Genetsko ozadje odpornosti na mastitis

Populacije, ki so bile zgodovinsko v stiku s povzročitelji bolezni, so pogosto razvile obrambne mehanizme – rezistenco, ki jim omogočajo preživetje kljub prisotnosti povzročiteljev bolezni. Zato predstavljajo lokalne populacije vir genetskega materiala, ki omogoča preživetje populacij v mejnih razmerah, na drugi strani pa tudi zalogo genov, ki bi jo lahko uporabili za izboljšanje zdravstvenega stanja v populacijah, ki teh obrambnih mehanizmov niso razvile. Mastitis predstavlja osrednji zdravstveni problem v čredah, ki so namenjene proizvodnji mleka. Ker so povzročitelji infekcij raznoliki in se hitro spreminjajo, je najučinkovitejši način izboljšanja odpornosti mlečne žleze krepitev prirojenega imunskega odziva. V naši raziskavi bomo z različnimi pristopi skušali odkriti genomske regije, ki so vzročno povezane z odpornostjo na mastitis. Uporabili bomo biološki material od avtohtone pasme goveda (cika) in visoko produktivne mlečne pasem oveda (holštajnsko frizijska) in od mlečne pasme koz, ki jih redimo pod konvencionalnimi in ekološkimi pogoji. Uporabili bomo različne metodološke pristope za odkrivanje kandidatnih regij v genomu: z GWAS analizo bomo skušali odkriti selekcijski podpis, ki bo odražal razlike v odpornosti na mastitis, s sekvenciranjem eksoma bomo iskali strukturne spremembe v genomu (rekombinacije, delecije, podvojitve), s sekvenciranjem transkriptoma celic v mleku in qPCR za posamezne kandidatne gene bomo izdelali ekspresijski profil somatskih celic v mleku in s proteomsko analizo bomo skušali identificirati izražanje pomembnih signalnih proteinov, ki uravnavajo prirojeno imunost v mlečni žlezi. Razumevanje molekularnih osnov za rezistenco na mastitis in molekularnih interakcij med povzročitelji bolezni in obrambnimi mehanizmi gostitelja je ključnega pomena za izboljšanje zdravja v mlečnih čredah. Te informacije bodo osnova za oblikovanje in izvajanje selekcijskih programov za izboljšanje zdravstvenega stanja v proizvodnih populacijah domačih živali, kar imenujemo »na molekularne markerje oprta selekcija«. Poseben pomen ima ta strategija v primerih, ko so ukrepi za zatiranje povzročiteljev bolezni neučinkoviti, bolezen pa povzroča veliko gospodarsko škodo. Mastitis, ki ga povzročajo različni patogeni (E. coli, S. aureus, S. uberis, vrusi, mikoplazme…) definitivno je tak primer bolezni, ki resno ogroža ekonomiko proizvodnje mleka in posredno tudi zdravje človeka.

Rezultati projekta bodo osvetlili molekularne interakcije med povzročitelji mastitisa in gostitelji in doprinesli k boljšemu razumevanju patogeneze mastitisa. Ker bomo proučevali različne seve povzročiteljev in odziv občutljivih in rezistentnih skupin gostiteljev domnevamo, da bomo lahko identificirali splošne dejavnike, ki vplivajo na dovzetnost za vnetje mlečne žleze, verjetno pa tudi splošne dejavnike, ki v proučevanih populacijah uravnavajo odpornost na okužbe. Pričakujemo, da bomo s kompleksnim pristopom lahko odkrili selekcijski podpis v genomu živali z različno občutljivostjo na mastitis in tako doprinesli k boljšemu mehanističnemu razumevanju delovanja prirojene imunosti v mlečni žlezi. Ker predstavlja mastitis pomemben vzrok za zmanjšanje ekonomičnosti proizvodnje mleka, bodo rezultati projekta in njihova uporaba v rejskih strategijah za zmanjšanje dovzetnosti za okužbe lahko pomembno doprinesli k izboljšanju ekonomike proizvodnje mleka in k boljši kakovosti končnega proizvoda.

Projekt obravnava resen zdravstveni in gospodarski problem v proizvodnji mleka. Zaradi stroškov zdravljenja in zmanjšane kakovosti mleka so letne izgube v proizvodnih čredah ogromne in mastitis predstavlja najpomembnejši razlog za izločitev živali. Mastitis bistveno poslabša počutje živali in zmanjša kakovost mleka. Tako manj kakovostno mleko pogosto ni primerno za človeško prehrano in za nadaljnjo predelavo. Odkritje ustreznih genskih označevalcev za odpornost na mastitis bi omogočilo bolj učinkovito odbiro odpornejših živali in bi neposredno vodilo k izboljšanju zdravstvene situacije, boljšemu počitju živali in boljši kakovosti mleka. Zaradi usmeritve projekta v izboljšanje prirojene imunosti pričakujemo, da bi se s tem izboljšalo tudi splošno zdravstveno stanje in počutje živali. To bi imelo ugodne posledice na učinkovitost pridelave hrane in na splošno izboljšanje prehranske situacije ljudi.