Resistência a doenças
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Resistencia a Doenças Genética Básica e Evolução Prof. Dr. José Bento S. Ferraz Aula por Dr. Gerson A Oliveira Júnior Genética de Resistência à Doenças • Padecimento • Estado resultante da perda da homeostasia de um organismo vivo • Desenvolvimento de manifestações patológicas e de sintomas específicos • Privação dos prazeres físicos, emocionais e mentais Genética de Resistência à Doenças Resistência à doenças • Capacidade do hospedeiro de interagir e controla o crescimento e o desenvolvimento de um patógeno • Bactérias • Vírus • Fungos • Protozoários • Helmintos • Redução da taxa da epidemia • • Diminuição do número e tamanho das lesões Diminuição da produção de esporos e da hipobiose • Redução da população do patógeno • Diminuição da quantidade de inoculo • Menor intensidade da doença (Wang & Hartman, 1992) Doenças = Problema • Prejuízos econômicos • Baixa produção • Uso de fármacos • Bem estar animal • Saúde humana • Comida contaminadas por patógenos e/ou químicos • Resistencia a antibióticos • Parasitas • É preciso entender a relação patógeno x hospedeiro para combater doenças efetivamente Como combater Doenças • Maior entendimento dos mecanismos que controlam o estabelecimento das doenças • Alternativas de controle mais eficientes • Destruição do patógeno ou vetor (vacinas, antibióticos, etc) • Descarte (Zoonoses) • Ferramentas genéticas • Todas as alternativas estão corretas E se existisse um jeito de selecionar animais que são geneticamente superiores para resistência a doenças ? • Selecionar animais para resistência a doenças é complexo, pois a maior parte da herdabilidade dessas características é baixa • Pouca atenção tem sido dada para essas características Controle genético da resistência • Controlada por vários genes (~2000 – 3000) distribuídos em diferentes cromossomos que codificam substancias que atuam na maioria das vias metabólicas responsáveis por fazerem a manutenção do organismo vivo Resistência Classificação • Monogênica • Gene de efeito maior • Poligênica • Genes de efeito menor Genética de Resistência a Doenças Fenótipo = Genótipo + Ambiente + Interações Resistência às doenças Efeito combinado da genética Nutrição , manejo e clima Genótipo e ambiente Seleção • Selecionar para 1 ou múltiplas doenças? • Qualidade dos dados! • Quais características olhar? • Edição gênica? Seleção • Dra. Bonnie Mallard defende a ideia de selecionar animais pelo sistema imune • Resposta imune mediada por células (RIMC) e a resposta imune mediada por anticorpos (RIMA) • A seleção para animais com melhor resposta imunológica permite uma melhor resposta às vacinas, melhor qualidade do colostro, reduz descarte e claudicação no animais. Seleção • RIMC -> Combate infecções intracelulares (patógenos intracelulares: vírus, micobactérias) • RIMA -> Combate infecções extracelulares (bactérias) muito importante em mastite. Seleção • Espera-se que animais mais saudáveis expressem todo seu potencial genético (condições ideias) • Selecionar animais por resposta do sistema imune (alta, média, baixa) • Espera-se que animais com alta resposta tenha metade das ocorrências de doenças de animais de baixa resposta. • Isto pode ser passado entre gerações (h2 = 0.25 – 0.35) Seleção • Estudos em suínos demonstraram que animas com alta resposta imune atingem peso de 100Kg a mais, com 20 dias a menos, que animais com baixa resposta (Mallard e Wilkie 2007) • Bezerras da raça Holandesa com alta resposta a anticorpos tiveram maior ganho de peso médio diário do que animais com baixa resposta (Aleri et al., 2015) • Colostro proveniente de vacas com alta resposta continham mais anticorpos em comparação com animais de média e baixa resposta (Wagner et al., 2000). Epigenética • Alterações no DNA (metilação ou modificação de histonas) que poder afetar a expressão gênica (mesmo em clones) • Algumas marcas são permanentes e outras afetadas pelo ambiente (estresse, nutrição materna, etc) • Pode influenciar o sistema imune (Grogan et al., 2001) Tríade Epidemiológica • Modelo descritivo elaborado através das informações capazes de explicar como e por que determinados eventos acontecem e participam do processo de doença Ambiente Observar os componentes físicos e químicos, como por exemplo, solo, água, fatores climáticos e verificar se esses fatores são propícios para o desenvolvimento e manutenção dos patógenos que possam desenvolver uma determinada doença Doença O desenvolvimento da doença depende principalmente do efeito combinado da genética do hospedeiro que é fixada ao indivíduo no momento da concepção A presença do patógeno é essencial para o desenvolvimento da doença Hospedeiro Patógeno Observar a patogenicidade do agente que é influenciada por fatores morfológicos e genéticos Influência do Ambiente Manejo Nutricional • Um indivíduo pode ter herdado de seus pais a capacidade de ser mais resistente às doenças do que outros indivíduos, filhos de outros pais, no entanto, se ele não receber um tratamento nutricional adequado para expressar o seu total potencial genético ele será tão susceptível às doenças quanto qualquer outro indivíduo Influência do Ambiente Manejo Sanitário Influência do Ambiente Manejo Sanitário Idade dos animais • Primeiras semanas de vida – 100% susceptíveis • Idade adulta – muitos são resistentes Período fisiológico • Período periparto - final da gestação e o início da lactação • Queda da imunidade das fêmeas • Maior estabelecimento de larvas • Maior fecundidade de adultos pré-existentes • Maior número de ovos por grama de fezes (OPG) • Período periparto – processo fisiológico extraordinariamente complexo • Intensidade do fenômeno varia em função da raça 19 Variabilidade genética • Entre raças diferentes e entre indivíduos de uma mesma raça • Indivíduos diferentes carregam código genético diferente • Influência direta na expressão das características • Qualitativas: cor dos olhos e do cabelo • Quantitativas: produção de leite, rendimento de carcaça e resistência às doenças Variabilidade genética • Cordeiros Santa Inês x Suffolk • 12 a 14 meses de idade • Mesmas condições de manejo • Parasitose gastrintestinal • Santa Inês – 70% resistentes • Suffolk – 20% resistentes • As diferenças genéticas entre esses indivíduos permitiram que os cordeiros da raça Santa Inês fossem mais resistentes que os cordeiros suffolk 21 Variabilidade genética • Evolução das raças • Resultado da seleção natural dos animais impostas pelas condições climáticas regionais • Raças lanadas • Menor resistência às parasitoses gastrintestinais • Origem em regiões menos propícia para o desenvolvimento dos parasitas • Menor contato do hospedeiro com o patógeno • Ausência de seleção natural e de adaptação do hospedeiro para o patógeno • Raças deslanadas • Origem nos trópicos • Regiões mais propícias para o desenvolvimento das larvas • Maior exposição ao patógeno • Indivíduos mais resistentes 22 Variabilidade genética • Seleção natural dos patógenos em função das condições climáticas • Raças europeias introduzidas no Brasil apresentam grande susceptibilidade às infecções causadas por patógenos que ocorrem nos trópicos Variabilidade genética 24 Herdabilidade da resistência às doenças • Transmitida de pai para filho • Herdabilidade (h²) • Grau de correspondência entre o fenótipo e o genótipo • Explica o quanto que as diferenças observadas no desempenho das características é devido à hereditariedade e não às diferenças ambientais • Quanto que da variância fenotípica pode ser explicada pela variância genotípica • 0 -> 1 • Quanto mais distante de 0 menor é a influencia do ambiente sobre a característica Resistencia Genética dos Patógenos • Co-evolução • Patógenos criam novos mecanismos de ataque • Hospedeiro criam novos mecanismos de defesa • Mecanismos de defesa sob controle genético • O entendimento da maneira pelo qual genes de resistência do hospedeiro interagem com genes de virulência do patógeno é de fundamental importância para que o homem interfira eficientemente nessa guerra a favor do hospedeiro Resistencia Genética dos Patógenos • Co-evolução - Corrida armamentista • Patógenos criam novos mecanismos de ataque • Hospedeiro criam novos mecanismos de defesa • Mecanismos de defesa sob controle genético • O entendimento da maneira pelo qual genes de resistência do hospedeiro interagem com genes de virulência do patógeno é de fundamental importância para que o homem interfira eficientemente nessa guerra a favor do hospedeiro Resistência dos agentes patogênicos 30 Controle das doenças Controle das doenças • Utilização de medicamentos • Tratamentos coletivos dos animais do rebanhos • Impacto dos tratamentos químicos • Meio ambiente • Segurança alimentar • Resistência aos medicamentos pelo patógeno Controle das doenças • Utilização de drogas • Minimiza a eficiência da seleção natural dos animais • Animais que seriam extintos da população devido a sua menor resistência passam a sobreviver devido ao tratamento • Chances iguais de reprodução do que os indivíduos mais resistentes geneticamente • Redução da performance da progênie da próxima geração devido a herdabilidade da resistência • Diminuição do ganho genético anual 33 Controle das doenças • Manejo da diversidade genética • Acasalamentos dirigidos visando não só as características produtivas como também de resistência às doenças • Escolha da raça mais apropriada para cada ambiente de produção • Cruzamentos entre raças – Girolando • Seleção de indivíduos considerados geneticamente superiores • Tratamento seletivo dos animais no rebanho MUUUITO OBRIGADO !!!
