Resistencia Genética del Ovino a los Nematodos Gastrointestinales (Revisión)

Transcripción

1 Resistencia Genética del Ovino a los Nematodos Gastrointestinales (Revisión) Dr. Daniel Castells Montes Departamento de Producción Ovina - Secretariado Uruguayo de la Lana castells@adinet.com.uy Resumen Si bien los antecedentes sobre resistencia genética del ovino a los nematodos gastrointestinales se remontan a mucho tiempo, el tema queda soslayado hasta la aparición de la resistencia antihelmíntica. A partir de ese momento intensos estudios se han desarrollado en Australia y Nueva Zelanda. Numerosos reportes muestran que la heredabilidad de la resistencia medida a través del HPG está en valores que oscilan entre.2 y.3, con un amplio coeficiente de variación. Las correlaciones con resiliencia no son consistentes aunque parecen depender de la raza, el nematodo y el método de evaluación considerado. La correlación con características productivas es neutra o levemente desfavorable, aunque ha quedado claro, que se puede progresar por varias de estas características a la vez. El progreso genético, seleccionando por HPG a quedado demostrado en varias líneas desarrolladas tanto en Australia como en Nueva Zelanda. Summary Ovine genetic resistance to gastrointestinal nematodes Although the information about ovine genetic resistance to gastrointestinal nematodes date from a long time ago, the topic, was left aside until the appearance of anthelmintic resistance. From this moment, deep research has been done in Australia and New Zealand. A vast number of reports say that the heritability of FEC is between.2 to.3, with a great variation coefficient. The genetic correlation with rescilience are not consistent although they seem to depend on breed, nematode considered and the evaluation method. The correlation with production traits are neutral or slightly unfavourable, although it has been demonstrated that we can have genetic progress in all of them at the same time. The genetic progress, breeding by FEC has been demonstrated in different lines selected in Australia and New Zealand.

2 Antecedentes Los primeros reportes sobre variación genética del ovino en la respuesta a infección por nematodos gastrointestinales se reportan al año 1932, cuando Clunies Ross comunica la resistencia del ovino a la infección o sus efectos. Algunos años mas tarde Withlock (1958), define claramente que hay variación genética frente al desafío por nematodos gastrointestinales. Sin embargo el tema queda soslayado por mucho tiempo, mientras fueron apareciendo nuevas drogas con amplio espectro y elevada eficacia. Sin embargo la eficacia original de estas drogas se vio disminuida y nuevamente se pensó en buscar otras alternativas de control parasitario. Es así que en 197 en Australia Le Jambre y Piper profundizan los estudios acerca del componente genético de está característica. Luego de definidas algunas características en 1976 crean en el CSIRO (Armidale), líneas divergentes (resistente, control y susceptible). Otra línea de trabajo la comienza Albers en 1987 cuando estudian en la Universidad de New England (UNE), la descendencia de una carnero Merino Australiano con marcada resistencia, el Golden Ram. Por otro lado en Nueva Zelanda en 1979 Baker comienza a estudiar el tema (continuado por Morris), creando líneas resistentes en Ag Research (Ruakura) y otro grupo liderado por Bisset realiza estudios en el Wallaceville Research Centre. También algunos estudios surgen de la Massey University, donde Garrick y Blair estudian correlaciones genéticas y fenotípicas con características productivas. También hay investigaciones en Kenya, Sudáfrica, EUA, Reino Unido, Francia y Uruguay. En este último caso Castells y Cardellino en 1994 comenzaron los primeros estudios con el desarrollo mismo de la primer Central de Prueba de Progenie (CPP), Dr. Alberto Gallinal para la raza Corriedale. Estos trabajos luego derivaron en la formación en el Centro de Investigación y Experimentación Dr. Alejandro Gallinal del Secretariado Uruguayo de la Lana de un núcleo resistente. Tipos y mecanismos de resistencia Se entiende por resistencia (Resistance) a la habilidad del animal para resistir la infección parasitaria (el animal se parasita menos). Por otro lado resiliencia (Resciliance) es la habilidad del animal para mantener niveles productivos aceptables a pesar de la infección parasitaria (a pesar de estar parasitado no se afecta mayormente). Por último Tolerancia (Tolerance), es algo poco utilizado y sería la habilidad de mantener producción aceptable sin intervención del sistema inmunitario. Los mecanismos íntimos de la expresión del fenómeno de la resistencia aún se encuentran en estudio. Sin embargo se conoce que los animales resistentes disminuyen el establecimiento de larvas III a larvas IV, en segundo lugar reducen el pasaje de larvas IV a adultos, en tercer lugar una vez establecidos los adultos, el animal resistente se encarga de eliminar gran parte de ellos y por ultimo se ha visto que el nivel de postura de la hebras se ve disminuido. En todos estos aspectos se ha visto la intervención de un fuerte componente inmunológico. Es por ello que muchos estudios de genética

3 molecular se centran en el estudio del Complejo Principal (Mayor) de Histocompatibilidad (MHC). Variación fenotípica Desde hace mucho tiempo se conoce por parte de los parasitólogos, que mas del 9% de lo parásitos los llevan menos del 1% de los animales de una población. Esta afirmación queda clara en las graficas 1 y 2 donde se ve de distinta manera la distribución de frecuencias de animales según su carga parasitaria medida a través del recuento de huevos por gramo (HPG). En el primer caso los datos pertenecen al primer muestreo de la CPP de tornero en 1998, en ella se ve que sobre una media aritmética de 1.737, hay una distribución con 8 animales entre y 4 HPG y con 13 animales con mas de 5. HPG. En el segundo ejemplo correspondiente al segundo muestreo del año 21, para una media de HPG, hay una distribución que determina que los 22 animales mas parasitados aportan mas del doble de contaminación que los 326 menos parasitados. El objetivo de la resistencia genética es, mediante selección, que no aparezcan los animales mas parasitados de una población, lográndose un efecto epidemiológico adicional Distribución de valores de HPG Media: N = 31 Nº HPG Gráfica 1. Distribución de frecuencias de HPG, para los los corderos analizados en el primer muestreo de 1998 en la Central de Pruebas de Progenie Tornero

4 Nro animales aportan: huevos 46 corderos Media aritmetica de HPG: animales aportan: 3894 huevos Fuente: SUL Tornero 2o. Muestreo del HP Gráfica 2. Distribución de frecuencias de HPG, para los los corderos analizados en el segundo muestreo de 21 en la Central de Pruebas de Progenie Tornero.- Variación entre razas Una de las primeras interrogantes que aparece al estudiar el tema, es referida a la existencia de razas notoriamente mas resistentes que otras. Si bien existen algunos reportes en ese sentido, en general se llega a la conclusión de que existe mas variación dentro de razas que entre razas. De todas maneras son consistentes los datos de 1978 Preston y Allonby sobre la mayor resistencia al Haemonchus contortus de la raza Red Massai. Sin embargo trabajos realizados en Kenya por Baker et al en 1999 mostraron que las F1 provenientes de cruzamientos de Red Massai con Dorper no mantenían esos niveles de resistencia. Por otro lado en EUA fue estudiada la Florida native (Gulf coast native) por Bahiratha y Miller quienes en 1995 comunican claras diferencias frente a Suffolk. Mas tarde Amarante et al en 1999 estudian cruzamientos de Florida native con Rambouillet, donde reportan que la F1 mantiene ciertos niveles de resistencia. De todas maneras a pesar de estos reportes y algunos otros es claro que dentro de razas existe la suficiente variación como para pensar en selección dentro de razas. Métodos para determinar la resistencia genética Los métodos para determinar la resistencia genética los podemos clasificar en directos e indirectos. Los primeros son aquellos que basados en la genética molecular, estudian directamente los genes o alelos involucrados en la resistencia. Es así que si bien se estudia la posibilidad de genes mayores (ej. Golden Ram), fundamentalmente pensando en una participación multigénica, es el Complejo Principal (Mayor) de Histocompatibilidad (MHC), una de las zonas mas estudiadas. Los segundos (indirectos), son aquellos basados en algún tipo de medición de la expresión fenotípica de la resistencia. Un método poco practico, porque requiere de la realización de autopsias, es el recuento de parásitos adultos, pero el mas difundido es la medida indirecta de la carga parasitaria, a través del recuento de huevos de nematodos

5 (HPG). Otras medidas estudiadas han sido el hematocrito (Ht o PCV), la respuesta inmune a través de la titulación de anticuerpos, el estudio de determinados antígenos linfocitarios ovinos (OLA) y el recuento de eosinófilos. De todas maneras es el HPG el método mas utilizado. La infección de los animales puede ser natural o artificial (inducida). La natural solo puede usarse cuando las condiciones epidemiológicas lo permiten y en general interactúan varios géneros a la vez, en la artificial podemos utilizar una o varias especies de nematodos, es mas controlada, pero mas costosa. De todas maneras uno de los elementos mas importantes surge en un trabajo de Woolaston et al en 199, donde encontraron que líneas seleccionadas durante 12 años por desafío artificial de Haemonchus contortus (control HPG y resistentes 2.73 HPG), mantuvieron los mismos niveles de resistencia cuando fueron sometidas a desafíos naturales (control 3.59 HPG y resistentes 14 HPG). Otro aspecto importante está referido a la edad de realizar la evaluación. Si estamos evaluando una respuesta inmunitaria debemos dar la posibilidad de que el sistema inmunitario se exprese. La gráfica 3 muestra el desarrollo de la inmunidad en tres líneas de selección. En términos generales, si bien hay diferencias entre líneas, se ve que la inmunidad es muy pobre hasta los 5 meses y se encuentra casi a pleno luego del año. Por ello si la evaluación la hacemos antes de los 5 meses, no tenemos muchas probabilidades de encontrar los animales resistentes, mientras que si los evaluamos luego de los 14 meses es posible que encontremos poca variación. Es por ello, que existe una ventana de oportunidad entre los 6 y 13 meses. 1 Porcentaje de inmunidad Edad en meses Resistentes Normales Susceptibles Gráfica 3. desarrollo de la inmunidad a nematodos gastrointestinales. Adaptado de Ag Research-Breeders Manual.- Heredabilidad Resulta obvio que una de las primeras interrogantes en un tema como este está referido al grado de heredabilidad de esta característica. En este sentido son numerosos los reportes en la literatura y todos se encuentran en valores medios. En 199 Windon reporta.34 para Merino Australiano y para la misma raza en 1991 Woolaston et al.23 para el Csiro Flock y.21 para el UNE Flock y mas tarde en 1996 Woolaston y Piper

6 encuentran un.23. En nueva Zelanda para Romney Marsh, Baker et al encuentran.34 y para la misma raza en el 2 Morris et al encuentran.28. En el Reino Unido Stear et al reportan.33. De todas maneras uno de los aspectos mas importantes para poder progresar genéticamente en esta característica aparece por el lado del elevado coeficiente de variación, que en algunos casos supera al 1%. Otras heredabilidades reportadas están referidas a aspectos de resiliencia. En Nueva Zelanda han establecido un índice de requerimientos de dosificaciones (Total Drench Requirement TDR), para lo cual Bisset y Morris en 1996 y Morris et al en el 2 encuentran.19. Un escore de cascarrias (Dag Score), fue desarrollado también en Nueva Zelanda y Bisset y Morris encuentran una heredabilidad de.23 y mas tarde Morris et al en el Para el caso de parásitos relacionados a perdida de sangre como el Haemonchus contortus, Piper en 1987 y Woolaston en 1991 encuentran una heredabilidad de.25 para el PCV. Correlaciones Las correlación entre resistencia y resiliencia no es consistente en la bibliografía y una de las razones mas importantes radica en el hecho de que cuando estamos hablando de resiliencia, podemos estar frente a situaciones diferentes. Si el parásito en estudio es el Haemonchus contortus, una de las maneras de medir resiliencia es a través del hematocrito (PCV), pero si el parásito que estamos considerando es Trichostrongylus colubriformis, la medición la podemos a hacer a través de un escore de diarrea (Dag score). Por otro lado, otra manera de medir resiliencia es a través de las propias características productivas (Peso Vivo PV, Peso de Vellón Sucio o Limpio PVS o PVL), bajo infección parasitaria. Albers et al en 1987, encuentran una correlación genética positiva de.56 entre resistencia (medida a través del HPG) y resiliencia (medida como disminución de peso bajo infección. También Woolaston encuentra en 1994 una alta correlación positiva entre resistencia y resiliencia trabajando con Merino Australiano y frente a infecciones de Haemonchus contortus. Woolaston y Piper describen una correlación fenotípica entre HPG y PCV de.48. Por otro lado y en contrario, Bisset y Morris en 1995, con la raza Romney Marsh y frente a Trichostrongylus y Ostertagia, no encuentran asociación entre resistencia y resiliencia. En 1994 Eady luego de varios estudios concluye que la correlación entre HPG y peso vivo al destete, peso vivo a los 18 meses y producción de lana no es diferente a cero. Sin embargo, Mac Ewan et al en 1995 encuentra una correlación genética desfavorable entre el HPG y la tasa de crecimiento y Howse et al en 1992 encontró una correlación genética desfavorable entre HPG y producción de lana. También Morris et al en el 2, encuentra que las líneas seleccionadas por bajo HPG presentaban menor peso al destete, mas acumulación de materia fecal en los cuartos traseros (cascarrias), menor peso de vellón y mayor tasa reproductiva, con respecto a líneas seleccionadas por alto HPG. Coincidente con esto pero estudiado desde otro ángulo, Williamson et al en 1995 estudiaron el HPG de líneas seleccionadas durante muchos años por producción de lana, encontrando mayor HPG en la línea de alta producción con respecto a la línea control.

7 Parte de esto parece aclararse, desde el momento que se realizaron estudios, con animales resistentes y susceptibles pastoreando juntos o separados. En este último caso Bisset y Morris en 1996 no encontraron efectos significativos en la producción de las diferentes líneas y se pudo detectar un claro impacto epidemiológico, que se tradujo en menos acúmulo de materia fecal en cuartos trasero (Dag Score). Algunos autores explican esta menor producción de los animales resistentes cuando pastorean junto a animales susceptibles a un continuo gasto energético producido para controlar la parasitosis. Progreso genético Es claro que si una característica es heredable y tenemos el suficiente coeficiente de variación, la posibilidad de selección y el progreso genético son un hecho. Para demostrar esto, tanto en Australia como en Nueva Zelanda, se formaron líneas de selección resistentes (bajo HPG), susceptibles (alto HPG) y controles (sin tener en cuenta al HPG). En las gráficas 4 y 5 se pueden ver los progresos operados en esas líneas en Australia y Nueva Zelanda respectivamente. 35 EP Time Resistant Control (years) Grafica 4. Ganancia anual acumulada en líneas seleccionadas por HPG (resistencia). Fuente: adaptado de Nemesis 21. (Australia) Alto HPG Bajo HPG Grafica 5. Respuesta a la selección por HPG, en términos de valores de cría. Fuente: adaptado de Morris et al 21.- (Nueva Zelanda)

8 De todas maneras no solo aparece información de majadas experimentales, sino que los proyectos de transferencia como el Némesis en Australia han involucrado productores comerciales, que han incorporado a la resistencia en sus planes de selección. Un ejemplo de esto se puede observar del seguimiento realizado al establecimiento Rubby Hills en Armidale (Australia). Stardard Deviation Units FEC FD CFW Year Gráfica 6. Progreso genético para características del vellón (Peso de Vellón Limpio CFW y Diámetro de Fibra FD) y resistencia a nematodos (Recuento de Huevos Por Gramo FEC) en el establecimiento Ruby Hills Fuente: adaptado de Némesis 21.- Conclusiones Esta claramente documentado que hay variación genética en la resistencia de los ovino a la infección por nematodos gastrointestinales. La heredabilidad de esta característica se encuentra entre.2 a.3, con un alto coeficiente de variación. La correlación con resiliencia en algunos casos es alta y en otros cero, dependiendo de la raza, el nematodo y la característica medida. La correlación con características productivas es cero o levemente desfavorable. La selección por HPG permiten progresos genéticos.

9 Bibliografía Albers G.; Gray G.; Piper L.; Barker J.; Le Jambre L. and Barger I The genetic of resistance and resilience to Haemonchus contortus infection in young Merino sheep. International journal for parasitology Baker R.; Watson.; Bisset S.; Vlassoff A. and Douch P Breeding sheep in New Zealand for resistance to internal parasites: research results and commercial application.. In Breeding for disease resistance in sheep Wool research and development Corporation Australia Bisset S. and Morris C Feasibility and implications of breeding sheep for resilience to nematode challenge International journal for parasitology Clunies-Ross I Observations on the resistance of sheep to the infestation to the stomach worm Haemonchus contortus. Journal of the council for scientific and industrial research Eady S.; Woolaston R. and Burgess A Genetic trend for fleece traits and worm resistance in Merino studs. Proceedings of the Genetic congress. Howells K.; Wolf B.; Haresign W.; Lewis R. and Davies M Genetic resistance to internal parasites in lambs. Animal science Morris C.; Vlassoff A.; Bisset S.; Baker R.; Watson T.; West C. and Wheeler M. 2 Continued selection of Romney sheep for resistance or susceptibility to nematode infection: estimates of direct and correlated responses. Animal Science Morris C.; Bisset S.; Vlassoff A.; Mackay A.; Betteridge K.; Alderton M.; West C. and Devantier B. 21 Genetic studies of resilience of Romney sheep to nematode challenge in New Zealand. Nemesis 21. Breeding for worm resistance: Sustainable control of internal parasites. CSIRO Livestock industries Swan A. 2. Mission report of TCP/URU8921 Resistencia genética del ovino a los nematodos gastrointestinales en el Uruguay. FAO 19 pgs. Whitlock J The inheritance of resistance to Trichostrongylidosis in sheep. Demonstration of validity of the phenomena. Cornell Veterinarian Williamson J.; Blair H.; Garrick D.; Pomroy W.; Douch P.; Green R and Simpson Parasitism and production in fleece-weight-selected and control sheep. New Zealand Journal of Agricultural Research Windon R Resistance mechanism in the trichostrongylus selection flock. In Breeding for disease resistance in sheep Wool research and development Corporation Australia Woolaston R.; Windon R. and Gray G Genetic variation in resistance to internal parasites in Armidale. In Breeding for disease resistance in sheep Wool research and development Corporation Australia. 1-1 Woolaston R. and Piper L Selection of merino sheep for resistance to Haemonchus contortus: genetic variation. Animal Science

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