut în îmbunătățirea stării de sănătate a glandei mamare prin introducerea însușirilor fenotipice indirecte în programele de ameliorare pentru rezistența la mastită, oamenii de știință și-au concentrat tot mai mult eforturile pentru introducerea markerilor moleculari pentru rezistența la mastită prin utilizarea schemelor de selecție asistate de markeri, pentru a permite o selecție mai rapidă și mai precisă a taurinelor rezistente la mastită.

Rezistența sau susceptibilitatea la mastită este un caracter multi-locus complex, determinat de interacțiunea mai multor factori genetici. Studiile realizate în acest sens au analizat: a) variațiile poligenice; b) locii cantitativi sau QTL (quantitative trait loci) cu efecte majore asupra îmbolnăvirilor și c) genele „candidat” care conferă rezistență sau susceptibilitate la mastite.

Cea mai mare provocare a geneticii moleculare este să identifice markeri pentru genele care controlează variația fenotipică a rezistenței la mastită. Există două tipuri de markeri”

• Markerii legați sau indirecți, denumiți și QTL care sunt suficient de apropiați pe cromozom de gena care ne interesează, iar markerul și gena de interes sunt întotdeauna transmise ereditar împreună

• Markeri direcți, și anume polimorfismul funcțional al genei care controlează variația fenotipică a însușirii. În acest fel se pot identifica genotipurile (sau haplotipurile) favorabile rezistenței și sănătății ugerului. Odată ce polimorfismul funcțional al genei este cunoscut, se poate predicta efectul unei anumite alele în populație.

Markerii direcți sunt mai de folos decât markerii indirecți în predicția variației fenotipice a unui caracter în cadrul unei populații de animale. Dar variația însușirilor cantitative, precum rezistența la mastită, este controlată de mai mulți loci, fiecare dintre ei fiind responsabili pentru o proporție mică a variației totale a însușirii.

În lumea științei există două abordări pentru a căuta markerii sau genele majore pentru rezistența la mastită, și anume: 1. detectarea și localizarea QTL și 2. gena candidată prin care se caută polimorfismele unei singure nucleotide (SNP – single nucleotide polymorphisms) în genele care au legătură cu mastita.

QTL care au legătură cu rezistența la mastită au fost localizați în aproape toți cromozomii, din care pe cromozomii 3, 4, 9, 11, 18 și 27 sunt cei mai mulți. Astfel, circa 30 de QTL au fost confirmați de cel puțin două studii independente.

Studii de analiză a genelor asociate cu răspunsul imun 

În ultimii 15 ani s-au investigat genele asociate cu răspunsul imun pentru a găsi prezența unor SNP-uri și asociații cu însușirile fenotipice ale mastitei. Astfel, s-a găsit o asociere între mastită și două gene care codifică proteinele prezente în lapte și sunt implicate în mecanismele ereditare de apărare a glandei mamare împotriva infecțiilor. Aceste gene sunt cele responsabile pentru sinteza lactoferinei, care are proprietăți bacteriostatice și intervine în involuția glandei mamare, precum și lizozimul care distruge peretele celular al bacteriilor. Însă, cele mai studiate gene sunt cele care codifică acel complex major de histocompatibilitate al bovinelor (MHC sau BoLA – bovine major histocompatibility complex), datorită rolului esențial al acestora în inducerea și reglarea răspunsului imun dobândit. Există mai multe grupe de gene în cadrul acestui complex, iar până în prezent s-au identificat și validat asocieri ale 20 de gene din acest complex cu rezistența sau susceptibilitatea la mastită.

Toate aceste studii au fost făcute pe efective de vaci de lapte din străinătate. 

Cercetări bazate pe selecția genomică, la SCDCB Arad 

În prezent, în România există puține laboratoare care au dezvoltat tehnologii de studiu al markerilor genetici cu implicații economice. La Stațiunea de Cercetare-Dezvoltare pentru Creșterea Bovinelor Arad există un laborator de Genetică Moleculară care printr-un proiect recent de cercetare (GeneWel – Ameliorarea producțiilor și a bunăstării vacilor de lapte prin selecția asistată de markeri moleculari, proiect PN-II-RU-TE-2014-4-1402 finanțat de CNCS – UEFISCDI) își propune să exploreze genele potențiale candidate pentru rezistența la mastită TLR4 (toll-like receptor 4), LTF (lactoferină), IL (interleukina 8), precum și o nouă genă BRCA1 (bovine breast cancer 1) la rasele Bălțată românească și Brună.

Considerăm că mai multe studii și caracterizări ale regiunilor genomice asociate cu rezistența la boli vor crește gradul de sustenabilitate economică a producției de lapte și a condiției de bunăstare la bovine.

Ludovic CZISZTER

Daniela ILIE

DEFINIREA TERMENILOR

Marker molecular – o moleculă conținută de o probă luată dintr-un organism;

Marker genetic – o genă sau o secvență de ADN, care are o localizare cunoscută pe cromozom și este utilizată pentru identificare;

Cromozom – o structură organizată și compactată care conține majoritatea ADN a unui organism;

Locus (plural loci) – localizarea specifică sau poziția unei gene pe cromozom;

Genetica moleculară – domeniul biologiei și al geneticii care studiază structura și funcția genelor la nivel molecular;

Genotip – totalitatea genelor unei celule/organism, care determină caracterele specifice (fenotipul) acelei(ui) celule/organism;

Haplotip – genotip haploid – un grup de gene al unui organism, moștenite împreună de la un singur părinte;

Polimorfism genetic – existența a două sau mai multe forme (alele) ale aceleiași gene.

Articol publicat in revista Ferma nr.14(175) 15 – 31 august 2016