Estudo genético e genômico da torção do mesentério em suínos

Abstract

Resumo: A torção do mesentério (TM) é uma causa comum de morte súbita em suínos e ocorre quando há torção das alças intestinais resultando na interrupção do fluxo sanguíneo e distensão abdominal. Há diversos fatores ambientais que podem predispor a TM, porém, pouco se sabe sobre a etiologia e os fatores genéticos responsáveis pelo desenvolvimento desta patologia. Portanto, o objetivo proposto no capítulo I intitulado: "Parâmetros genéticos para torção do mesentério em uma linhagem materna de suínos" foi estimar o coeficiente de herdabilidade para TM, utilizando informações de pedigree e genômica, e as correlações genéticas entre esta patologia e características de desempenho em suínos. Para tanto, foram utilizados 43.384 registros de suínos da raça Large White de uma granja núcleo, com informações de TM (0 para animais saudáveis e 1 para afetados), peso ao desmame (PD), pedigree, genótipos e os valores genéticos genômicos para as características: TM, dias para atingir 110 kg (D110), conversão alimentar e espessura de toucinho ajustadas para 110 kg (CA110 e ET110, respectivamente). No modelo foram considerados, como fixos, os efeitos de grupo contemporâneo (GC: sexo, ano e semana de desmame), como covariável, o efeito linear de PD e, como aleatório, os efeitos genéticos aditivo direto e resíduo. As estimativas de herdabilidade foram de baixa magnitude (pedigree: 0,13±0,02 e genômica: 0,12±0,02). A correlação genética estimada entre TM e ET110 foi de baixa magnitude (0,05) e entre TM e D110 e TM e CA110 foram de moderada magnitude (ambas 0,22). Portanto, concluiu-se que há variabilidade genética para TM e que a seleção para melhorar a conversão alimentar e diminuir a idade para atingir 110 kg poderia levar à redução da ocorrência de TM na população estudada. No capítulo II intitulado: "Estudo de associação genômica ampla para torção do mesentério em suínos", o objetivo foi identificar marcadores moleculares e genes associados a TM em suínos. Foram utilizados registros de TM, PD, genealogia e genótipos de 405 suínos, sendo que o modelo estatístico utilizado foi o mesmo do capítulo anterior. Para o estudo de associação genômica ampla, considerou-se janela genômica de 1Mb e as que explicaram mais do que 0,3% da variância genética para TM foram consideradas significativas. Foram encontradas 52 janelas significativas, que explicaram 27,56% da variância genética aditiva total e abrangeram 299 genes. Dentre os genes candidatos, destacam-se: TNFAIP8, RGMA, OPRM1, CHIA, IL17A, IL17F, PPARGC1A, SGO1, GATA4, OVOL2, GLI3 e RAP1A, que estão relacionados a morfogênese do intestino, diferenciação epitelial e manutenção da barreira intestinal, comportamento alimentar, digestão, permeabilidade e motilidade intestinal. Esses processos biológicos podem desencadear malformações intestinais e prejudicar o funcionamento adequado dos intestinos, predispondo os suínos a TM.

Abstract: Mesentery torsion (MT) is a common cause of sudden death in pigs and occurs when there is torsion of the intestinal loops resulting in interruption of blood flow, abdominal distention and rapid death of the animals. There are several environmental factors that can predispose to MT, however, little is known about the etiology and genetic factors responsible for the development of this pathology. Therefore, the proposed aim of Chapter I entitled: "Genetic parameters for mesentery torsion in a maternal line of pigs" was to estimate the heritability coefficient for MT, using pedigree and genomic information, and the genetic correlation between MT and growth traits in pigs. 43,384 records of Large White pigs from a nucleus farm, with information on MT (0 for healthy and 1 for affected animals), weaning weight (WW), pedigree, genotypes and genomic breeding values for the traits: MT, days to 110 kg (D110), and feed conversion and backfat thickness adjusted for 110 kg (FC110 and BT110, respectively) were used to proceed the analysis. In the model, contemporary group (CG: sex, year and week of weaning) and the linear covariate of WW were considered as fixed effects, and the direct additive genetic and residual as random effects. The heritability estimates were low (pedigree: 0.13±0.02 and genomics: 0.12±0.02). The genetic correlation between MT and BT110 was low (0.05) and between MT and D110 and MT and FC110 were of moderate magnitude (both 0.22). We conclude that there is genetic variability for MT and the selection to reduce days to 110 kg and feed conversion could lead to a reduction in MT cases in the population studied. In chapter II entitled: "Genome wide association study for mesentery torsion in pigs", the aim was to identify molecular markers and genes associated with MT in pigs. MT, WW, pedigree and genotype records of 405 pigs were used and the statistical model included the same effects as in the previous chapter. For the genome wide association study, the defined window size was 1Mb and those that explained more than 0.3% of the genetic variance were considered significant. Fifty-two significant genomic windows, which explained 27.56% of the total additive genetic variance and harbored of 299 genes were found. Among the candidate genes, we can highlight: TNFAIP8, RGMA, OPRM1, CHIA, IL17A, IL17F, PPARGC1A, SGO1, GATA4, OVOL2, GLI3 and RAP1A, which are related to gut morphogenesis, epithelial differentiation and maintenance of the intestinal barrier, feeding behavior, digestion, intestinal permeability and motility. These biological processes could trigger intestinal malformations and impair the proper functioning of the intestines, predisposing pigs to MT.