Генетические тесты для кошек

Кошки — один самых любимых видов домашних животных. Породное разнообразие насчитывает (по сведениям разных фелинологических организаций) примерно от 50 до 100 пород, у собак еще больше.

В пределах популяции фенотипическое разнообразие представлено:

• различными вариантами окрасов;
• наличием или отсутствием шерсти, её различной длиной и качеством;
• небольшой разницей в размерах тела (у собак этот диапазон гораздо шире: от чихуахуа до ирландского волкодава);
• особенностями строения конечностей (полидактилия у мейн кунов и коротколапость у манчкинов);
• ушей (шотландские вислоухие, левкои, эльфы, кёрлы);
• черепа (персидские и ориентальные породы).

Фенотип в целом, представляет собой совокупность не только характеристик экстерьера, но и поведения, продуктивных качеств, состояния здоровья, сформировавшихся на основе генотипа и в результате определенных условий разведения и содержания. Генетические тесты предоставляют возможность определить генотип кошки, тем самым прогнозируя фенотипические признаки у её потомков.

Биоматериалом, используемым для проведения лабораторных исследований животных, является буккальный (щечный) эпителий и кровь. Для получения достоверных результатов исследования критически важную роль играют преаналитические требования подготовки к анализу, касающиеся сбора, упаковки и отправки образцов в лабораторию. Каждая лаборатория имеет обязательный перечень этих требований для проведения анализа. Его можно найти на официальных сайтах учреждений.

Современные лаборатории ветеринарной молекулярной генетики осуществляют анализы для животных по следующим направлениям:

• наследственные болезни,
• фармакогенетические исследования,
• экстерьерные характеристики и морфология,
• генотипирование,
• определение групп крови,
• окрасы.

Наследственные болезни представляют собой патологии с различными характеристиками. Генетические тесты, как правило, разрабатываются для моногенных заболеваний, когда причиной болезни становится одна (реже несколько), доказанная и описанная в научной литературе мутация. Лабораторная диагностика выявляет наличие мутаций. Мутация — качественное изменение генетического материала.

Наследственные болезни бывают как совместимыми с жизнью, ухудшающими её качество в различной степени, но не приводящими к летальному исходу, так и фатальными. Обе категории могут быть системными или локальными.

Пример системной патологии — черепно-лицевая дистрофия бурм (FND) (Фото 1), характеризующаяся нарушениями в формировании черепа, через дефект в черепе происходит выпячивание головного мозга. Глаза и уши развиты недостаточно. Котята появляются на свет живыми, однако не выживают. Наблюдаются костные аномалии черепа, расщепление губы/неба, дермоиды и аномалии век, примером локального — глаукома кошек, первичная (PGC), характеризующаяся частичной или полной потерей зрения и не влияющая на работу других органов и систем.

Фото 1. Черепно-лицевая дистрофия бурм (FND)
(Dev Biol. 2016 Jan 15. Aristaless-Like Homeobox protein 1 (ALX1) variant associated with craniofacial structure and frontonasal dysplasia in Burmese cats)

Данная область включает тестирование, которое направлено на выявление мутаций, влияющих на вариабельность фармакологических эффектов. Чувствительность к медикаментам (MDR1) — результаты этих исследований помогают снижению потенциально негативных последствий после применения ряда препаратов и позволяют корректировать их дозировку.

Экстерьер и морфология. Выполняются следующие исследования: длины шерсти (4 мутации), курчавошерстность селкирк-рексов и девон рексов, голость канадского сфинкса, полидактилия (три мутации), вислоухость шотландских (остеохондродисплазия).

Генетическая идентификация осуществляется с целью получения генетического паспорта. Который впоследствии может быть использован для установления родственных связей, идентификации конкретной кошки в разнообразных ситуациях.

Группа крови (гр.к.) — это признак, который определяется индивидуальными антигенными характеристиками эритроцитов, то есть красных кровяных клеток.

Преобладающее большинство животных этого вида обладает гр.к. A, однако существует ряд пород, в которых группа B также встречается с определенной частотой. Например, частота встречаемости гр.к. У таких пород как, британская, корниш и девон-рексов колеблется от 25 до 50%. В то время как у сиамских и схожих пород она крайне редка.

Знание группы крови вашего питомца, имеет значение в двух ключевых случаях:

• при необходимости трансфузии (переливания крови);
• при планировании спаривания.

Подобно человеческой системе ABO, у кошек одной гр.к. присутствуют антитела к другой. Однако активность антител различных групп крови изменчива. Антитела кошек с гр. к. B активно связывают чуждые эритроциты, содержащиеся в крови питомца с группой A, и уничтожают их, в то время как антитела, циркулирующие в крови кошек группы A, проявляют значительно меньшую активность. Интересно отметить, что кошки гр.к. C (=AB) универсальные реципиенты, то есть не проявляют реакции «отторжения» других типов, что связано отсутствием антител к другим группам.

Котят, родившихся от пары, где самка обладает гр.к. B, а кот — A, может развиться неонатальный изоэритролиз. Котята нормально развиваются в утробе матери, но вскоре после рождения могут погибнуть.

В течение первого времени иммунная система котенка является крайне слабой, и мать передает ему свои антитела вместе с молоком, которые всасываются через стенку кишечника попадая в его кровоток. В случае несовместимости гр. к. матери и котенка (если у взрослого животного группа крови B, а у котенка — A), антитела самки атакуют эритроциты котенка, вызывая их агглютинацию, то есть разрушение. В результате у него развивается анемия и нарушается обмен веществ, может развиться некроз дистальных отделов тела (Рис. 1) (кончик хвоста, пальчики, ушки), что может привести к летальному исходу.

Различают 3 формы патологии:

1. Сверхострая форма: 1–2 сутки
   • симптомы отсутствуют,
   • отказ от еды за несколько часов до гибели,
   • патологоанатомические изменений нет.
2. Острая форма: 3–5 сутки
   • гемоглобинурия (гемоглобин в моче),
   • иктеричность (желтушность) слизистых оболочек,
   • некроз дистальных отделов тела,
   • патологоанатомические изменения печени, селезенки.
3. Подострая форма: возможна гибель на 7 день
   • слабость
   • отказ от еды
   • некроз дистальных отделов тела.

Иногда, несмотря на несовместимость, котята выживают. Это связано с индивидуальными особенностями организма. Такими как, например, низкая всасываемость стенками кишечника в первые дни после рождения.

Аллель гр. к. A доминирует над аллелями с и b, а аллель c доминирует над аллелем b (A > c > b). Генетический тест выявляет животных группы крови B, обладающих двумя копиями аллеля b, а также кошек-носителей, у которых имеется лишь одна копия аллеля b. В последнем случае животное может принадлежать к гр. к. A или C.

Рис. 1. Некроз кончика хвоста.

Тестирование на окрасы позволяет прогнозировать возможные окрасы будущего потомства исследуемых питомцев или определить спорный окрас, когда невозможно сделать это визуально. Окрасы кошек определяются соответствующими локусами (Локус А, Локус В, Локус С, Локус O, Локус CORIN), так же возможно определить Локус DBE (доминантная голубоглазость).

Тесты могут быть породоспецифичными и рекомендоваться для одной или нескольких пород кошек, или же выполняться для всех пород собак, в том числе для метисов разных пород собак.

Примером исследования — породоспецифичного теста может служить Гликогеноз IV типа, характерный для норвежских лесных кошек (GSD IV), не породоспецифичного — Дефицит липопротеинлипазы (LPL).

Биоматериалом для анализа, который используется для проведения лабораторных исследований, служит буккальный (щечный) эпителий и кровь. Для достижения достоверных результатов анализа важную роль играют преаналитические требования, касающиеся сбора, упаковки и доставки материала в лабораторию. Каждая лаборатория располагает обязательным перечнем этих требований для проведения анализа. Который опубликован на официальных сайтах учреждений.

Типы наследования признаков (и патологий):

• аутосомно-рецессивный;
• аутосомно-доминантный;
• сцепленный с полом;
• цитоплозматический (митохондриальными).

Следует помнить о двух важных понятиях, при работе с результатами подобных тестов:

Пенетрантность — способность проявления признака, частота его проявления.
Экспрессивность — степень выраженности признака. Она определяется по степени развития признака в условиях среды.

Различными лабораториями молекулярной генетики приняты разные обозначения мутаций при оформлении результатов генетических тестов на заболевания. Часто встречаемые и наиболее понятные для восприятия, обозначаются буквами N — нет мутации и М — мутация обнаружена. У кошек, как и у всех теплокровных существ, генотип является диплоидным — это генетическая структура организма с двойным набором хромосом, где каждая хромосома в виде пары. Таким образом, результат всегда отображает знак " / « — представляющий результаты для каждой аллели из пары.

При аутосомно-рецессивном типе наследования (Рис. 2) заболевания результаты будут читаться так:

NN — здоров, не несет мутантный аллель
NM — здоров, носитель мутантного аллеля, возможна его передача потомству
MM — высокий риск развития патолгии, мутация представлена в двух копиях и будет передана потомству.

Рис. 2.