Genetische Grundlagen

einer verantwortungsbewußten Zucht

„Für jeden Züchter sollte es selbstverständlich sein, den Weg eines Gens durch aufeinanderfolgende Generationen nachvollziehen zu können. Wenn er zu diesem Umgang mit genetischen Abläufen in der Lage ist, kann er wenigstens in gewissen Grenzen Zuchtplanung betreiben.“ (Dr. Helga Eichelberg, VDH)

Zusammenfassung nach einem Vortrag von Frau Univ. Prof. Irene Sommerfeld-Stur

im Rahmen eines Züchterseminars der ÖKV-Akademie

Diagnostische Sicherheit und Zuchtscreening

In der aktuellen Situation der Hundezucht stehen wir vor der schwierigen Gratwanderung zwischen der zunehmenden Bedeutung der Selektion gegen Erbkrankheiten und der Tatsache, dass jede Form von Selektion zu einer Verringerung der genetischen Varianz mit allen damit verbundenen Problemen führt. Um Fehlerquellen in der Selektion durch falsch positive oder falsch negative Befunde so gering wie nur irgend möglich zu halten, ist der diagnostischen Sicherheit höchste Bedeutung zuzuschreiben. Zu dieser Sicherheit gehören nicht nur bis ins Detail abgeklärte zuchtrelevante Diagnosen beim Einzeltier, sondern gerade bei den für die Zucht so wichtigen Screening-Untersuchungen (darunter versteht man Reihenuntersuchungen wie das HD- und Spondylose-Röntgen oder die Echodoppleruntersuchung auf Herzerkrankungen) ist auf höchste Qualitätsstandards zu achten. Während der Tierarzt im normalen klinischen Alltag seine Entscheidungen zu Untersuchungen und Behandlungen individuell auf das jeweilige Tier und seinen Besitzer abstimmt, muss ein sinnvolles Zuchtscreening mit einer standardisierten Untersuchungstechnik eine möglichst hohe Wiederholbarkeit und Validität aufweisen. Zudem ist sicherzustellen, dass das Ergebnis nicht manipulierbar ist, Untersucher und Befunder über eine entsprechende Qualifikation verfügen und ebenso wie die Techniken einer ständigen Qualitätskontrolle unterliegen. Dazu haben sich längst internationale veterinärmedizinische Arbeitsgruppen gebildet, die diese Standards gewährleisten, beispielsweise Mitglieder der HD-Zentralen für das HD-Röntgen, der Arbeitskreis Veterinärophthalmologie für Augenuntersuchungen oder Mitglieder des Collegium Cardiologicum für Herzuntersuchungen. Hier treffen beispielsweise auch genügend Erfahrungswerte zusammen, um eine an der jeweiligen Rasse orientierte Grenze zu ziehen, ab der ein Merkmal als pathologisch (krankhaft) zu bezeichnen ist, ein Punkt, der beim Boxer beispielsweise in der Bewertung der Aortenstenose immer wieder kontrovers diskutiert wird.

Vererblichkeit einzelner Merkmale

Ein weiteres wichtiges Stichwort ist die Heritabilität, die Vererblichkeit eines Merkmals. Bei hoch heritablen (erblichen) Merkmalen entspricht der Phänotyp weitgehend dem Genotyp, bei niedrig heritablen Merkmalen hängt der Phänotyp auch von den individuellen Umweltbedingungen ab. Somit ist ein diagnostischer Befund nur dann züchterisch relevant, wenn das Ergebnis auch eine ausreichend hohe Heritabilität aufweist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass geschätzte Heritabilitätswerte immer nur für die Population gelten, für die sie geschätzt worden sind. So findet man z.B. für HD beim Boxer in der Literatur Werte für die Heritabilität zwischen 29% und 42%, für Spondylosekriterien des Boxers findet man Heritabilitätswerte zwischen 13% und 62% – alles Werte, die eine Selektion sowohl gegen HD als auch gegen Spondylose sinnvoll und effizient erscheinen lassen.

Nur die Spitze des Eisbergs: Erkrankung und genetische Belastung

Weiter stellten die molekulargenetischen Untersuchungsmethoden einen Schwerpunkt der aktuellen genetischen Diskussionen in der Hundezucht dar, und hier ergibt sich ein erschreckendes Bild hinsichtlich der Anzahl der Anlageträger einer Rasse. Die Merkmalsträger, also die Tiere, die bei rezessiven Erbgängen wirklich erkrankt sind, stellen nur die Spitze eines Eisbergs dar, die genetische Belastung der gesamten Population liegt um ein Vielfaches höher. Haben wir beispielsweise 5% phänotypisch erkrankter Tiere einer Gesamtpopulation, so liegt die genetische Belastung der Rasse bei monogen rezessiv vererbten Merkmalen bereits bei 36,5%. Da für eine Verbesserung der Erbgesundheit unserer Rassehunde der Zuchtausschluss der Merkmalsträger allein bei weitem nicht ausreicht, müssen auch alle Möglichkeiten der Abklärung der genetischen Belastung von Zuchttieren genutzt werden. Aus der Beachtung der Verwandten ergibt sich die vielfach genutzte populationsgenetische Zuchtwertschätzung, deren Qualität und Aussagekraft aber in weiten Teilen von der ehrlichen Kommunikation der Untersuchungsergebnisse abhängt, die teilweise zumindest angezweifelt werden darf. Eine Zuchtwertschätzung, in die nur die HD-A-Ergebnisse eingehen, während die D- und E-Hüften zurückgehalten werden, kann ihren Sinn nicht erfüllen. Eine weitere Möglichkeit bietet heute bereits bei diversen Erkrankungen die molekulargenetische Erbfehlerdiagnose, die in jedem Lebensalter durchführbar ist, genauen Aufschluss über den Genotyp des einzelnen Tieres bietet und eine hohe Genauigkeit und Gültigkeit aufweist.

Molekulargenetische Diagnostik

Qualität und Aussagekraft dieser Gentests hängen von vielerlei Faktoren ab. Eine wirklich sichere Methodik ist der direkte Nachweis des defekten Einzelgens. Problematischer sind die Kopplungsmarker, die DNA-Abschnitte markieren, die mit den Defektgenen gekoppelt sind. Hier ist die Aussagekraft umso größer, je näher der Marker am eigentlichen Defektgen sitzt. Vergrößert sich dieser Abstand, erhöht sich durch das crossing-over-Phänomen bei der indirekten Zellteilung (Meiose) die Wahrscheinlichkeit von Rekombinationsereignissen, d.h., es kann vermehrt zu falsch positiven oder falsch negativen Befunden kommen. Von immer größerer Bedeutung werden künftig auch die Grundlagen der genomischen Selektion sein, ein Verfahren zur molekulargenetischen Diagnose polygener Defekte, das von der Tierärztlichen Hochschule Hannover entwickelt wird. In diesem Verfahren, an dem derzeit auch für den Boxer gearbeitet wird, geben bestimmte Markerkombinationen die Wahrscheinlichkeit an, mit der bestimmte Defektgene vorhanden sind.

Cox2-Mutation beim Boxer: JRD-Test

Ein Beispiel eines dominanten Erbganges mit unvollständiger Penetranz stellt der unter dem Namen JRD-Test vieldiskutierte Nachweis der Cox2-Mutation beim Boxer dar. Hierbei handelt es sich um den direkten Nachweis des Defektgens, allerdings sind an der phänotypischen Ausprägung der Mutation als Nierendysplasie noch andere Faktoren beteiligt. Das bedeutet, Tiere, die eine Cox2-Mutation tragen, können, aber müssen nicht erkranken, können die Erkrankung in unterschiedlicher Ausprägungsform tragen, geben aber je nach Genotyp das Defektgen an alle (bei homozygotem Genotyp) oder einen Teil (bei heterozygotem Genotyp) ihrer Nachkommen weiter. Wichtig sind die Aussagen, dass Tiere, die keine Cox2-Mutation tragen, auch nicht an Nierendysplasie erkranken können, während Tiere, die an Nierendysplasie erkrankt sind, ALLE das Defektgen in homozygoter oder heterozygoter Form tragen. Ziel sollte also in jedem Fall eine Reduzierung bzw. Eliminierung der Defektgene in der Population sein.

Genetische Varianz und Selektionsstrategien

Niemals aber darf die Tatsache aus dem Blickfeld geraten, dass jede Form von Selektion zu einer Einschränkung der genetischen Varianz führt. Varianzverlust in der Hundezucht entsteht beispielsweise durch gezielte Selektion auf erwünschte Rassemerkmale, durch Linienzucht, durch die gezielte Selektion gegen Erbfehler und die intensive Nutzung einzelner Deckrüden (Popular Sire Syndrom). Die durch all diese Faktoren wachsende Inzuchtdepression innerhalb einer Population geht mit einer Fitnessminderung einher, die sich in vielerlei Aspekten zeigt: Die Fruchtbarkeit sinkt, die Lebenszeit verkürzt sich, Gesundheit und Widerstandfähigkeit nehmen ab, und der Organismus verliert seine Anpassungsfähigkeit an wechselnde und belastende Umwelteinflüsse: Immunerkrankungen, Allergien und Krebserkrankungen nehmen zu.

Auf dieser Gratwanderung zwischen der Verbesserung der Erbgesundheit und der Erhaltung der genetischen Vielfalt kommt einer strategischen Zuchtplanung höchste Bedeutung zu. Unter dem Motto „Nobody is perfect“ sollten im Rahmen rassespezifischer Selektionstrategien Prioritäten gesetzt werden, indem einzelne Merkmale ihrer Bedeutung nach gewichtet werden. Der Hund ist stets als Ganzes zu betrachten: Schwächere Leistungen in einem Merkmal können durch besonders gute in einem anderen kompensiert werden. Der Krankheitswert, sprich die Frage, wie schwerwiegend ein Merkmal Gesundheit, Wohlbefinden und Lebenserwartung beeinflusst, ist zu beachten und ebenso die Tatsache, dass Schönheitsfehler einen Krankheitswert von Null haben. Macht man sich die Folgen des Popular Sire Syndroms wirklich bewusst, trifft man dabei auf erschreckende Tatsachen, aus denen die Feststellung folgt, dass eine Decklimitierung die einfachste und wirksamste Möglichkeit zur Erhaltung der genetischen Varianz und zur Vermeidung der Verbreitung von Defektgenen darstellt.

Wörtlich zitiert seien die fünf Punkte der „Take Home Messages“:

1. Grundlage einer erfolgreichen Erbfahlerbekämpfung ist eine möglichst vollständige und genaue Diagnose von Merkmalsträgern und genetisch belasteten Tieren.

2. Zum Einsatz kommen sollten im Idealfall standardisierte Screeningverfahren mit hoher Aussagesicherheit, die in einem möglichst frühen Lebensalter gültige Aussagen über ein Einzeltier ermöglichen.

3. Zuchtstrategien zur Bekämpfung von Erbfehlern sollten rassespezifisch und unter Berücksichtigung der gesamten genetischen Situation einer Rasse erarbeitet werden.

4. Neu in einer Population auftretende Erkrankungen sollten möglichst frühzeitig registriert und bekämpft werden. Voraussetzung dazu ist eine exakte Diagnose der Merkmalsträger und Dokumentation sowie Publikation der neuen Fälle.

5. Zuchtstrategien sollten unter Ausnutzung aktueller Erkenntnisse und neuer Entwicklungen im Bereich der Populationsgenetik sowie im Bereich der Molekulargenetik erarbeitet und bei Bedarf angepasst werden.

Kerstin Piribauer

Der Text wurde vor der Veröffentlichung von Frau Prof. Sommerfeld-Stur gelesen und freigegeben.