Consanguineità, è tempo di agire

In una popolazione sottoposta a intenso miglioramento genetico si assiste a un invitabile aumento di consanguineità. È proprio per discutere dell’andamento della variabilità genetica nella Frisona Italiana e degli strumenti che abbiamo a disposizione per controllarla che Anafibj ha recentemente organizzato un workshop internazionale. Vediamo quali sono state le novità emerse dall’incontro e quali sono gli strumenti che oggi possono essere implementati per gestire questa problematica.

Variabilità in calo

“Dalle statistiche analizzate – spiega Martino Cassandro, direttore di Anafibj – è facile notare come negli anni si sia registrato un aumento di tori d’importazione, accompagnato da una diminuzione non solo di tori selezionati in Italia, ma anche del numero di madri di toro al centro genetico. L’aumento della consanguineità, poi, è soprattutto evidente nei tori italiani, in quelli di importazione e nella popolazione di Frisona allevata in Italia, più marcatamente nei tori avviati alla FA. Un aumento di consanguineità comporta, di fatto, una diminuzione della variabilità genetica”.
Il diminuire del numero dei tori italiani, soprattutto negli anni più recenti, è principalmente frutto di due fattori: 
• l’accorpamento dei centri di FA italiani;
• l’introduzione della genomica e la conseguente accelerazione del miglioramento genetico legato all’aumento dell’intensità di selezione e del calo dell’intervallo di generazione. 
Le madri dei torelli che entrano al centro genetico o che vengono importati come genomici sono, per l’appunto, sempre più frequentemente giovani manze sottoposte ad intensi programmi di ET e di OPU/IVF (Ovum Pick Up/In vitro fertilization) e i loro padri sono sempre più spesso torelli genomici appena pubblicati di età inferiore ai 18 mesi.
Dal confronto del trend della consanguineità dal 1990 al 2019 (vedi tabella 1) ripreso dal direttore Anafibj nella sua relazione, si nota come i tre Paesi che negli anni della genomica sembrano aver accelerato pericolosamente la diminuzione di variabilità genetica siano Stati Uniti, Canada e Italia. Gli altri Paesi, invece, mostrano dei dati di aumento della consanguineità più contenuti. Risultato, probabilmente, di strategie mes¬se in atto per monitorare e gestire la diminuzione di variabilità genetica legata al miglioramento genetico che ha come obiettivo quello di “fissare” nella popolazione i geni “buoni” per la redditività aziendale.

Tabella 1 - I dati relativi all’andamento della consanguineità in diverse popolazioni di razza Frisona pubblicati (fonte: Federazione Mondiale della Razza Holstein). Nota: Il dato è ordinato in maniera da mettere in evidenza i Paesi che hanno i trend più elevati di consanguineità nell’era della genomica; i colori vanno dal rosso intenso (pericolo elevato di riduzione della variabilità) fino al verde, che identifica le popolazioni in cui la variabilità sta invece aumentando

Dall’altra parte la selezione nordamericana e quella italiana non sembrano aver messo in atto strategie efficaci di gestione della variabilità genetica. Purtroppo, però, se le carte in tavola non vengono cambiate, la prospettiva è quella di erodere progressivamente la variabilità genetica fino al suo esaurimento. Il direttore Anafibj ha quindi messo l’accento sull’urgenza e sulla necessità di mettere in atto, nell’era della genomica (che ha dimostrato la sua grande efficienza nell’imprimere al miglioramento genetico una forte accelerazione e intensificazione), opportune strategie di mantenimento e controllo della variabilità genetica.
È dunque tempo di mettere in atto progetti in grado di mantenere la variabilità genetica a livelli ottimali, fino magari ad invertire il trend. Gli inviti sono molteplici:
• ripensare il programma di selezione nazionale da parte di tutti gli attori che, insieme, contribuiscono a realizzarlo;
• sfruttare al meglio le tecnologie riproduttive come sessaggio ed editing genetico;
• valutare come opzione, oltre al piano di accoppiamento, anche l’incrocio a livello di allevamento;
• sviluppare una valutazione genetica per gli incroci. 

I pro e i contro

Obiettivo del miglioramento genetico è quello di identificare gli animali portatori dei geni capaci di trasmettere alla progenie superiorità genetica per tutti i caratteri in grado di influenzare positivamente la redditività aziendale. Questo rende il patrimonio genetico della popolazione più simile ai pochi progenitori selezionati e più omozigote nei punti del Dna in cui si trovano i geni con effetto positivo. Allo stesso tempo, però, si possono rendere meno rari geni “difettosi” che si nascondono in queste stesse zone. I soggetti consanguinei, poi, sono più omozigoti su più punti dei cromosomi rispetto ai soggetti non consanguinei. Alcuni di questi geni sono letali, come HCD, BLAD o CVM: nell’era della genomica vengono velocemente identificati e poi gestiti nei piani di accoppiamento e nella selezione delle successive generazioni. Altri geni sono “sub-letali” e il loro effetto si misura in quella che viene chiamata “depressione da consanguineità”, che influenza la maggior parte dei caratteri, dalla produzione alla fertilità. Gli studi fin qui pubblicati mostrano che la depressione da inbreeding in media provoca una riduzione dello 0,137% della media del carattere per ogni punto percentuale di aumento di consanguineità. Per i caratteri produttivi la depressione arriva allo 0,351% della media, molto più elevato che per tutte le altre categorie di caratteri (latte, grasso, proteina e cellule). Questo significa che l’impatto economico della consanguineità, per chi alleva in purezza, può essere molto significativo, anche perché gli effetti sui diversi caratteri si accumulano.

Oggi è importante anche misurare la consanguineità e sono molteplici le modalità per farlo

Per capire meglio, nella Frisona, stante un aumento della consanguineità per anno intorno allo 0,12 e quello del latte kg di circa 100 kg, la depressione da inbreeding stimata è intorno al 4,4% del progresso genetico. I meccanismi alla base di questo fenomeno non sono del tutto chiari, anche se sembra che l’effetto sia collegato al numero di geni coinvolti, al loro meccanismo di funzionamento nelle condizioni create dalla consanguineità e alla storia selettiva della popolazione.
Un fenomeno ancora poco indagato è anche quello della “cancellazione della consanguineità”, ovvero quel processo di selezione naturale che facendo emergere i geni deleteri, li elimina dalla popolazione (perché i soggetti portatori non sopravvivono o vengono eliminati attraverso i processi di selezione naturale ed artificiale) insieme ai loro effetti depressivi.
A questo proposito si distingue una consanguineità “antica”, che ha avuto tempo di assottigliarsi, e una “recente”, che invece manifesta ancora tutti i suoi effetti negativi. Ancora meno indagata è la capacità degli animali con elevati livelli di consanguineità di resistere agli stress ambientali indotti dai cambiamenti climatici.
In tabella 1 sono riportati i dati pubblicati dalla Confederazione Mondiale della Frisona. Dall’osservazione si evince che la selezione nordamericana e quella italiana registrano il livello più elevato di riduzione della variabilità genetica, ma tanti Paesi europei, pur facendo registrare numeri inferiori, non sono lontani dallo 0,20 che è comunque un livello di aumento non lontanissimo dai livelli di allarme. Se è vero che non tutta la consanguineità è preoccupante allo stesso modo, le conoscenze attuali non consentono ancora di distinguere le due con assoluta precisione. Idealmente la conoscenza del funzionamento di tutti i geni e l’identificazione di quelle aree in cui si trovano i geni “sub-letali” potrebbe permettere di intervenire per controllarli attraverso gli accoppiamenti e anche con l’editing genetico. 

Calcolo della consanguineità

Misurare la consanguineità ha ancora senso ed è importante. Oggi si può farlo in diversi modi:
• sulla base del pedigree. In questo modo si misura l’identicità per discendenza. Tuttavia, questa è soggetta agli errori di registrazione anagrafica e per questo considerata una misura generalmente sottostimata ed approssimata; 
• sulla base della genomica, misurando l’identicità per stato. Si identificano i marcatori identici ai progenitori, ma non si distingue tra quelli ereditati dai progenitori comuni e quelli identici per effetto della selezione. La misura dell’identicità per discendenza risulta quindi approssimata; 
• sulla base delle ROH (runs of homozigosity): si misura l’autozigosi recente e locale lungo tutto il Dna. Anche qui si ottiene una misura dell’identicità per discendenza approssimata, ma più precisa rispetto alle precedenti metodologie;
• sulla base dell’HBD (omozigosi per discendenza). In questo caso si stima l’autozigosi locale attraverso una modellizzazione dell’identicità per discendenza e la precisione aumenta.

Le alternative

Gli indicatori legati alla variabilità genetica della popolazione Frisona italiana sono una chiara dimostrazione della necessità di mettere a punto strategie di controllo, come i due livelli di intervento riportati di seguito:
• quello dei tori selezionati per la FA in Italia. I centri di FA e l’associazione di razza sono i due attori che possiedono gli strumenti necessari ad implementare l’Optimal Contribution Selection, che fa sì che i nuovi tori selezionati siano portatori del miglioramento genetico. Il tutto facendo in modo che il tasso di diminuzione della variabilità genetica venga mantenuto al di sotto del livello di guardia;
• quello aziendale: il piano di accoppiamento è, in questo caso, uno strumento fondamentale, insieme alla genotipizzazione della mandria, che permette di certificare le informazioni anagrafiche correggendo gli eventuali errori di registrazione alla nascita; il piano di accoppiamento consente di scegliere i tori meno imparentati con la mandria e di incrociarli con le singole bovine minimizzando la consanguineità ed evitando di accoppiare fra loro animali portatori dello stesso difetto genetico (gene o aplotipo). Un’altra opzione è scegliere la strada dell’incrocio, anche se sarebbe opportuno avere una valutazione genetica ufficiale anche per i meticci, in modo da misurare con accuratezza il miglioramento realizzato.
Gli strumenti esistono o si possono sviluppare in tempi brevi; c’è molto lavoro da fare, per tutti! 

di Fabiola Canavesi