Ενδογαμία και οι επιπτώσεις της στο ανοσοποιητικό σύστημα

[Μετάφραση από τη Δώρα Αντωνίου, Elvenstar cattery.]

Από τη Δρ. Heather E. Lorimer
(επαναδημοσιεύεται με την άδειά της)

Όλοι οι εκτροφείς γάτας γνωρίζουν τους κινδύνους που επιφυλάσσει η ενδογαμία. Όλοι έχουμε ακούσει (και πολλοί από εμάς έχουμε δει) τα τραγικά αποτελέσματα του διπλασιασμού επικίνδυνων υπολειπόμενων γονιδίων. Ένας τρόπος αποφυγής των θανατηφόρων υπολειπόμενων γονιδίων είναι η όσο το δυνατόν συχνότερη διασταύρωση με άλλες γραμμές. Από την άλλη πλευρά, η γραμμή της διασταύρωσης μπορεί να μεταφέρει ακριβώς το ίδιο γονίδιο με αυτό που προσπαθείτε να αποφύγετε.

Παρόλα αυτά, είναι δυνατόν να εξαλείψουμε γενετικά ελαττώματα ακόμα κι από τις γραμμές με το μεγαλύτερο ποσοστό ενδογαμίας. Οι επιστήμονες το κάνουν πολύ συχνά: έχουν παράγει γραμμές ποντικών, αρουραίων και άλλων ζώων που έχουν διασταυρωθεί τόσο πολύ μεταξύ τους που είναι γενετικά ταυτόσημα. Κάθε ζώο αυτής της γραμμής είναι πανομοιότυπο δίδυμο (εκτός από το φύλο) οποιουδήποτε άλλου ζώου της ίδιας γραμμής. Αυτά τα ζώα δεν είναι φορείς κανενός θανατηφόρου γονιδίου και είναι υπερβολικά υγιή από κάθε άποψη εκτός από μία. Πρέπει να ζουν σε σχεδόν αποστειρωμένο περιβάλλον, γιατί το ανοσοποιητικό τους σύστημα δεν είναι ικανό να αντιμετωπίσει ούτε καν μια φυσιολογική ποικιλία ασθενειών.

Το ανοσοποιητικό σύστημα όλων των ζώων εξαρτάται απολύτως από τη γενετική τους ποικιλομορφία. Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι αντίδρασης του ανοσοποιητικού:

  1. Υπάρχουν κύτταρα που ονομάζονται B-κύτταρα, τα οποία φτιάχνουν αντισώματα που έχουν την ικανότητα να απενεργοποιούν ή να εξοντώνουν ξένα σωματίδια (όπως βακτήρια ή ιούς) που εισέρχονται στο σώμα.
  2. Υπάρχουν κύτταρα που ονομάζονται T-κύτταρα, τα οποία εξοντώνουν επικίνδυνα κύτταρα όπως καρκινικά κύτταρα που είναι μολυσμένα με κάποιον ιό.

Από πολλές απόψεις αυτά τα δύο συστήματα είναι το ίδιο. Αυτά τα κύτταρα είναι πολύ εξειδικευμένα: κάθε κύτταρο παράγει μόνο ένα είδος αντισώματος ή είναι ικανό να αναγνωρίσει και να εξοντώσει μόνο ένα είδος επικίνδυνου κυττάρου. Το πιο εκπληκτικό στοιχείο για αυτό το σύστημα είναι ότι για κάθε είδους μόλυνση ή για κάθε είδους καρκίνο στον οποίο θα μπορούσε να εκτεθεί ποτέ το ζώο υπάρχει ήδη ένα κύτταρο στο σώμα του ειδικά για αυτή τη μόλυνση ή καρκίνο.

Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν προφανώς εκατομμύρια γονίδια, το κάθε ένα κωδικοποιημένο για ένα συγκεκριμένο αντίσωμα ή επιφάνεια υποδοχής κυττάρου, σε κάθε ενήλικο ζώο. Το πρόβλημα είναι ότι δεν υπάρχει αρκετός χώρος στα χρωμοσώματα για όλα αυτά τα γονίδια. Εμείς τα ζώα έχουμε μια πολύ έξυπνη μέθοδο παράκαμψης αυτού του παράδοξου: τα κύτταρα του ανοσοποιητικού μας συστήματος δεν έχουν ολοκληρωμένα γονίδια για αντισώματα, αντιθέτως, έχουν πολλά μικρά τμήματα γονιδίων τα οποία το κύτταρο «κόβει» και «δένει» μεταξύ τους για να φτιάξει ένα ολοκληρωμένο γονίδιο. Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος είναι τα μόνα που μπορούν να μεταλλάξουν το ίδιο τους το DNA. Αν αυτό συνέβαινε οπουδήποτε αλλού εκτός των γονιδίων του ανοσοποιητικού, θα μπορούσε να αποδειχθεί πολύ επικίνδυνο. Για τα γονίδια του ανοσοποιητικού παρόλα αυτά, είναι απαραίτητο: διαφορετικά δεν θα μπορούσαμε να αντιμετωπίσουμε πάρα πολλές ασθένειες.

Στην παρακάτω υπόθεση έχω χρησιμοποιήσει μια τυχαία αρχική αλληλουχία DNA με έξι τμήματα γονιδίων, όπου κάθε τμήμα περιέχει δέκα διαφορετικές επιλογές (στην πραγματικότητα περιέχει πολλές περισσότερες). Αυτά τα έξι τμήματα μπορούν να παράγουν 10x10x10x10x10x10 (ένα εκατομμύριο) διαφορετικά αντισώματα.

Αν και τα δύο χρωμοσώματα μιας γάτας ή οποιουδήποτε άλλου ζώου έχουν πανομοιότυπα γονιδιακά τμήματα ανοσοποιητικού συστήματος, αυτό το ζώο έχει χάσει τη μισή δυνητικότητα των γονιδίων του ανοσοποιητικού του. Αν αυτό το ζώο διασταυρωθεί αιμομικτικά περαιτέρω, αρχίζει να χάνει κι άλλα μεμονωμένα τμήματα γονιδίων εξαιτίας ενός γενετικού φαινομένου που ονομάζεται σύμμιξη. Κάθε τμήμα γονιδίου που χάνεται αντιπροσωπεύει χιλιάδες πιθανά αντισώματα.

Στο παραπάνω παράδειγμα, ένα ζώο με δύο εντελώς διαφορετικά χρωμοσώματα μπορεί να παράγει δύο εκατομμύρια διαφορετικά αντισώματα, κάθε ένα ειδικά για ένα τύπο μόλυνσης. Ένα ζώο που έχει πανομοιότυπα (ομοζυγωτικά) χρωμοσώματα ανοσοποιητικού συστήματος μπορεί να παράγει ένα εκατομμύριο διαφορετικά αντισώματα. Ένα ζώο που έχει χάσει ένα τμήμα γονιδίου λόγω σύμμιξης μπορεί να παράγει μόνο εννιακόσιες χιλιάδες αντισώματα. Οπότε βλέπουμε, στο παράδειγμά μου, ότι η απώλεια ενός τμήματος γονιδίου αντιστοιχεί σε απώλεια εκατό χιλιάδων πιθανών αντισωμάτων. Όταν συμβαίνει αυτό, το ζώο αρχίζει να χάνει την ικανότητα να αντιμετωπίσει κάποιες ασθένειες. Αν μια ομάδα ζώων απολέσει τα ίδια τμήματα γονιδίων, όπως συμβαίνει με τις αιμομικτικές γραμμές, ξαφνικά ολόκληρα εκτροφεία ή γραμμές μπορεί να χαθούν εξαιτίας λοιμώξεων που θα είχαν κανονικά μικρή επίδραση σε μια φυσιολογική γάτα.

Ένα πολύ γνωστό παράδειγμα αυτού του είδους ευαισθησίας σε ασθένεια, που προκλήθηκε από έλλειψη γενετικής ποικιλομορφίας, είναι αυτό που εμφανίστηκε σε πληθυσμούς τσιτάχ που ζούσαν άγρια, και σε πληθυσμούς που ζούσαν σε αιχμαλωσία. Τα προγράμματα εκτροφής των αιχμάλωτων τσιτάχ είχαν καταστραφεί εξαιτίας των χαμηλών ποσοστών γεννήσεων και της υψηλής βρεφικής θνησιμότητας. Σαν να μην έφτανε αυτό, τα τσιτάχ έχει αποδειχθεί ότι προσβάλλονται πολύ εύκολα από Λοιμώδη Περιτονίτιδα των Αιλουροειδών (FIP). Τα περισσότερα αιλουροειδή μολύνονται από τον ιό που προκαλεί λοιμώδη περιτονίτιδα όταν εκτεθούν σε αυτόν, αλλά συνήθως λιγότερο από το 10 % αυτών των γατών θα αναπτύξει τη θανατηφόρα FIP. Παρόλα αυτά, τα τσιτάχ που εκτίθενται στον ιό παρουσιάζουν ποσοστό θνησιμότητας 50%. Ο Stephen J, O'Brien και οι συνεργάτες του εξέτασαν το πρόβλημα των τσιτάχ σε ένα άρθρο τους που δημοσιεύθηκε το Μάιο του 1986 στο τεύχος του “Scientific American”. Ανακάλυψαν ότι τα τσιτάχ είναι σχεδόν πανομοιότυπα γενετικά- τόσο πανομοιότυπα που κάποια συγκεκριμένα τσιτάχ, γεννημένα χιλιάδες μίλια μακριά το ένα από το άλλο, δεν απέρριψαν το ένα το μόσχευμα δέρματος του άλλου (κάτι που κανονικά συμβαίνει μόνο με τους μονωογενείς διδύμους). Σε κάποιο σημείο στην ιστορία, ο πληθυσμός των τσιτάχ πρέπει να συρρικνώθηκε τόσο που η ανοσοποιητική του ποικιλομορφία χάθηκε, και αυτό είχε ως αποτέλεσμα αυτά τα μεγάλα, όμορφα αιλουροειδή να κινδυνεύουν με εξαφάνιση.

Εμείς ως εκτροφείς πρέπει να προστατεύσουμε τους όμορφους συντρόφους μας από αυτή τη μοίρα. Πρέπει να είμαστε προσεκτικοί ώστε να μη σταθεροποιήσουμε την ανοσοανεπάρκεια στην προσπάθειά μας να σταθεροποιήσουμε τον τύπο. Ευτυχώς, αυτό δεν είναι δύσκολο. Όταν θέλετε να εισάγετε ένα συγκεκριμένο χαρακτηριστικό στη γραμμή σας, όπως το μέγεθος, ή τη θέση των αυτιών, ψάξτε σε παραπάνω από μία πηγές. Θυμηθείτε, δε θα χάσετε τον τύπο με μια διασταύρωση, εκτός αν η γάτα με την οποία διασταυρώνετε δεν έχει το σωστό τύπο. Ακόμη πιο σημαντικό, να είστε σε επιφυλακή για τα σημάδια κινδύνου υπερβολικά επιλεκτικής εκτροφής. Αυτά είναι:

  1. Υπογονιμότητα είτε σε θηλυκά είτε σε αρσενικά.
  2. Μικρός αριθμός μικρών (ένα ή δύο γατάκια) σε μόνιμη βάση.
  3. Ασσυμετρίες, παραμορφωμένα σαγόνια, μύτες και μάτια.
  4. Τακτική εμφάνιση καρκίνου σε νεαρές γάτες.
  5. Απώλεια μεγάλου ποσοστού γατών από μία ασθένεια. Αν το 50% μιας γέννας μικρών ή μιας ομάδας ενηλίκων πεθάνει από μια απλή μόλυνση, ίσως δεν υπάρχει αρκετή ανοσοποιητική ποικιλομορφία στη γραμμή σας.

Σημείωση συγγραφέα: Ιούνιος 1998. Νέες πληροφορίες σχετικά με το σύμπλεγμα MHC φανερώνουν ότι η έλλειψη ετεροζυγωτικότητας μπορεί να είναι μεγαλύτερο πρόβλημα από αυτό που εμφανίζεται στα γονίδια αντισωμάτων και τα γονίδια TCR. Πιο πρόσφατα ευρήματα φανερώνουν ότι υπάρχει ένα ακόμη πιο σοβαρό πρόβλημα που προκαλείται στο ανοσοποιητικό σύστημα λόγω της ενδογαμίας από αυτά που αναφέρονται στο παρόν άρθρο. Κάποια από αυτά είναι πιθανόν να αναλυθούν στο επόμενο τεύχος του Cat Fanciers Journal.

Heather E. Lorimer, Ph.D.
Αναπληρώτρια Καθηγήτρια, Γενετική
Τμήμα Βιολογικών Επιστημών
Κρατικό πανεπιστήμιο Youngstown
Youngstown, OH 44555

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα τσιτάχ, περιηγηθείτε στους παρακάτω συνδέσμους: