Resistere è un affare di genotipo: la scrapie ovina

Scrapie ovina: genetica, selezione e salute del gregge

La scrapie (o tremore ovino) è una malattia neurodegenerativa trasmissibile che colpisce ovini e caprini, appartenente al gruppo delle encefalopatie spongiformi trasmissibili (TSE), come la BSE (mucca pazza) nei bovini o la CJD nell’uomo. Causata da un prione (una proteina anomala e infettiva), la scrapie è nota da secoli ma è solo negli ultimi decenni che la comprensione genetica del fenomeno ha permesso di attuare strategie di selezione per limitarne la diffusione. L’infezione da scrapie avviene quando una proteina prionica anomala (PrPSc) entra nell’organismo e induce le proteine prioniche normali (PrP_C) a cambiare conformazione, trasformandosi anch’esse in forma patologica. Queste proteine anomale si accumulano nel sistema nervoso centrale, provocando danni irreversibili al cervello e al midollo spinale, con conseguente degenerazione neuronale.

Figura 1:ovino affetto da scrapie (luglio 24, 2013 da Esperia)

Scrapie e genetica: il ruolo del gene PRNP

La suscettibilità alla scrapie è fortemente influenzata da varianti genetiche presenti nel gene PRNP (prion protein gene), situato sul cromosoma 13 degli ovini (Baylis & Goldmann, 2004). In particolare, tre polimorfismi a singolo nucleotide (SNP) alle posizioni 136, 154 e 171 determinano diverse combinazioni aplotipiche che influenzano la resistenza alla malattia. Un aplotipo è semplicemente la combinazione delle mutazioni nei tre siti del gene in questione.

La resistenza alla malattia si riassume nel fatto che determinati genotipi inibiscono la formazione della proteina prionica alterata. Le più importanti sono:

• ARR (A136R154R171): associato a resistenza;
• ARQ (A136R154Q171): associato a suscettibilità intermedia;
• VRQ (V136R154Q171): associato a alta suscettibilità;
• AHQ e ARH: aplotipi intermedi ma rari.

Figura 2: schema del gene PRNP e la posizione delle mutazioni (con i possibili alleli) associate agli aplotipi che determinano il grado di resistenza.

In base alla combinazione dei due aplotipi, gli animali vengono classificati in classi genetiche di resistenza secondo la normativa europea (Regolamento (CE) n. 999/2001 e successive modifiche):

• Classe 1 (ARR/ARR): altamente resistente;
• Classe 2 (ARR/AX): resistente/intermedio;
• Classe 3 (AX/AX): suscettibile intermedio;
• Classe 4 (AX/VRQ): suscettibile;
• Classe 5 (VRQ/VRQ): altamente suscettibile.

Dove “X” indica un allele diverso da ARR o VRQ.

La scrapie atipica, identificata per la prima volta in Norvegia (Nor98), è una forma spontanea e sporadica della malattia, che può colpire anche ovini con genotipo resistente (ARR/ARR). A differenza della forma classica, non sembra trasmettersi tra animali e ha caratteristiche neuropatologiche e molecolari diverse. Non ci sono evidenze di rischio per gli esseri umani.

Test genetico e programmi di selezione

La determinazione del genotipo PRNP avviene tramite test molecolari su sangue o tessuti, e consente di conoscere il profilo genetico di ogni animale. Questo ha permesso l’introduzione di programmi di selezione genetica volontari o obbligatori, soprattutto nelle razze autoctone, volti a:

1. eliminare gli animali con genotipi altamente suscettibili (classe 5);
2. selezionare montoni ARR/ARR per la riproduzione;
3. migliorare la resistenza nella popolazione ovina nel tempo.

Come si usa in pratica? Il segreto sta nel conoscere il genotipo delle madri di ariete per ridurre progressivamente la frequenza nel proprio gregge. Ecco alcuni esempi.

Esempio 1: Ariete ARR/ARR × Pecora ARR/ARQ

Risultato atteso:

• 50% progenie ARR/ARR (Classe 1 – altamente resistente)
• 50% progenie ARR/ARQ (Classe 2 – resistente/intermedio)

Esempio 2: Ariete ARR/ARQ × Pecora ARQ/ARQ

Risultato atteso:

• 50% progenie ARR/ARQ (Classe 2 – resistente/intermedio)
• 50% progenie ARQ/ARQ (Classe 3 – suscettibile intermedio)

Legislazione europea e italiana

A livello europeo, la normativa più rilevante è il Regolamento (CE) n. 999/2001, che stabilisce misure di controllo e prevenzione delle TSE. Questo include:

• l’obbligo del test PRNP nei riproduttori maschi in razze a rischio;
• l’adozione di piani di selezione genetica (volontari o obbligatori) per aumentare la frequenza dell’allele ARR;
• l’abbattimento selettivo in caso di positività nei greggi.

L’Italia ha recepito tali normative con piani regionali di controllo della scrapie e misure specifiche per razze locali a rischio estinzione.

Effetti della selezione sulla performance produttiva

Una delle domande più frequenti riguarda il possibile impatto della selezione per la resistenza alla scrapie su altri caratteri produttivi (latte, carne, fertilità). Alcuni studi hanno mostrato associazioni limitate o nulle tra il genotipo PRNP e la performance, rendendo la selezione una strategia sicura dal punto di vista zootecnico.

Ad esempio, secondo un’analisi di Palhiere et al. (2008), nella razza ovina Lacaune non si sono osservate differenze significative nella produzione lattea tra i diversi genotipi PRNP. Tuttavia, è importante sottolineare che l’impatto può variare tra razze, motivo per cui è consigliabile monitorare anche i caratteri produttivi durante i programmi selettivi.

Tuttavia, esiste un rischio legato alla riduzione della variabilità genetica a causa dell’impossibilità di utilizzare riproduttori con particolari pregi ma con genotipo suscettibile e conseguente riduzione del progresso genetico (Sweeney, T., & Hanrahan, J.P2008)

Resistenti, ma non immuni?

Sebbene gli ovini con genotipo ARR/ARR siano considerati resistenti alla scrapie classica e non sviluppino la forma clinica della malattia, alcuni studi suggeriscono che la resistenza genetica non equivalga a una completa immunità all’infezione. In particolare, la presenza precoce e silente della proteina PrPSc nei tessuti linfoidi periferici è stata documentata in soggetti suscettibili (Andreoletti et al., 2000), mentre studi su altri genotipi e su strutture linfoidi suggeriscono una complessità maggiore nella patogenesi (McGovern & Jeffrey, 2007). Questi elementi lasciano aperta l’ipotesi, seppur remota, che anche animali geneticamente resistenti possano fungere da portatori silenti o contribuire alla persistenza ambientale dell’agente infettivo. Tali evidenze non mettono in discussione l’efficacia della selezione genetica, ma suggeriscono la necessità di un approccio prudente e integrato nella gestione sanitaria del gregge.

Conclusioni

La scrapie rappresenta una sfida importante per la salute del gregge e la sicurezza alimentare, ma anche un’opportunità per applicare la genetica come strumento di prevenzione. I test genetici, abbinati a strategie selettive ben pianificate, possono contribuire alla progressiva eradicazione della malattia, senza compromettere le performance produttive. È essenziale che i piani selettivi siano adattati alle specificità delle razze locali, anche in un’ottica di conservazione della biodiversità.

Bibliografia

• Baylis, M., & Goldmann, W. (2004). The genetics of scrapie in sheep and goats. Current Molecular Medicine, 4(4), 385-396.
• Palhiere, I., et al. (2008). Influence of PRNP genotype on performance in Lacaune dairy sheep. Journal of Dairy Science, 91(7), 2885-2893.
• EFSA (European Food Safety Authority). (2014). Scientific Opinion on genetic resistance to transmissible spongiform encephalopathies (TSEs) in goats. EFSA Journal, 12(6), 3705.
• Regolamento (CE) n. 999/2001 del Parlamento europeo e del Consiglio, del 22 maggio 2001.
• Andreoletti, O., et al. (2000). Early accumulation of PrP^Sc in gut-associated lymphoid and nervous tissues of susceptible sheep from a Romanov flock with natural scrapie. Journal of General Virology, 81(12), 3115–3126..
• McGovern, G., & Jeffrey, M. (2007). Scrapie-specific pathology of sheep lymphoid tissues. PLoS ONE, 2(12), e1304.
• Sweeney, T., & Hanrahan, J.P. (2008). The evidence of associations between prion protein genotype and production, reproduction, and health traits in sheep. Veterinary Research, 39:28. https://doi.org/10.1051/vetres:2008004