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Universidade Federal de Pelotas Graduação em Biotecnologias Genômica de Equinos Genômica aplicada à clinica de equinos Priscila M. M. de Leon Dra., Médica Veterinária - PNDP Biotecnologia/UFPel

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Universidade Federal de Pelotas

Graduação em Biotecnologias

Genômica de Equinos

Genômica aplicada à clinica de equinos

Priscila M. M. de Leon Dra., Médica Veterinária - PNDP Biotecnologia/UFPel

• Genômica x Genética → estudo da múltipla interação gênica em características complexas;

potencial na investigação, diagnóstico e tratamento de doenças, e não apenas na origem genética;

Compreensão sofisticada de características complexas e transfromação da forma de seleção para a reprodução;

Testes de diagnóstico

Boas práticas de manejo e criação;

Manejo médico dos animais afetados;

Estratégias para reduzir prevalência de doenças associadas a alelos, preservando a diversidade genética e condicionamento físico geral;

Genômica na clínica de Equinos - Introdução

• Conceito: doenças causadas por uma mutação de um único gene e herdada em um padrão mendeliano;

• Praticamente toda a doença genética equina caracterizadas até o momento se enquadram nessa categoria:

• 11 mutações identificadas causando 10 síndromes clínicas

• Teste diagnóstico comercial é disponível para todas estas mutações, facilitando:

– identificação de portadores;

– confirmação de casos clínicos;

– gestão dos alelos no melhoramento da população;

* A identificação foi através da abordagem de um gene candidato baseada em síndromes hereditárias em homem ou camundongos.

Doenças Monogenéticas

• Caracterizada por: crises intermitentes de fraqueza muscular e tremores, prolapso da 3ª pálpebra, alterações na marcha e incordenação motora;

• substituição C/G no gene SCN4A no ECA 11, resulta em fenilalanina → leucina;

• Influxo incontrolável de sódio, que causa as contrações musculares;

• Afeta o potencial de membrana em repouso, causando falha na resposta ao aumento de potássio após despolarização;

Paralisia Periódica Hipercalêmica - HYPP

• HYPP é uma condição hereditária co-dominate que afeta os canais de sódio das células musculares (humanos e equinos);

• Cavalos da raça Quarto de Milha (1,5%) e cruzamentos;

Miopatia por Armazenamento de Polissacarídeos - PSSM

• Doença autossomica dominante relacionada ao armazenamento de glicogênio;

• Atinge Quarto de Milha (11% ), American Paint Horses, Appaloosas, Clydesdale, Shire, Belgian, Suffolk Punch e Percheron;

• Uma mutação no gene GYS1 (glicogenio sintase 1) em ECA 10, provocando a desregulação da função-do glicogênio:

– Substituição G/A, causando Arginina → Histidina;

• Forma grave: com mutação em GYS1 e RYR1 (Tipo 1 e Tipo 2);

• Caracterizada por: rigidez, dor, relutância ao caminhar, rabdomiólise, fasciculações, fraqueza, alterações na marcha e decúbito;

Hipertermia Malígna

• Doença muscular de herança autossômica dominante, caracterizada por resposta hipermetabólica após exposição a anestésico inalatório (halotano, enflurano, isoflurano) ou succinilcolina (humanos e equinos);

• Quarto de Milha a prevalência é de 1,3%;

• substituição C /G no exon 46 do gene do receptor rianodina (RYR1) no ECA 10;

– Resultando na substituição de Arginina por Glicina;

• Causa uma anormalidade no canal de liberação de cálcio do retículo sarcoplasmático. Com isso: contratura muscular exacerbada, provocando aumento de temperatura e quadro de hipermetabolismo;

• Caracterizada por: aumento severo da temperatura corporal, acidose e morte;

Deficiência na Enzima Ramificadora do Glicogenio (GBED)

• Doença clínica hereditária de forma autossômica recessiva;

• Relatada inicialmente em cavalos Quarto de Milha (8,3%) e Paint Horse (7,1%);

• Substituição C/A na base 102 do codon 34 no exon 1 do gene GBE1 em ECA 26;

• enzima é incapaz de formar, armazenar e utilizar o glicogênio necessário para a função metabólica. Causando falhas no crescimento e desenvolvimento fetal, com progressiva deterioração dos sistemas cadíaco, muscular e neurológico;

• Apresentação clínica: aborto, natimorto ou potros fracos (convulsões, insuficiência cardíaca e respiratória);

Deficiência na Enzima Ramificadora do Glicogenio

(GBED)

http://www.vgl.ucdavis.edu/services/horse.php

Imunodeficiência Severa Combinada do Árabe - SCID

• Doença fatal causada por gene recessivo, caracterizada pela incapacidade do potro em combater infecções, levando animal à morte;

• Afeta cavalos Árabes (8,4%);

• Deleção de 5 pb no gene da subunidade catalítica da DNA-PK (DNAPKcs) no ECA 9;

• O efeito desta supressão é falha na maturação dos linfócitos B e T. Tornando-os incapases de montar uma resposta imune celular ou humoral;

* animais portadores tem sido associados com a maior incidência de tumores sarcoides;

http://www.cepav.com.br/br/paginas_internas/exames_precos.html

Epidermólise Bolhosa Juncional - JEB

• Doença autossômica recessiva dermatológica (humano e equino); • Relatada em American Saddlebreds (4%), Belgian, Bretão e outras

raças; • Inserção de Citosina no gene LAMC2 em ECA 5, codificando um stop

codon; • deleção de 6589 pb nos exosn 24-27 do gene LAMA3 no ECA 8;

• O defeito molecular é uma falha na produção de laminina-5, proteína da membrana basal heterotrimérica que faz a adesão entre as camadas da pele derme e epiderme;

• Cracterísticas clínicas: áreas de mucosa e tegumento desprovidas de epitélio e com ulcerações graves;

Astenia Cutânea Equina - HERDA

• Condição autossômica recessiva dermatológica

• Atinge cavalos Quarto de Milha e cruzamentos;

• 3,5% é a frequência de cavalos heterozigotos;

• Ocorre uma mutação no exon 1 do gene da ciclofilina B (PPIB) no ECA 1, causando uma substituição de Glicina para Arginina;

• Caracterizada por: fibras de colágeno aglomeradas na derme, causando elasticidade excessiva e fragilidade da pele, hematomas e infecções secundárias;

Síndrome Letal do Potro Overo

• Doença congênita neonatal de cavalos da raça Paint Horse;

• 94% dos animais de pelagem Overo são heterozigotos;

• Caracterizada por: camada pêlos brancos e obstrução funcional do intestino;

• Ocorre uma mutação dinucleotídica TC → AG no códon 118 do receptor da endotelina B (EDNRB) no ECA 17;

• Resultando na substituição de uma isoleucina à lisina. Ocasionando falha no desenvolvimento da submucosa e gânglios mioentéricos. Enquanto que a cor da pelagem branca ocorre devido falha em precursores de melanócito (gene é responsável pela regulação da embriogênese);

• Clinicamente: cólicas pela obstrução funcional do intestino;

Melanoma

• Acomete cavalos de pelagem tordilha;

• Duplicação do intron 6 do gene sintaxina-17 no ECA 25;

• A pelagem tordilha é herdada em um padrão autossômico dominante, com homozigotos mostrando mais rápido e completo branqueamento e maior incidência de melanoma;

• Pode ocorrer metástases em: gânglios linfáticos, fígado, pulmão, baço e tecido muscular;

• Programa de melhoramento genético minimizando a geração de homozigotos;

• Conceito: podem ser definidas como doenças que envolvem os efeitos aditivos de muitos genes e ainda a interação genética com fatores ambientais;

• Homem: Diabetes tipo 2 e Artrite reumatóide;

• Equino: Obstrução Recorrente das Vias Aéreas (RAO);

• As investigações em equinos estão em andamento, devido natureza complexa das doenças-alvo;

Doenças Poligênicas e Complexas

Obstrução Recorrente das Vias Aéreas (RAO)

• Doença respiratória caracterizada clinicamente por tosse e aumento do esforço respiratório, levando a um baixo desempenho;

• Genes candidatos estão sendo investigados;

Doenças Ortopédicas

• Ligadas ao desempenho atlético, são variações indesejáveis na conformação de ossos, articulações, ligamentos e tendões;

• Locus no ECA 18;

• Técnicas de reprodução assistida podem minimizar ou amplificar a propagação de alelos deletérios em uma população, afetam a diversidade genética de maneira positiva ou negativa;

• Garanhões “não testados” podem propagar alelos indesejáveis;

• Fatores decisivos relacionados á clinica de equinos (venda/compra):

– Qualidade de vida, grau de letalidade, diversidade genética, efeitos deletérios em heterozigotos, o uso do animal, disposição de testes, éticos e legais;

• Situação desafiadora: gestão de portadores heterozigotos de alelos recessivos (disseminação de um alelo indesejável);

• Testes Genéticos disponíveis;

• Necessidade de discussões éticas no diagnostico e tratamento de doenças genéticas;

• SNP Chip (56,402 SNP by Illumina Inc of San Diego)

Genômica na clínica de Equinos - Conclusões