Тест гена HSF4 у аусси

Загадка катаракты: понимание и применение нового теста наследственной катаракты AHT
Впервые опубликовано в Aussie Times за июль-август 2008
автор С.А. Шарп

Автору хотелось бы поблагодарить доктора Кэтрин Меллерш из Animal Health Trust за рецензию этой статьи перед публикацией.

Катаракта одна из самых распространенных наследственных проблем австралийских овчарок, и, наверное, наиболее часто наследуемая болезнь глаз в породе. В марте этого года на известной всему миру выставке Крафтс в Бирмингеме в Англии Британский Трест Здоровья Животных (AHT), столетний благотворительный фонд, посвященный улучшению диагностики и лечения болезней собак, кошек и лошадей, объявил о новом тесте ДНК на наследственную катаракту (НК) у австралийских овчарок.

Международное сообщество породников полностью поддерживало исследование, пока оно было в процессе. Владельцы и заводчики аусси в Соединенном Королевстве, Северной Америке и Европе предоставили образцы от более 400 собак. Исследователи АНТ обнаружили мутацию в гене под названием HSF4, который в значительной степени связан с катарактой у аусси. Они впоследствии разработали проверочный тест ДНК для этой мутации. Этот тест это инструмент, который может позволить заводчикам существенно снизить частоту катаракты в породе.

То, что у нас вообще есть этот тест, это большая удача. Доктор Кэтрин Меллерш со своей группой сперва обнаружили мутацию, вызывающую НК у стаффордширских бультерьеров, рецессивную мутацию гена под названием HSF4. Они решили проверить все остальные породы, для которых у них имелись образцы ДНК собак с катарактой, чтобы понять, есть ли у кого-то мутация, общая со стаффбулями. Одной из тех пород была австралийская овчарка; ДНК от семи аусси с катарактой были заготовлены за несколько лет до этого. Хотя аусси не были носителями мутации стаффбулей, к удивлению доктора Меллерш, они были носителями другой мутации гена HSF4. Дабы утвердить этот первоначальный результат, она начала собирать дополнительные образцы от аусси, сначала от собак Соединенного Королевства, и потом из Северной Америки и Европы. В конечном счете она определила, что ее случайное открытие было связано с катарактой в породе, и смогла разработать тест ДНК для австралийских овчарок.

Капля дегтя в бочке меда

Даже хотя у нас теперь есть тест ДНК, некоторые люди спрашивают о значении теста, а другие плохо понимают, что означают результаты теста для их собак и их программ разведения. Эти недоразумения возникли из-за нескольких проблематичных аспектов НК у аусси:

- Существуют множественные гены и разновидности генов, которые становятся причиной катаракты у собак
- У гена HSF4 есть не одна мутация, вызывающая катаракту
- Мутация, обнаруженная у аусси, не является простой рецессивной
- Не каждая катаракта является наследственной

Все это заставило многих людей ломать голову и пытаться понять, как реагировать на результаты теста, или вообще, надо ли возиться с этим тестированием.

У собаки может быть катаракта, даже если у нее нет мутации гена HSF4. Если у собаки есть только одна копия мутации аусси, катаракта может развиться, и – что кажется порочной прихотью богов ДНК – не каждая собака, имеющая мутацию, имеет или будет иметь катаракту, и не каждая собака с катарактой имеет мутацию.

В отличие от мутации у стаффбулей, та, что обнаружена у аусси, является доминантной. Хотя в обоих случаях мы имеем дело с мутацией одного и того же гена, это разные аллели (версии) гена HSF4. Не было известных случаев, чтобы мутация стаффбулей возникала у аусси (хотя она была обнаружена у бостон терьеров, намного более родственной породы), и мутация аусси не возникает у стаффбулей.

Дальше картина усложняется, мутация аусси не является простой доминантной; она доминантная с неполной пенетрантностью. Это значит, что не у каждой собаки, имеющей мутацию, будет катаракта. Вместо этого, наличие мутации приводит к значительно повышенному риску развития катаракты. Собака даже с одной копией этой мутации имеет в двенадцать раз большую вероятность развития катаракты когда-нибудь в течение жизни, чем собака с нормальными версиями HSF4. Мутация была ассоциирована со всеми типами катаракт, но у большинства собак были двусторонние задние катаракты – тот тип НК, который давно считался типичным для нашей породы. (См. Что такое наследственная катаракта). Точный процент собак с мутацией не может быть опубликован на этот раз, потому что научная газета, основанная на исследовании, находится в ожидании публикации, но можно быть уверенными, что он очень высок.

Тот факт, что у некоторых собак с мутацией нет катаракты, возможно, и есть самая большая загадка для заводчиков. Наследование с неполной пенетрантностью означает, что в процесс вовлечены другие факторы – наиболее вероятно, что другие гены, - которые определяют, будет развиваться катаракта у каждой конкретной собаки или нет. В настоящий момент мы ничего не знаем о тех других факторах.

Катаракта также может иметь отношение к вариабельной экспрессивности. Это значит, что не все случаи одинаковы. Она развивается в различных местах хрусталика. Возраст ее наступления значительно варьируется от молодой взрослой собаки до границы старости. Прогрессия, или то, как быстро развивается катаракта, тоже варьируется. Это варьирование в фенотипе также указывает на важность других факторов для развития катаракты. Наверняка в этом варьировании играют роль другие гены, хотя они еще не определены.

И последняя сложность, не у каждой аусси с катарактой есть мутация HSF4. Некоторые типы катаракт вовсе не наследственные, возникающие из-за травм или инфекционных болезней. Другие могут быть наследственными, а могут и не быть, как в случае со склерозом ядра – классической «старческой» катарактой. В то же время другие, такие, как те, что ассоциируют с остатками стекловидной артерии, кажутся наследственными, но их генетическая причина пока неизвестна. Некоторые катаракты являются вторичными по отношению к другим наследственным болезням: нередко катаракта развивается у гомозиготных мерлей с серьезными глазными дефектами, и собаки с самой тяжелой формой аномалии глаз колли имеют отслоенную сетчатку, что может стать причиной вторичной катаракты. В конечном итоге, в породе есть другие генетические мутации, вызывающие катаракту, хотя это не удивительно, если учесть сравнительно короткую историю нашей породы и обширную основательную базу.

Что касается собак, у которых есть мутация, но нет катаракты, то у некоторых она почти обязательно разовьется позже в течение жизни, хотя тут мы не уверены, у скольких. Исследование было, по существу, «моментальной фотографией» состояния дел; в нем использовались информация о фенотипе глаз собак и генотипе HSF4 в конкретный момент времени. Пока генотип не будет меняться, нам надо ждать продольного изучения – «фильма», - пока мы не узнаем, у скольких из этих собак с нормальными глазами возникнет катаракта. Когда эта информация будет известна, мы будем лучше понимать, у какого процента собак с мутацией в конечном счете разовьется НК.

Так как HSF4 не связан с каждой катарактой, встречающейся у аусси, заводчикам надо принять тот факт, что использование этого теста не обязательно убережет их от производства собак, у которых будет катаракта. Однако, эффективное использование этого теста поможет значительно снизить частоту болезни в породе в целом. (См. Типы и частота катаракты)

В окопах

Для других генетических тестов, доступных в настоящее время для аусси, прежде всего MDR1, CEA и PRA, ответ на вопрос - что делать - вполне очевиден: наличие одной копии мутаций CEA-CH или prcd/PRA или даже двух копий MDR1 не является причиной для того, чтобы исключать собаку из вашей программы разведения. HSF4 не дает нам такой неплохой картины и также затрагивает некоторые жесткие этические вопросы, которые могут оказаться эмоционально тяжелыми для заводчика, открывшего, что у одной или нескольких ее собак есть мутация HSF4.

Люди интересуются, почему HSF4 так важен, если существуют другие типы наследственных катаракт. Но корреляция между мутацией и собак с катарактой настолько высока, что мы не можем позволить себе игнорировать его.

Немало людей спрашивают о целесообразности исключения всех положительных по HSF4 собак из племенного поголовья, опасаясь, что это может оказать негативный эффект на общий генофонд. По крайней мере в Северной Америке это маловероятно. Статистика CERF показывает, что только у одной собаки из 130 есть двусторонняя задняя катаракта. Даже если вы допустите факт, что есть собаки с мутацией, но без катаракты, число собак, которых надо будет убрать из разведения все равно будет меньше одного процента от популяции. Так у нас остается не только множество собак для работы, но и множество хороших собак. Однако, нельзя отрицать, что это может тяжело ударить по некоторым частным заводчикам.

В зависимости от структуры породной популяции в странах за пределами Северной Америки, частота мутации может быть выше или ниже. Если она высока в стране с очень маленькой популяцией или там, где популяция имеет ограниченную основательную базу, национальным клубам в таких местах может понадобиться разработка плана на несколько поколений для снижения частоты мутации. Например, можно убрать из разведения собак с двумя копиями мутации и собак, уже имеющих катаракту, а собак с одной копией и с нормальными глазами в 4-летнем возрасте можно использовать с ограничениями с партнерами, имеющими тест и чистыми от мутации. Тем временем могут предприниматься попытки импортировать новое племенное поголовье, предпочтительно от более разнообразных линий, чистых по результатам тестов.

Еще один аспект потенциального эффекта теста HSF4 на популяцию породы относится к другим значительным вопросам здоровья. Эпилепсия так же распространена, как катаракта, но гораздо более разрушительна. Опрос по раку, проведенный прошлой осенью Институтом Здоровья и Генетики Австралийских Овчарок (ASHGI), показал, что гемангиосаркома и лимфома очень распространены в породе. У нас также есть бедра, локти и другие разные вопросы здоровья, с которыми мы имеем дело. Можем ли мы путем слишком рьяных усилий по искоренению мутации HSF4 причинить себе и своим собакам еще большее горе, игнорируя те другие вопросы? Вряд ли.

Прежде всего, существование теста HSF4 это не причина для игнорирования других вопросов здоровья. Необходимо проводить проверки бедер, локтей и болезней глаз всех типов, как и использование других тестов на основе ДНК, доступных в настоящее время. (ASHGI предоставляет на своем сайте протокол проверок здоровья: http://www.ashgi.org/articles/screen_protocol.htm). Но, как указывалось ранее, частота катаракты, а следовательно HSF4, так как он доминантен, достаточно низка, и мы не способны вызвать заметное увеличение другой болезни, не используя собак с HSF4.

Вязать или не вязать

Основываясь на переписке и беседах автора с заводчиками аусси со времени введения теста, можно сказать, что самой большой головоломкой для них является факт, что не все собаки с мутацией имеют катаракту. Они хотят знать наверняка, будет у собаки катаракта или нет. И если нет, то почему они не могут ее повязать? Некоторые из них даже спрашивали, возможно ли существование целых семей с мутацией, но никогда не развивавших катаракту – и в таком случае почему бы не вязать их?

Во-первых, хотя возможно существование семей с положительным HSF4 и без катаракты, нет никаких доказательств, которые подтверждали бы это заключение. Несомненно, есть собаки, достигшие преклонного возраста с мутацией, но без катаракты. Есть также группы родственных собак с мутацией, у которых нет катаракты, но некоторые из этих собак еще молоды и она может развиться позже. В 2006 году CERF получил записи обследований 36 аусси с двусторонней задней катарактой. Средний возраст этих собак был 4,5 года, самой старшей было больше 10 лет. До тех пор, пока не будет проведено продольное исследование того, как достигают старости носители мутации HSF4, мы не можем быть уверены, у скольких их них разовьется катаракта, но мы знаем, что у большинства она будет.

Вязка собаки, имеющей мутацию, очень рискованна. Даже если у нее нет катаракты, она передаст мутацию своим потомкам, у которых она может развиться, даже если ее не было у их родителя. Половина потомков собаки с одной копией мутации унаследуют ее и будут подвержены высокому риску развития катаракты. Если у собаки две копии, то все ее потомки унаследуют мутацию HSF4. Риск, связанный с вязкой собаки с HSF4 не стоит того.

Полигенная природа болезни заставляет некоторых людей задавать вопрос, почему один HSF4 так важен. HSF4 это ген главного эффекта этого признака. Большинство аусси с катарактой любого типа имеют хотя бы одну копию этой мутации. Другие гены могут влиять на конечный фенотип, но HSF4 дает ключевой индикатор собак, находящихся под значительным риском развития катаракты в какой-либо период их жизни.

Тестирование

Со всеми «если» и «но», связанными с мутацией HSF4, заводчики интересуются, не лучше ли полагаться на результаты обследования глаз, как они всегда делали. Проблема в том, что обследование глаз говорит лишь о том, что увидел проверяющий ветеринар в момент прохождения обследования. Для болезней, присутствующих у маленьких щенков, это может быть очень эффективным для выявления больных собак в раннем возрасте, но НК очень часто появляется позднее – часто после того, как собака была уже повязана. Преимущество теста ДНК в том, что вы знаете генотип собаки, при наличии или отсутствии признаков болезни. Так как большинство собак даже с одной копией мутации будут иметь катаракту, вы можете использовать тест для выявления таких собак, сделав тест в раннем периоде жизни, задолго до того, как у них разовьется действующая болезнь.

Из-за высокого риска НК и того факта, что собаки с мутацией почти непременно произведут затронутого ею потомка, собаки с мутацией HSF4 должны быть выведены из разведения. Так как этот тест новый, то, несомненно, будут собаки с мутацией, которые уже были повязаны. Их следует отстранить от последующих вязок и их потомкам надо сделать тест для проверки их статуса HSF4. [См.: Как сделать тест вашей аусси на мутацию НК HSF4]

Катаракта, а следовательно мутация HSF4, достаточно распространена, и в течение следующих нескольких лет каждая племенная собака, происходящая от собак, не прошедших теста и не имеющих заключения об отсутствии носительства мутации, должна пройти тест перед тем, как быть повязанной. Если ваша собака чистая от мутации, у нее очень маленький риск развития катаракты по какой-либо другой причине. Собаки с нормальными результатами теста HSF4 могут рекламироваться как таковые, хотя подобная реклама должна упоминать конкретно HSF4, а не просто говорить «чистый от катаракты», так как тест не определяет другие мутации, вызывающие катаракту.

Результаты тестов, как и другая информация о генетическом здоровье, должны быть общедоступны. Если у вашей собаки есть мутация, пусть об этом узнают владельцы ее родителей и других близких родственников, и посоветуйте им сделать тест их собакам. Ортопедический Фонд Животных (OFA) регистрирует результаты теста HSF4. Это отличный способ установить постоянную запись, доступную заводчикам по всему миру и последующим поколениям.

Пока это так и мы еще не знаем других мутаций, которые тоже могут вызывать катаракту у австралийских овчарок, исследование катаракты все еще продолжается в AHT. [См. Исследование продолжается] Нам следует продолжать поддерживать их старания, предоставляя образцы собак, пораженных любым типом катаракты. В конце концов они смогут дать нам еще более детальное понимание генетики катаракты у аусси.

Между тем, мы должны эффективно использовать тест HSF4. Это лучший инструмент, который мы имеем для снижения частоты самой распространенной в нашей породе болезни глаз, приводящей к слепоте.

Типы и частота катаракты

Американский Колледж Ветеринарных Офтальмологов (ACVO) классифицирует катаракту по месту ее формирования в хрусталике. Хрусталик состоит их трех слоев ткани: ядра в центре, внешнего слоя, называемого корой, и наружного слоя, называемого капсулой. Передняя и задняя поверхность так и называются. Наружный край хрусталика называется экватор. У каждого хрусталика также передние и задние линии шва, где во время развития соединяется ткань.

Поскольку не каждая катаракта наследственная, ACVO и Фонд Исследований Глаз Собак (CERF) классифицируют те, которые, вероятно, возникают по экзогенным причинам – в основном, из-за травм или других болезней – как «значение неизвестно». Маленькие катаракты относятся к «пятнистым». Они могут увеличиваться или нет, и те, которые не увеличиваются, не считаются существенными. Поэтому, собака с пятнистой катарактой пройдет проверку CERF, если катаракта не прогрессировала до промежуточного или диффузного типа ко времени последующей проверки.

Катаракта может быть в одном глазу (односторонняя) или в обоих (двусторонняя), и считается, что последняя, вероятнее всего, наследственная. Катаракта может начаться в одном глазу, прежде чем возникнуть в другом, так что односторонняя катаракта может оказаться двусторонней при последующем обследовании. Из тех типов катаракт, которые не пройдут проверку CERF, у аусси будет обнаружена задняя катаракта с вероятностью в 4-10 раз большей, чем любая другая двусторонняя катаракта. Мутация HSF4, установленная АНТ, в значительной степени связана с двусторонней задней катарактой.

Обзор статистики CERF по породе за 1999 – 2006 года показал, что приблизительно 78% или 1 аусси из 130, имеют этот тип катаракты. Ни один из остальных типов двусторонней катаракты (передняя, экваториальная кортикальная, капсулярная или ядерная) не встречается даже наполовину так часто, как задняя. Второй из самых часто встречающихся типов это двусторонняя ядерная катаракта, которая встречается только у одной из 550 собак. Все другие типы встречаются реже, чем у 1 из 1000 собак.

Что такое наследственная катаракта?

Типичная наследуемая катаракта у австралийских овчарок двусторонняя, затрагивающая оба глаза, и находящаяся на задней поверхности хрусталика. Эта катаракта обычно начинается на коре, внешнем слое хрусталика.

Как правило, катаракта впервые обнаруживается при обычном осмотре глаз собаки в зрелом возрасте, но она может возникнуть у молодой взрослой собаки или на пороге старости. Случаи катаракты у очень молодых щенков аусси крайне редки.

Прогрессия болезни бывает различной. Катаракта у некоторых собак прогрессирует настолько медленно, что у собак остается функциональное зрение в течение всей жизни; а некоторые слепнут в короткие сроки. Сначала признаки болезни могут быть в одном глазу, потом в другом, но при наследственной катаракте во втором глазу она разовьется скорее всего в течение нескольких месяцев.

Катаракта начинается с маленького размера и растет. Когда ее впервые обнаруживают, ее можно отнести к «пятнистой». Не каждая маленькая катаракта будет развиваться, вот почему Американский Колледж Ветеринарных Офтальмологов и Фонд Исследований Глаз Собак дают собакам с пятнистой катарактой заключение об успешном прохождении осмотра. Даже если собака прошла проверку, то если это племенное животное, владелец должен отложить все планы разведения на срок от шести месяцев до года, пока последующий осмотр не определит, развивается ли эта пятнистая катаракта в более продвинутую форму.

Можно сделать корректирующую операцию, но это дорого и не всегда проходит удачно. К счастью для больных собак, эта болезнь не причиняет никакой боли, и большинство собак привыкают к пониженному зрению; собаки гораздо лучше приспособлены к звукам и запахам, чем к тому, что видят.
Изменчивое – и иногда довольно позднее – развитие катаракты очень разочаровывало заводчиков. Собака могла иметь не один помет, прежде чем развивалась болезнь. Изобретение нового теста ДНК на мутацию HSF4 имеет потенциал к существенному снижению риска, если мы будем применять его с пользой.

Как сделать тест вашей аусси на мутацию НК HSF4

Индивидуальные подачи заявок

В настоящее время в Северной Америке нет ни одной лаборатории, предлагающей этот тест. Владельцы аусси могут получить наборы для прохождения теста от Animal Health Trust в Англии. По запросу, AHT вышлет вам наборы для теста, состоящие из инструкций, формы заявления, трех щеток для мазков с щеки и специальный конверт, в котором должны отправляться назад щетки. Важно, чтобы вы использовали только те материалы, которые АНТ послал вам для теста. Делайте запрос через наш вебсайт:
http://www.aht.org.uk/genetics_tests.html

Как только набор заполнен и получен назад, результаты обычно готовы в течение месяца.
Также тест можно сделать в партнерской организации АНТ в Финляндии, HT Diagnostics:
http://www.canigen.com/english_pages/gene_tests/hc_hereditary_cataract-test/

Групповые сдачи анализа

Клубы и другие группы могут проводить организованные сдачи материала для тестирования. Необходимо предварительное согласование с АНТ перед назначением даты мероприятия. Если вы представите не менее 20 собак, то возможна скидка. Если бы вы хотели договориться о групповой сдаче материала для анализа, свяжитесь с Bryan McLaughlin в АНТ: bryan.mclaughlin@aht.org.uk

Исследование продолжается

Группа исследователей АНТ продолжает изучение катаракты у австралийских овчарок, в надежде лучше понимать разницу между типом катаракты, возникающем от мутации HSF4, и другими. Еще они бы хотели идентифицировать и другие гены, которые могут вызывать катаракту у аусси, и понять причину, почему собаки с мутацией HSF4 имеют разный возраст, при котором начинается болезнь, и разную скорость прогрессии.

Ради этих целей они продолжают поиск образцов от австралийских овчарок, у которых стоит диагноз любой из катаракт. АНТ сделает тест ДНК для собак с подтвержденной катарактой бесплатно по получению копии формы CERF на собаку, 5-тиколенной родословной и заполненного бланка заявления на тест ДНК.

Контакты:

В AHT:
Bryan McLaughlin
bryan.mclaughlin@aht.org.uk

В Северной Америке наборы доступны в ASHGI:
ASHGI
730 E. Weldon Ave.
Fresno, CA 93704-6135
559 485-2136
51ca @ ashgi.org
www.ashgi.org