Mílové kroky molekulární genetiky. Řešení, nebo spíš nové problémy?
V minulém článku jsem se zabýval problémy spojenými s komercializací výsledků genetického výzkumu, zejména těch, které se dotýkají nás, kteří se nějakým způsobem zabýváme koňmi. I když jde o problémy probírané ze všech stran a někdy doslova hýbající celým naším koňařským mikrosvětem, lze celkem s pokojnou jistotou očekávat, že dříve či později dojde k jejich úplnému vyřešení. Hypotézy budou buď potvrzeny anebo vyvráceny, a na současné facebookové flame si zakrátko nikdo ani nevzpomene. Dnes bych se ale chtěl zabývat závažnějšími otázkami, které sebesenzačnější výzkumy a výsledky nejen že nevyřeší, ale spíš k nim přidají další otazníky.
Bez velké nadsázky lze říct, že téměř denně jsou publikovány další a další studie, přinášející nové a často průlomové informace, které objasňují genetické souvislosti u celé řady chorob, se kterými jsme si dodnes nevěděli příliš rady. ERU – „měsíční slepota“2, koňské astma – „dušnost“7, hypersensitivita na hmyz (IBH) – „letní vyrážka“5, citlivost k infekci Rhodococcus equi1, anebo osteochodrosis dissecans (OCD)6, to jsou v mnoha případech neřešitelné problémy, které zná a kterých se obává každý majitel či chovatel koní. A nyní jsou k dispozici výsledky vědeckého výzkumu, ukazující, že i tato onemocnění mají genetický kontext. Zatím sice nelze jednoduchým testem určit predisponované jedince, a hned tak to asi ani, vzhledem ke komplexnímu charakteru dědivosti, nebude. V mnoha případech totiž s nejvyšší pravděpodobností nepůjde o jednoduché, kvalitativní znaky, děděné jednoduchou mendelistickou cestou, a téměř jistě bude hrát roli více genů v interakci, jednak se sebou navzájem, a zároveň i s určitými, specifickými podmínkami prostředí, z čehož vyplývá, že selekce už nebude tak jednoduchá, jako když selektujeme proti jediné mutaci či variantě. Nicméně doba, kdy bude možno ohrožené jedince identifikovat, je už v dohledu.
Kromě vzrušujícího pocitu, že už je to tady, a že teď už konečně víme, o co jde, se zároveň vkrádají nepříjemné otázky. Co teď s tím? Jak se k tomu všemu teď postavit? Odpověď se zdá, alespoň v prvním plánu, jasná. Selektovat, selektovat a zase selektovat. Ovšem tento přístup s sebou přináší další otázky a vzápětí i nepříjemné odpovědi. Představte si, že dnes máme 6 panel test (donedávna to byl 5 panel test), a s překotným vývojem ve výzkumu budeme mít za chvilku 7, 8, 15(?) panel testy. První otázka bude, jaké procento plemeníků (a klisen) těmito neustále zdokonalovanými a zpřesňovanými kritérii projde. Logicky, čím dál tím menší. Ale je tohle ta pravá cesta? Jaký bude cíl takové selekce, ať už bude jednoduchá nebo složitá?
V popularizačních článcích a videích často zaznívá imperativ: chovejte jen na (geneticky) zdravých jedincích. Ale co si představit pod pojmem geneticky zdravý jedinec? Je to ten, co má negativní 6 panel test, anebo myopathy panel od Equiseq? Anebo, v nedaleké budoucnosti, nějaký 7, 8 nebo 15 panel test? A existovali vůbec v historii někdy takoví geneticky zdraví jedinci? Tady můžeme s klidným svědomím odpovědět, že ne.
Příkladem může být varianta GYS1 zodpovědná za PSSM1, která se prokazatelně vyskytovala v genomech několik set let starých. Jedna z variant myopatického panelu EQUISEQ, konkrétně P2, byla nalezena dokonce u koně Převalského, který není přímým předkem domestikovaných koní a k odštěpení této vývojové větve došlo někdy před 35 – 55 000 lety.4, 5 Tedy musel ji obsahovat i genom společného předka. Je tedy vůbec reálné dosáhnout nějaké „genetické čistoty“? I kdyby se, čistě teoreticky, tohoto nedosažitelného cíle dosáhlo, co potom?
Varianty, na které dnes testujeme, i ty, na které budeme testovat v budoucnosti, jsou výsledkem mutací. Mutace vznikají v průběhu přepisu genetické informace a jde v podstatě o jakousi tiskovou chybu. Vznikají neustále, a budou vznikat i nadále. Dívat se na ně jako na něco špatného či nepatřičného by bylo zásadní chybou. Mutace jsou motorem vývoje a bez nich by život na Zemi zanikl, protože by se zastavil jeho vývoj. Jsou zdrojem změny a vnější prostředí rozhoduje, zda jsou výhodné, tedy jejich nositelé přežívají a dál se rozvíjí, anebo nevýhodné, a tudíž i se svými nositeli určeny k zániku. Vnějším prostředím mohou být přírodní podmínky a pak jde o přirozený výběr, anebo je cíleně může stanovovat člověk a jde o výběr umělý, čili jinými slovy o chov zvířat nebo o pěstování rostlin. Zachytit nepříznivou mutaci v době jejího vzniku nebo krátce po něm je iluzorní, tudíž eliminovat ji v počátku je zhola nemožné. Projeví se, až když začne způsobovat nějaké nesnáze, a v té době už ji ve svém genomu bude obsahovat nesmírné množství jedinců. Tedy představa jakési genetické surveillance či přísného dohledu nad čistotou genofondu je utopií. A pokud se nad tím člověk hlouběji zamyslí, může to být i naprostou zvrhlostí. Příklady, kam až lze v podobných úvahách zajít, jsou dosud v relativně čerstvé paměti.
Ovšem hlavní a zcela zásadní otázkou je, co zaplatíme za eliminaci „špatných variant“ (budeme předpokládat, že něco takového je dosažitelné)? Tady je odpověď poměrně jasná, protože cena by byla vysoká, možná až neúnosná. Každý takto vyselektovaný jedinec má nejen ony negativní varianty a mutace, ale nese s sebou i spoustu skvělých, kvalitativních i kvantitativních znaků, které jsou výsledkem staletí chovatelského úsilí a která z každého plemene dělá to, čím je. Velmi často, nebo spíš většinou, jde o jeho nejlepší a nejtypičtější reprezentanty a v tomto bodě je třeba si připomenout pojmy genofond nebo genová rezerva. Nejsou to jen pojmy z dotačních formulářů.
- Genofond je souhrn všech genů populace, a k jejímu zachování je nutné, aby byl co nejpestřejší, tj. aby byla zachována genetická rozmanitost. Ta trpí už jen zužováním krevní základny, paradoxně například zaváděním moderních reprodukčních technologií, jako je dnes už naprosto standardní umělá inseminace, embryotransfer a další biotechnologické metody.
- Genové rezervy jsou vytvářeny k zachování genofondu původních nebo adaptovaných plemen v té které zemi.
Když si představíme, jaký dopad by měla nějaká radikální selekce právě v této oblasti, je jasné, že je třeba postupovat s nejvyšší opatrností, a že je nutno zvážit, jestli je, v těchto souvislostech, správnou cestou vyřazovat stovky a tisíce často elitních jedinců z chovu a vracet se tak v chovatelském procesu fakticky zpět. Až kam? Z výše uvedeného přece vyplývá, že takový bod v čase prakticky neexistuje. Navíc při současném, hlavně rekreačním, využití koní bychom sotva vytvořili dostatečný selekční tlak směrem k znovuobnovení požadovaných užitkových vlastností, tak abychom se znovu dobrali těch, které jsme položili na oltář zamýšleného ozdravení populace.
Východiskem z této situace tedy bude „naučit se s tím žít“ a eliminovat, anebo se alespoň snažit eliminovat pouze ty varianty, se kterými je soužití příliš náročné anebo nemožné. U jiných brát jako výhodu, že známe jedince náchylné k onemocnění a můžeme se u nich cíleně zaměřit na prevenci, protože faktory prostředí nutné k jeho rozvoji jsou už dobře známy. Zajímavá je v této souvislosti koncepce individualizované veterinární péče, kdy budeme ke zdravotním problémům přistupovat se znalostí geneticky podmíněných predispozic jednotlivých zvířat a podle toho upravovat individuální léčebné a preventivní plány, tedy např. diferenciovaný přístup k hříbatům v hřebčínských chovech s ohledem na prevenci a léčbu rhodokokových pneumonií anebo volbu ustájení s ohledem na individuální senzitivitu ke koňskému astmatu. To je zatím ale ještě hudbou budoucnosti, i když nepříliš vzdálené.
Jak se k převratným výsledkům genetického výzkumu postavíme, je jen na nás. To, jakým způsobem je využijeme, rozhodne, zda výsledkem bude zvelebení a ozdravení chovu jednotlivých plemen, anebo destrukce jejich kvality, pracně budované celými generacemi chovatelů.
Zdroje:
1. McQueen, C., Dindot, S., Foster, M. and Cohen, N. (2015), Genetic Susceptibility to Rhodococcus equi. J Vet Intern Med, 29: 1648-1659. https://doi.org/10.1111/jvim.13616
2. Rockwell H, Mack M, Famula T, Sandmeyer L, Bauer B, Dwyer A, Lassaline M, Beeson S, Archer S, McCue M, Bellone RR. Genetic investigation of equine recurrent uveitis in Appaloosa horses. Anim Genet. 2020 Feb;51(1):111-116. https://doi.org/10.1111/age.12883
3. Der Sarkissian C, Ermini L, Schubert M, Yang MA, Librado P, Fumagalli M, et al. Evolutionary genomics and conservation of the endangered Przewalski’s horse. Biol. 2015;25:2577–83. https://doi.org/10.1016/j.cub.2015.08.032
4. Gaunitz C, Fages A, Hanghoj K, Albrechtsen A Khan N, Schubert M, et al. Ancient genomes revisit the ancestry of domestic and Przewalski's horses. Science. 2018;360:111–4. https://science.sciencemag.org/content/360/6384/111
5. Lindgren, Gabriella & Naboulsi, Rakan & Frey, Rebecka & Solé, Marina. (2020). Genetics of Skin Disease in Horses. Veterinary Clinics of North America: Equine Practice. 36. 10.1016/j.cveq.2020.03.010. https://www.researchgate.net/publication/342092138_Genetics_of_Skin_Disease_in_Horses/fulltext/5ee18681458515814a54472a/Genetics-of-Skin-Disease-in-Horses.pdf
6. Naccache, F., Metzger, J., Distl, O.; Genetic risk factors for osteochondrosis in various horse breeds. Equine Veterinary Journal 50 (2018) 556–563 https://beva.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdfdirect/10.1111/evj.12824
7. Schnider, D., Rieder, S., Leeb, T., Gerber, V. and Neuditschko, M. (2017), A genome‐wide association study for equine recurrent airway obstruction in European Warmblood horses reveals a suggestive new quantitative trait locus on chromosome 13. Anim Genet, 48: 691-693. https://doi.org/10.1111/age.12583
8. Raudsepp T, Finno CJ, Bellone RR, Petersen JL. Ten years of the horse reference genome: insights into equine biology, domestication and population dynamics in the post-genome era. Anim Genet. 2019 Dec;50(6):569-597. https://doi.org/10.1111/age.12857
Galerie
Kopytní abcesy: Někdy nekonečný příběh
Když vidíte koně stát o třech nohou, chcete od veterináře nebo kováře slyšet: „Je to absces“. Z dobrého důvodu. Většina abscesů se totiž sama…
„Bioléčba“ zánětlivých onemocnění koní
Jedním z charakteristických znaků mezenchymálních kmenových buněk (MSCs) je schopnost měnit se na různé typy. Méně známé jsou však jejich silné…