Jokainen karjanomistaja haluaa terveempiä lehmiä Ongelma Terveysominaisuuksien periytyvyysasteet ovat matalia ja siksi hankalia jalostaa Lähtötietojen laatu vaihtelee Yhden ominaisuuden painottaminen voi vaikuttaa epäedullisesti muihin terveysominaisuuksiin 1
Lehmien sairastuvuus on lisääntynyt % 50 45 40 35 Repro (Metritis) 30 Retained Placenta 25 Respiratory 20 Lameness 15 Mastitis 10 5 0 1996 2001 2007 NAHMS Dairy 2007 Part II: Changes in the Dairy Cattle Industry 1991-2007 Entä jos... Löydettäisiin keino jalostaa lehmien vastustuskykyä taudinaiheuttajia vastaan omana ominaisuutenaan? Immuunivastetta voitaisiin parantaa jokaisessa sukupolvessa jalostuksen keinoin. 2
Hyvän immuunivasteen jalostus Semex on rahoittanut immuunivasteen tutkimusta jo yli 15 vuoden ajan. Professori Bonnie A. Mallard (PhD) Department of Pathobiology Ontario Veterinary College University of Guelph Semexillä on yksinoikeus immuunivasteen tutkimiseen sonneilta Mitä vastustuskyky eli immuunivaste tarkoittaa? 3
Vastustuskyvyn tyypit Passiivinen immuunivaste Luontainen immuunivaste Hankittu immuunivaste Passiivinen vastustuskyky Väliaikainen Saadaan ternimaidosta Sisältää emästä saatuja vastaaineita Katoaa, kun oma immuunijärjestelmä käynnistyy 4
Luontainen vastustuskyky Innate Immunity Immuunijärjestelmän perusta puolustuksen etujoukot Reagoi nopeasti kaikkiin tautihyökkäyksiin Ei taistele eriteltyjä taudinaiheuttajia vastaan Ei muistia aikaisemmista tautihyökkäyksistä Kahdenlaista hankittua vastustuskykyä Taistelee solunsisäisiä infektioita vastaan Esim. virukset ja mykoplasmat Taistelee solun ulkoisia infektioita vastaan Esim. Bakteerit (utaretulehduksetym) 5
Immuunivaste on kokonaisuus Immuunijärjestelmä taistelee kaikkia taudinaiheuttajia vastaan sekä virukset että bakteerit Disease Immune Response Immune Response Genes Immuunivasteen perinnöllinen valinta Mitataan koko immuunijärjestelmän toimivuutta Saadaan edistymistä sekä virusten että bakteerien vastustuskykyyn. Vahvistaa sekä luontaista järjestelmää että hankittua immuniteettia Voidaan jalostaa tehokkaasti korkean periytyvyytensä takia 6
Immuunivasteen periytyvyysaste Immuunivasteen HIR Test Protocol testaus on 15 päivän prosessi HIR test is a 15 day test that requires 3 farm visits: 1. Päivä 2. Otetaan verinäyte tutkimuksiin (ELISA) 3. Rokotetaan lihakseen tyypin 1 ja 2 antigeenejä 14. päivä 1. Mitataan ihon paksuus ja annetaan ihonalaisesti antigeeneejä 2. Otetaan verinäyte tutkimuksiin (ELISA) 15. Päivä 1. Mitataan ihon reaktiot 24-48 tuntia rokotuksesta 7
Immunity+ merkinnän saa sonni, joka on sekä bakteerien että virusten immuunivasteessa yhden hajonnan yksikön populaation keskiarvoa parempi. Immunity+ Sires Immunity+ sonnit Lisäävät karjan luontaista vastustuskykyä taudinaiheuttajia vastaan periyttämällä hyvää immuunivastetta tyttärilleen Hyvän immuunivasteen omaavat lehmät Sairastavat vähemmän Reagoivat rokotteisiin paremmin Tuottavat parempilaatuista ternimaitoa strum Kestävät pitempään 8
Mitä merkitystä hyvällä immuunivasteella on käytännössä? Hyvän immuunivasteen lehmät Hyvän vasteen lehmät vs muu karja 27% vähemmän utaretulehduksia 38% vähemmän kohtutulehduksia 12% vähemmän jälkeisten jäämistä 700 parasta lehmää 3,000 lehmän karjassa Floridassa 15% vähemmän ketoosia (epäsuora yhteys) Kaikissa tutkituissa karjoissa sairastuvuus oli 9 30% vähäisempää kun verrattiin parhaan vasteen lehmiä muuhun karjaan. 9
Immuunivaste vs sairastuvuus Sairastuvuus keskimäärin (kaikki hoidot) 16.00% % Disease Occurrence 14.00% 12.00% 10.00% 8.00% 6.00% 4.00% 2.00% 7.50% 11.30% 14.40% 0.00% High Average Low n= 64 herds Disease data from: Wagter et al. 2000 JDS 83:488 and De Lapaz, J.2008 MSc Thesis, University of Florida. Thompson-Crispi, K. et al., 2011 Technical Report to the Genetic Evaluation Board, Canadian Dairy Network Immuunivaste vs paratuberkuloosi M. Paratuberculosis vs fenotyyppinen immuunivaste (n=781 Florida Holsteins) Proportion of seropositive low cows 35 30 25 20 15 10 5 Categories: Negative (OD=0-0.49) Inconclusive (OD 0.5-0.99) Positive (OD 1.0-3.49) Strong Positive (OD>3.5) 0 High CMIR Average CMIR Reference: P.J. Pinedo, A. Donovan, O. Rae and De la Paz, Proc. Int. Colloq. Paratb., Mn, Aug 9-14, 2009 10
Hyvän immuunivasteen lehmät Greater Antibody in Colostrum & Milk Tuottavat parempaa ternimaitoa 3 2,5 OD ELISA 2 1,5 1 0,5 0 wk 0 wk 2 wk 3 wk 4 wk 6 Ref Wagter& Mallard et al 2000 JDS 83:488 High Ave Low Periytyvyys tyttärille 25% Periytyvyysaste 0,25 tarkoittaa, että noin neljännes ominaisuuden vaihtelusta johtuu geeneistä 50% Sonni periyttää puolet geeneistään jälkeläiselleen 11
Tutkimus ja tuotekehitys jatkossa Kerätään hoitotietoja Immunity+-sonnien tyttäriltä Immuunivasteen genomitutkimus 12
HIR Genome-Wide Association Study Tavoite: Kehittää genomitesti immuunivasteelle Metodit: Genomitestataan sekä hyvän että heikon immuunivasteen eläimiä käyttäen Illumina Bovine SNP50 -paneelia 163 lehmää genotyypitetty (81 HIR ja 82 LIR) Etsitään yhteläisyyksiä geenikarttojen välillä (Generalized quasilikelihood score method ) Minor allele frequency > 0.05 Minimum call rate > 0.85 2580 SNP:llä on merkittävä yhteys immuunivasteeseen. Genomiset markkerit AMIR (antibody-immune resistance) 13
Immuunivasteen genomit Kromosomissa 23 sijaitseva the Bovine Major Histocompatibility Complex (BoLA) on vastuussa hankitun immuunivasteen kehittymisestä Tämä osoittaa, että immuunivaste-testi mittaa oikeita asioita Yli 2000 geeniä vaikuttaa immuunivasteeseen Mahdollisuus genomitestiin tulevaisuudessa Ensimmäiset Semexin testaamat sonnit OD Value (1/50 + 1/200) 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0-0.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Sire 160.00 140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 % Increase in Skin Thickness Corrected Ab % Skin Thickness Mitään haitta- tai ristikkäisvaikutuksia ei havaittu testinyhteydessä tai sen jälkeen. 14
15