Genetyczne podłoże odporności i oporności na choroby ODPORNOŚĆ

Transkrypt

1 Genetyczne podłoże odporności i oporności na choroby odporność na choroby oporność na choroby reakcja układu immunologicznego na infekcje cecha monogenowa mimo kontaktu z patogenami osobnik zdrowy cecha poligeniczna ODPORNOŚĆ wrodzona nabyta odpowiedź specyficzna na obce białko (antygen) : - białka (antygeny) MHC - limfocyty T i B 1

2 Inicjacja odpowiedzi immunologicznej patogen (antygen): bakterie wirusy pasożyty cząsteczka MHC : klasa I klasa II limfocyty : T- cytotoksyczne T- pomocnicze Lokalizacja MHC i nazwa u poszczególnych gatunków Gatunek Chromosom Symbol MHC człowiek mysz bydło owce świnie konie kury 6 p q21-qter 20q15-q23 7 p12-q12 20q14-q22 16 HLA H-2 BoLA OLA (Ovar) SLA ELA Kompleks B Liczba alleli w loci HLA HLA klasa I HLA klasa II Locus Liczba alleli Locus Liczba alleli A 489 DRA 3 B Ia 830 DRB 522 C 266 DQA1 34 E 9 DQB1 78 F Ib 20 DPA1 23 G 23 DPB1 125 DMA 4 DMB DOA DOB (dane z 2012) 2

3 Cząsteczki (białka; antygeny) MHC klasy II i I podjednostka alfa kodowana przez gen MHC klasy II [- - A] podjednostka beta kodowana przez gen MHC klasy II [- - B] podjednostka alfa kodowana przez gen MHC klasy I błona komórkowa MHC II MHC I 2 mikroglobulina kodowana przez gen spoza MHC Przykłady istotnych zależności między MHC a chorobami ludzi Choroba HLA Względne ryzyko Zesztywniające zapalenie B27 90,1 stawów kręgosłupa Celiakia DR3 73,0 Zespół Reitera B27 35,9 Podostre zapalenie tarczycy B35 16,8 Zespól Goodpasteure a DR2 15,9 Zapalenie opryszczkowe skóry DR3 15,4 Pęcherzyca DR4 14,4 Aktywne przewlekłe zapalenie wątroby DR3 B8 13,9 9,2 Łuszczyca pospolita Cw6 B13 13,3 8,7 Nużliwość mięśni rzekomoporaźna B8 12,7 Cukrzyca typu I (insulinozależna) DR4 DR3 6,4 3,8 Reumatoidalne zapalenie stawów DR4 Dw 5,8 4,2 Stwardnienie rozsiane DR2 B8 4,8 4,4 Choroba Gravesa-Basedowa DR3 3,7 B8 i DR3 zmniejszają ryzyko raka jądra i mięsaka Kaposiego MHC a odporność na choroby Gatunek Choroba Antygeny/geny MHC związane z odpornością podatnością Bydło mastitis enzootyczna białaczka bydła (EBL) trypanosomatoza A2 A14 DQ1A DRB3*1301 A16, A6, A13 ED116 DRB3.2*23 DRB3.2*11 gruźlica DRB3*1301 Koń rak skóry DRB1 A7, A10, A11 Owca pasożyty SY1 A5, W13 Kura choroba Mareka mięsak Rousa B21 B24 B19/B-F19 3

4 Immunoglobuliny (przeciwciała) wykryte w 1890 roku przez von Behringa i Shibasaburo Kitasato Susumu Tonegawa 1976 opisał genetyczne podłoże powstawania przeciwciał 1987 otrzymał nagrodę Nobla Cząsteczka przeciwciała: dwa łańcuchy ciężkie (H) dwa łańcuchy lekkie (L) gen łańcucha ciężkiego przeciwciała grupy minigenów: V variable D diversity J joining gen łańcucha lekkiego przeciwciała grupy minigenów: V variable J joining Składanie genów przeciwciała 4

5 Receptor limfocytu T Rodzaje receptorów limfocytów T: - złożone z łańcuchów i - złożone z łańcuchów i Części zmienne łańcuchów kodowane są przez geny V i J (łańcuchy i ) V, D i J (łańcuchy i ) Potencjalna liczba różnych receptorów wynosi: - - około około Inicjacja odpowiedzi immunologicznej (MHC klasa II) MHC klasa II związane z obcym białkiem APC (komórka prezentująca antygen /obce białko) np. makrofag Receptor limfocytu T Limfokiny wysyłane przez limfocyt T limfocytom B Produkcja przeciwciał przez limfocyty B BADANIA GENETYCZNEGO PODŁOŻA OPORNOŚCI NA CHOROBY ZDEFINIOWANIE CECHY OPORNOŚCI OSZACOWANIE ZMIENNOŚCI GENETYCZNEJ SPOSÓB DZIEDZICZENIA? POLIGENY POJEDYNCZY GEN OSZACOWANIE PARAMETRÓW GENETYCZNYCH MAPOWANIE GENU KLONOWANIE GENU POSZUKIWANIE MARKERÓW OPRACOWANIE TESTU DIAGNOSTYCZNEGO I STRATEGII DOSKONALENIA 5

6 Genetyczna oporność na choroby Zdefiniowanie cechy oporności Cecha przyjęta jako wskaźnik oporności powinna: charakteryzować się dużą genetyczną zmiennością i odziedziczalnością mieć istotną wartość ekonomiczną być łatwa do mierzenia bez ponoszenia wysokich kosztów Badania genetycznego podłoża oporności na choroby Zdefiniowanie cechy oporności przykłady Oporność na infekcje bakteryjne gruczołu mlekowego: liczba komórek somatycznych w 1 ml mleka (SCC - somatic cell count) Oporność na pasożyty (nicienie) przewodu pokarmowego: liczba jaju nicieni w kale zwierzęcia (FEC fecal egg count) Wskaźniki oporności na choroby cechy eksterierowe fenotypowe - widoczne gołym okiem) cechy, które są określane za pomocą testów serologicznych lub elektroforezy (biochemiczne) cechy ustalane drogą badań molekularnych DNA 6

7 Zmienność oporności na choroby różnice rasowe, osobnicze w Kenii zarażenie bydła motylicą wątrobową jest o wiele częstsze u ras importowanych z Europy niż u ras miejscowych oporność kur na bakterie Salmonella zależy od funkcji fagocytarnych komórek przede wszystkim śledziony oporność rodzimego bydła afrykańskiego N Dama na infekcję świdrowca Trypanosoma brucei brucei Genetyczna oporność na choroby baza danych System informacyjny DAD-IS Domestic Animal Diversity Information System Genetyczna oporność na choroby przykłady ras opornych Gatunek Rasa Kraj/kontynent Choroba bydło świnia Sahiwal N Dama iwest African Shorthorn Brahman guziec i bushpig Afryka Indie Afryka tropikalna teileroza trypanosomatoza parazytemie afrykański pomór świń owca East Friesian Izrael zanokcica (kulawka) 7