STAND VAN ZAKEN HORSEGENE-PROJECT Eind november vond in domein Diepensteyn een Horsegene-workshop plaats omtrent genomica in de paardenfokkerij. Verscheidene gastsprekers uit België, Nederland, Engeland en Zweden gaven boeiende, goed onderbouwde presentaties. Na afloop hadden we gesprekken met o.a. Nadine Buys, Inge Meurrens en Liesbeth François. In 1987 studeerde Nadine Buys af als biologe aan de KU Leuven, alvorens te doctoreren. Voor haar thesis deed zij onderzoek naar uierontsteking bij schapen. Daarna werkte zij als postdoctoraal onderzoeker, verbonden aan de afdeling Gentechnologie en later ook Fysiologie der huisdieren. Sedert 2007 is professor Buys voltijds tewerkgesteld als hoogleraar en hoofd van de onderzoeksgroep Huisdierengenetica. Zij is tevens decaan van de faculteit Bio-ingenieurswetenschappen. Nadine ontmoette tijdens een congres enkele dames, in het bijzonder Gabriella, Sarah en Sofia: We hebben toen afgesproken om samen iets te organiseren. Elk van ons was individueel bezig met erfelijke ziekten bij paarden. We hadden de intentie om een Europees project aan te vragen waarin we samen bepaalde zaken zouden kunnen realiseren. Op dat moment werkte Zweden al samen met Nederland. Vandaar dat de universiteit van Wageningen ook meewerkt aan het project. We dienden het project in. Het werd niet goedgekeurd. We hielden rekening met de commentaren en dienden het project het jaar nadien opnieuw in. Toen werd het wel goedgekeurd. De samenwerking biedt verschillende voordelen. Ik geef een voorbeeld: op chromosoom 14 is er iets bij de Exmoor-pony s en dat is er ook bij de Ijslanders. Zo ontstaat meer zekerheid. Een ander voordeel is het aantal paarden. Als men over verschillende populaties heen gaat, dan kan men er ook beter aan voldoen. Aangezien we allemaal met vrij kleine populaties werken, is het belangrijk om samen te werken. We wisselen tevens informatie uit. Bart Ducro is heel sterk in het maken van berekeningen, Gabriella is zeer sterk in concepten, enzovoort. We leren van elkaar. De resultaten zijn eigendom van iedereen die meewerkt aan het project. Als er bijvoorbeeld een test is op dikke benen bij trekpaarden, dan is het BWP mede-eigenaar van deze test. Wat is de grote uitdaging naar de toekomst toe? Nadine: De grote uitdaging is om dit verder te zetten en daar financiën voor te vinden. Men kan wel nationale programma s opzetten, maar er is steeds minder geld voor onderzoek. Men heeft altijd het idee dat mensen die bezig zijn met paarden rijke mensen zijn en dat ze dergelijke onderzoeken zelf dienen te betalen. Maar als men kijkt naar bijvoorbeeld selectie bij koeien en varkens, dan merken we dat daar grote industrieën mee bezig zijn. Ze kunnen veel gemakkelijker geld opzij zetten om dat soort onderzoek te doen. In de paardenwereld is het niet gemakkelijk om financiering te vinden. Een paard is een dier dat niet echt tot de landbouwsector behoort. Dus, voor projecten voor landbouwonderzoek kan men ook niet bij paarden terecht. We hebben mooie resultaten, maar het is niet af. Daarop verder kunnen werken is de grote uitdaging. We hebben nog zeer veel resultaten die nog niet verwerkt zijn. We kunnen nog veel meer doen met de gegevens die we hebben. We gaan daarmee verder doen. We zullen er blijven over publiceren. En op die manier onze expertise opbouwen en proberen om nieuwe projecten te krijgen, hetzij Europees, hetzij via stamboeken rechtstreeks.
Wat is het verschil tussen enerzijds de paardenwereld en anderzijds de wereld van de runderen en varkens? Nadine legt uit: Varkens en runderen zijn voedseldieren. Ze komen in de voedselketen terecht. Bij paarden kan dat ook, maar het is niet de primaire reden om ze te fokken. Bovendien is varkenselectie in handen van grote bedrijven. Deze bedrijven beslissen zelf hoeveel geld ze in onderzoeken investeren, terwijl wij met stamboeken samenwerken. De stamboeken zijn afhankelijk van individuele fokkers die aangesloten zijn. Dat vraagt meer overleg en discussie. Het KWPN is daar reeds mee bezig. Nadine: Ja, dat klopt. Het KWPN is bezig met genomic selection. Ze heeft een referentiepopulatie van 3000 paarden. Het zou goed zijn indien het BWP dit ook zou hebben, maar daar staat veel geld tegenover. Ik denk dat het BWP wel bereid is om hierin te investeren, maar de financiën moeten er zijn. Het is een kwestie van tijd en geld. Nadine: De investering om met genomic selection te beginnen, is vrij groot. Het is vrij duur om de referentiepopulatie op te bouwen. Als men 3000 paarden moet geno- en fenotyperen, dan is dit een dure aangelegenheid. Eens het loopt, is het minder duur omdat men dan gewoon dieren toevoegt aan de bestaande populatie. En men maakt de fokwaardeschatting steeds meer en meer betrouwbaar. De eerste stap is zeer duur. Men moet op een bepaald moment beslissen of men daar al dan niet zoveel geld in investeert. Iedereen die dat gedaan heeft, is gestart met genomic selection met subsidies van de overheid. Het is heel terecht dat we hiervoor geld zouden kunnen krijgen van de overheid om dat samen met de stamboeken op te zetten. Eens het opgezet is, kan men op eigen houtje verder werken. Wat verstaat u onder geno- en fenotypering? Nadine verduidelijkt: Bij genotypering gaat men met behulp van SNP-chips op 670.000 plaatsen tegelijk kijken naar de variatie tussen dieren die beter of minder goed zijn in datgene waarop men wil selecteren. Men isoleert het DNA op een bloedstaal en analyseert het. Dat gaat men dan koppelen aan de kenmerken waarop men wil selecteren. En dat is fenotyperen. Het fenotype is het uiterlijk van het paard dat enerzijds bepaald wordt door de genen en anderzijds door de omgeving. Hoe hoog een paard kan springen, wordt deels bepaald door zijn eigen genetische kracht, maar ook deels door de ruiter en andere factoren of omstandigheden. Hoe complexer de dingen waarvoor men wil selecteren, hoe groter de populatie moet zijn. Met complexer bedoelen we beïnvloed door meerdere genen en door omgevingsfactoren. De ziektes die we onderzocht hebben in het Horsegene-project zijn zeer complex. Dus, we hebben een grote populatie nodig om zeker te zijn welke genen er verantwoordelijk zijn. Wat zouden de voordelen kunnen zijn voor iemand die wil investeren in het project? Nadine: De investeerder zou up-to-date zijn met de selectie. Als men het goed doet en de populatie is groot genoeg, dan is genomische selectie meer betrouwbaar dan klassieke selectie. Stamboeken die de kaart trekken van genomic selection, zullen de stamboeken die dat niet doen eruit kunnen concurreren. Het Belgisch warmbloedpaard is een zeer goed paard. Als men wil selecteren op moeilijke kenmerken, zoals bijvoorbeeld ziektegevoeligheid, dan moet men mee op de trein springen. Wie dat doet, heeft een concurrentieel voordeel tegenover zij die niet op de trein springen en zal bovendien hierdoor dieren hebben die men kan selecteren op kenmerken waarop anderen heel moeilijk kunnen selecteren. Ik denk dat dit de sterkte is. Als men trouw zweert aan klassieke selectie, blijft men ergens hangen. Er zijn betere technieken en men
zou die moeten kunnen gebruiken. Uiteindelijk worden niet alleen de fokkers en stamboeken er beter van, maar in de eerste plaats de paarden zelf. Denk in dit verband bijvoorbeeld aan zomereczeem. Het BWP is één van de stamboeken die meewerken aan het Horsegene-project. In het kader daarvan hadden we een gesprek met Inge Meurrens. Op welke manier werd het BWP betrokken bij het Horsegene-project? Inge verduidelijkt: In het project was het BWP één van de SME-partners. SME staat voor Small and Medium Enterprises. Daarnaast zijn er ook RDT partners. Dit zijn faculteiten die verantwoordelijk zijn voor het gedeelte onderzoek. Dit betekent dat het BWP één van de gebruikers zou worden indien er een test zou ontwikkeld worden op OCD en IBH. Welke redenen waren doorslaggevend om mee te werken aan het project? De goede samenwerking met KUL, onder meer op het vlak van het berekenen van fokwaarden. Uiteraard is er ook een reden die gelinkt is aan het fokken van gezonde paarden. OC is een ziekte die zich kan ontwikkelen bij jonge paarden. Dit kan resulteren in kreupelheid en het vervroegd beëindigen van een carrière in de sport. Indien men een genetische test op OC zou kunnen ontwikkelen, dan zou men sneller vooruitgang kunnen boeken en de ziekte kunnen reduceren. Dit zou leiden tot een betere selectie en meer gezonde paarden. Naast het onderzoek op OC, is ook research naar IBH belangrijk. IBH, of voluit Insect Bite Hypersensitivity, beïnvloedt de sportresultaten van een paard niet, maar het vermindert wel de commerciële waarde van het paard, hetgeen dan weer nadelig is voor de fokker of eigenaar., aldus Inge. Op welke manier hebben jullie meegewerkt aan het project? In samenwerking met de faculteit Diergeneeskunde Gent werden bloedstalen van aangeboden hengsten verzameld en bezorgd aan de KULeuven. Dit waren bloedstalen van hengsten met en zonder OCD. Er werden tevens stalen verkregen via de dierenkliniek De Bosdreef. In het verleden werden er ook al stalen bijgehouden voor onderzoek op IBH. Het BWP bezorgde hierbij de corresponderende pedigree-informatie. Wat is de return? Als er test voor IBH, OCD of CPL zou gevonden worden, dan zou het BWP als SME-partner hierbij financieel voordeel hebben. Het project loopt af in januari 2017. Hoe moet het dan verder? Er is niet direct zicht op een verlenging van het Horsegene-project, maar met de onderzoekpartners werd afgesproken dat er zal gezocht worden naar mogelijkheden om het huidige onderzoek verder te zetten., besluit Inge. Liesbeth François studeerde in 2011 af aan de faculteit Bio-ingenieurswetenschappen van de KU Leuven, met als specialiteit veeteelt. Vervolgens volgde zij een Europese Master in Animal breeding and Genetics waarbij zij een jaar in Wenen en een jaar in Parijs studeerde. Sedert 2013 werkt zij aan haar doctoraat in de onderzoeksgroep van professor Nadine Buys waar zij onderzoek doet op diversiteit en selectie bij runderen en paarden. Liesbeth verricht tevens onderzoek naar onder meer zomereczeem en osteochondrose bij het Belgisch Warmbloedpaard en chronisch progressief lymfoedeem bij het Belgisch trekpaard. Liesbeth, met welke onderzoeken bent u momenteel bezig in het kader van het Horsegene-project? Liesbeth: Ik werk op drie aandoeningen, zijnde zomereczeem, OCD
en CPL. Ik heb mij tot nu toe vooral gefocust op CPL, maar op 23 november laatstleden hebben we de genotypes van OCD ontvangen en kunnen wij in een volgende stap dit ook analyseren. De resultaten moeten nog komen want helaas hebben we wat vertraging gehad. Wat CPL betreft, gaan we verder met hetgeen we nu hebben. Door rassen onderling te vergelijken proberen we verder te pinpointen wat er aan de hand is. Wat zijn de belangrijkste resultaten van het CPL-onderzoek? Het is net zoals OCD en zomereczeem heel complex en niet zo eenduidig. We hadden gedacht dat er slechts enkele belangrijke genen zouden zijn en dat we die gemakkelijk zouden vinden, maar dat blijkt niet zo te zijn. Het is wel goed dat we dit ondervonden hebben. Nu gaan we verder vergelijken, niet alleen binnen het Belgisch trekpaard maar ook tussen andere trekpaardenrassen. We proberen te onderzoeken wat er aan de hand is en hoe we dat kunnen gebruiken om het ras te verbeteren. We hebben chromosomen gevonden die wel iets verklaren, maar ze wisselen al naargelang de definiëring van het fenotype. Daar gaan we ook verder naar kijken. Misschien moeten we nog eens een andere definitie gebruiken. We noemen dat een transformatie. Het kan zijn dat we een ander beeld bekomen van de ziekte indien we een andere definitie gebruiken. En dat dan de pieken duidelijker zijn en dat we daarmee verder kunnen. Het is ook mogelijk dat het gewoonweg onzeker is en dat het model eigenlijk niet weet wat er aan de hand is. Dat moeten nog verder bekijken. Op hoeveel paarden is jullie CPL-onderzoek gebaseerd? Op 301 paarden. Dat de resultaten niet eenduidig zijn, is ook een probleem van onvoldoende aantallen. Alle dieren hebben een verschillend fenotype en verschillende achtergronden. Er bestaan verschillende trainingen, voedingsschema s en de verschillende genetica die ook zeer complex is. Als men maar een klein aantal heeft zoals in ons geval, is het heel moeilijk om die ruis eruit te halen. Grotere aantallen zouden ons zeker kunnen helpen, maar dat neemt veel tijd in beslag. Een collega van mij is vier jaar bezig geweest met die 301 paarden. Het betrokken stamboek is sinds een paar jaar overgestapt naar continue staalafnames, telkens er competities en keuringen plaatsvinden. We zouden eigenlijk ook bij fokkers en eigenaars moeten langsgaan, maar dat kost tijd en geld. Dus, er zijn nu al meer dieren, maar het is heel moeilijk. Hetzelfde geldt voor zomereczeem en OCD. We spreken in beide gevallen over 200 tot 250 dieren. We kunnen daar wel iets uithalen, maar het kan goed zijn dat we zeer kleine effectjes niet zullen zien omdat we onvoldoende aantallen hebben. Als we praten met onderzoekers bij varkens en runderen, dan spreken ze over tienduizenden dieren. Het CPL-onderzoek is nog niet volledig afgerond. Van wat zijn jullie nog niet zeker? We zijn nog niet zeker van de resultaten omwille van de kleine aantallen en de complexiteit. En bij CPL is ook het fenotyperen heel moeilijk. Een paard dat bijvoorbeeld gemeten werd toen het vier jaar was, heeft toen een bepaalde score gekregen. Maar het kan goed zijn dat tijdens een latere meting de score veel slechter is. Daarover bestaat onzekerheid, hetgeen de analyse bemoeilijkt. We moeten hetgeen we hebben verder valideren en op andere manieren kijken naar onze data. We hebben nu een standaardmanier gebruikt. Daar komen dingen uit, maar we zijn nog niet 100 % zeker. Het is nog niet helemaal duidelijk. Nu kunnen we andere manieren en andere rassen gebruiken. Omgevingsfactoren kunnen een rol spelen. Dit geldt ook voor CPL. Het voeder dat de
trekpaarden krijgen, de stalling, de manier waarop de symptomen behandeld worden, de seizoenen, enzovoort hebben allen een gigantisch effect. Met dit in ons achterhoofd kunnen we ons afvragen of het ooit zal lukken om een test voor CPL te ontwikkelen. Liesbeth: Ik denk het wel. Met de resultaten die we nu hebben, gaat het nog niet. Maar we zullen verder proberen om daarvan een beter beeld te krijgen. Als we dat dan weten, dan zou het mogelijk zijn om een DNA-test te ontwikkelen. En voor zomereczeem? Daarvoor is het nog te vroeg aangezien ik mij gefocust heb op CPL. Ik kan daar dus nog zeer weinig over vertellen. Over enkele maanden zal ik het onderzoek naar zomereczeem verderzetten. We hebben nu de genotypes ontvangen en kennen dus alle posities in het DNA. Deze informatie moet omgezet worden in een bruikbaar formaat en dan kunnen de analyses beginnen. Het duurt nog wel even vooraleer dit klaar is. We vergelijken de dieren die wel of geen zomereczeem hebben (of OCD) en gaan na of we regio s vinden die verschillen tussen deze twee groepen. Dan zouden we ook kunnen kijken op welke plaats de dieren OCD hebben. Afhankelijk van de omgeving komt dat in bepaalde gewrichten al dan niet tot uiting. En daarmee kunnen we dan weer verder aan de slag. Eigenlijk bepalen de eerste analyses hetgeen we verder zullen doen. Vooraleer we iets naar buiten brengen, willen we natuurlijk 100 % zeker zijn. Als iets duidelijk is, dan is het gemakkelijk. Maar de resultaten kunnen ook minder makkelijker te interpreteren zijn. Er komt sowieso veel fact checking bij zien. Valideren, opnieuw doen, nagaan of er geen fouten zijn gemaakt, enzovoort. In een volgende stap kunnen onze resultaten dan gebruikt worden voor het ontwikkelen van een genetische test om zo ingezet te worden in de selectie tegen deze aandoeningen. Voor meer info kan men terecht op de website www.horsegene.eu Auteur: Jo De Roo