Efter en del diskuterande i en hundgrupp lägger jag ut den här texten från sommaren 2018 igen. Det är berättelsen om hur man upptäckte vitsen med en gen som heter MDR1 och tyvärr också historien om en bit typisk renrasavel. Idag används DNA-tester för MDR1-mutationen ibland som ett bevis för kunskap och seriositet hos collieuppfödare. Det ser bra ut för valpköparna, säkert, men vad betyder det egentligen? Är det MDR1-genen vi skall stirra på - eller andra saker?
Jag skulle vilja be de exteriörinriktade uppfödarna tänka på en sak. Hundrafemtio års fokus på utseende, inte minst de "korrekt tippade öronen" med det så eftertraktade "söta uttrycket", slog ut en gen från en stor del av vår ras. Genen MDR1 i fungerande version är i stort sett borta ... men anlaget för "lätta" öron är kvar.
Vad säger det er? Att ni skall tänka över era baskunskaper och era prioriteringar?
KNOCKOUTEN
1989 var året då någon
för första gången avsiktligt lyckades omintetgöra en enskild gen
hos en annan levande varelse. Offret var som vanligt en
laboratoriemus och hjälten fick nobelpriset i medicin 2007. Då,
åtta år senare, var experimenterandet med s k knockoutmöss redan i
full gång i labben runtom i världen. Varenda gång man lyckas slå
ut en gen, har man ju skaffat sig möjligheten att upptäcka vad
genen är till för. Vad händer med dem som inte har den?
Det är bara att vänta
och se.
Någon gång i början på
90-talet gjorde några forskare just detta. De hade lyckats plocka
bort en speciell gen från ett antal möss och stod förväntansfulla
framför burarna i forskningslabbet. Vilket ont öde skulle drabba
mössen? Hemska missbildningar? Sjukdomar? Ofruktsamhet? Korta och
ömkliga liv?
De blev kanske lite
besvikna, forskarna. Mössen utan genen levde lika bra och lika länge som
mössen i originalversion i buren intill. De åt, sprang omkring,
umgicks, parade sig och fick ungar lika prompt som grannarna, så
experimentet såg inte ut att leda till någon uppseendeväckande ny
insikt om varför möss bär omkring på just den genen. De levde
skapligt bra utan den och så höll det på till den dag då labbet
fick ohyra. Som alla labb hade det här labbet fastlagda rutiner för
hur man åtgärdar ohyran och följde sina rutiner – man rengjorde
och skurade och så avslutade man med att spraya burarna med ett ganska nytt
preparat, som hade lagts till i rutinen.
Nästa dag var alla de
genmodifierade mössen döda. Deras hjärnor hade halter på upp till
100 gånger mer av det nya medlet än grannarnas hjärnor.
Preparatet var ivermectin
och det var så man upptäckte poängen med genen som vi nu kallar
MDR1.
Rapporten om den här
händelsen publicerades 1993. Den följdes snabbt av hundratals studier av
MDR1 och det protein som den producerar. En veterinärmedicinsk
forskare insåg, att det som hände med knockoutmössen påminde om
det som hade hänt vissa hundar, som behandlats med ivermectin eller
liknande nya preparat. Tio år efter ivermectinets intåg hade
amerikanska veterinärer redan hunnit få ett nytt talesätt: ”White
feet – don´t treat!” Avmaska inte de vittassade
vallhundsraserna med Ivomec, för de kan dö på kuppen. Men varför
reagerar just de så, när andra hundar inte gör det?
De som kan dö har en defekt variant
av genen MDR1 – i dubbel upplaga. Det kallas MDR1 -/-, dubbelminus,
när man är homozygot för mutationen till skillnad från
normalvarianten MDR1+/+, dubbelplus, homozygot för den fungerande
versionen. Så här lät det 2008:
Jill E Maddison,
Stephen W Page, in Small
Animal Clinical Pharmacology (Second Edition), 2008
P-glycoprotein
P-glycoprotein (P-gp) or multidrug resistance protein 1 (Mdr1) is
a member of the ATP binding cassette (ABC) superfamily of
transmembrane transport proteins and in the dog is encoded by the
gene
Mdr1. P-gp is an important drug efflux transporter that
has a significant impact on the gastrointestinal absorption,
distribution, metabolism, excretion and toxicity of its substrates.
Mutations of
Mdr1 have been observed in 10 dog breeds (see
Table 3.5), with dogs that are homozygous for the
mdr1-1Δ
allele displaying nonfunctional P-gp. The pharmacological impact of
homozygous mutants is the ability of ivermectin to pass the
blood–brain barrier and achieve toxic concentrations within the
brain two orders of magnitude higher than in dogs with functional
P-gp. The identification of this mutation in collies and related
breeds finally explains the well-known sensitivity of these breeds to
the macrocyclic lactone class of parasiticides.
Proteinet som genen
producerar kallas P-glykoprotein. Det finns hos möss, hundar,
hamstrar, människor och väldigt många andra arter, inklusive
svampar och bakterier. Om man inte har genen, har man förstås inget
P-glykoprotein alls och om man har en muterad version av genen,
riskerar man ett icke-fungerande P-glykoprotein. Då kan
man vara illa ute, som labbmössen upptäckte den dag då deras hem
sprayades med ivermectin.
P-glykoprotein är lättast
förstådd som en utkastare, en sådan som bättre nattklubbar håller
sig med – jobbet är att upptäcka och handgripligen avhysa
ovälkomna besökare i de egna cellerna. P-glykoprotein står på
vakt i tarmcellerna, i moderkakan, i gallgångarnas celler, i
njurarna, i cellerna som omger hjärnans blodkärl. Där fångar det
upp och kastar ut ett antal ämnen, som det ser som främmande och
farliga. De vi känner till är ivermectin och dess släktingar,
hjärtmedicinen digitalis, HIV-mediciner, cellgifter, diarrémedicinen
Imodium och några till. De åker tillbaka ut i tarmen, ut i gallan,
bort från hjärnan och tillbaka ut i blodet till njurarna för
sluttransport ut ur kroppen med urin eller avföring. Det finns
tumörceller som använder sitt P-glykoprotein som skydd mot
cellgiftsbehandling och det finns mikroorganismer, som kan använda
P-glykoprotein som skydd mot antibiotika.
Varje levande cell har
nytta av en utkastare – någon som känner igen intränglingar och
avvisar dem. Evolutionen har lagt ner många år på att skaffa fram
P-glykoprotein hos alla de celler som finns i alla de kroppar som
bildar alla dessa olika arter. Det ovanliga med den molekylen är att
den är så mångsidig. Den fångar och sopar ut inte bara ett
främmande ämne med vissa igenkänningstecken eller kemisk struktur
– den tar många, sinsemellan väldigt olika, ovälkomna besökare
i cellen. Det borde inte gå bra att vara utan den molekylen.
Men det gör det, för det
mesta.
Stora träd börjar gulna i hettan.. Genmanipulerad hund håller färgen.
Paus efter kort lekpass.
Medan man läser listan
över mediciner som är farliga för vittassar, blir man alltmera
fundersam. Varken hundar eller människor utvecklade MDR1-genen för
att försvara sig mot mediciner som dök upp på 1980-talet.
Förutom att man kan dö av Ivomec som de MDR1-lösa labbmössen
gjorde och som vissa hundar har gjort – vad kan man mera dö av, om
man saknar den genen i original?
Det verkar inte finnas
något övertygande svar på den frågan.
Kan det vara en gammal
goding som Listeria, bakterien som finns överallt? Jag hittar en
artikel, som jämför MDR1 -/- möss med MDR1+/+ möss och finner,
att minusvarianterna – de som saknar P-glykoproteinet – är sämre
på att stå emot en listeriainefektion i tarmen. Jag hittar en
annan, som säger att -/- möss oftare utvecklar inflammatorisk
tarmsjukdom. Annars råder en förvånande torka i rapporter om
tråkiga saker hos minusvarianten. Varför går det så pass bra att
vara utan den?
Listeria är en av
anledningarna till att man skall tvätta händerna, innan man lagar
middag. Den finns i jord, i vatten, i tarmen hos andra djur, särskilt
hos får, i foder, den dyker upp lite varstans och vi blir rejält
magsjuka av den, om den får chansen att växa till sig i vår mat.
Immunsvaga individer kan drabbas värre än så – de kan dö i
hjärnhinneinflammation och sepsis. Nu kan man lätt tro, att
kombinationen av MDR1-/- och en enda fattig immunförsvarsallel i
DQA1*009:01 är illavarslande för collies, men eftersom i stort sett
alla collies har den enda allelen, medan många har
-/-versionen av MDR1-genen och ingen collie kan ha undgått
någon form av närkontakt med Listeria ( eller tusentals andra
bakteriearter och tusentals andra olämpliga ämnen i omgivningen),
blir frågan: var är alla döda hundar?
Det finns bara två
tänkbara förklaringar till frånvaron av döda collies. Antingen är
den tillstökade, förkortade versionen av P-glycoprotein hos -/-
varianten trots allt till stor del fungerande.
Eller – mera sannolikt -
så finns andra gener som gör i stort sett samma jobb. Evolutionen
är sällan mycket för att satsa allt på ett enda kort. Möss har 3
hittills hittade MDR-gener, människor har 2. Vad har hundar?
* * *
En rapport från
Storbrittannien 2012 bekymrar mig mera än följden av den muterade
MDR1-genen, inte minst för att den upprepar och bekräftar andra
rapporter från andra länder. Det här är vad den hittar, när den
går igenom 642 brittiska hundar.
The MDR1 mutation was found in six breeds (rough,
smooth and Border collies, old English and Shetland sheepdogs, and
Australian shepherd dogs), which are all pastoral breeds of collie
descent.
(Table 1). The allelic
frequency of the MDR1 mutation varied between these breeds; it was
highest for rough (71 per cent) and smooth
(73 per cent) collies,
followed by Australian shepherd dogs
(46 per cent), Shetland
sheepdogs (36 per cent), old English sheepdogs
(11 per cent) and
Border collies (2 per cent).
Homozygous mutant MDR1
alleles were found in 52 per cent of the rough collies, 45 per cent
of the smooth collies, 25 per cent of the Australian shepherd
dogs and 12 per cent of
the Shetland sheepdogs.
Ni kan se frekvenserna för
MDR1-mutationen som ett släktskapsbevis mellan raserna. Andra
genetiker har gjort beräkningarna och kommit fram till att den
muterade genen är IDB, identical by descent, i collie, sheltie,
aussie, OES och border collie. Det fanns en gemensam hundförfader,
som levde före tiden då de vallande gamla lantrashundarna började
splittras upp i raser med var sin stambok. Före mitten av
artonhundratalet, med andra ord. MDR1-mutationen fungerar som ett
släktträd för collieraserna.
Ni kan se en annan sak
också. I vilket land man än letar, hittar man samma fördelning av
MDR1-mutationen. Den muterade genen finns i enkel upplaga hos en
andel av hundarna i varje ras, men den är alltid ojämförligt högst
hos collie. Den finns som homozygot gen i varierande andel, lägre
självklart än den heterozygota andelen, men även där leder collie
stort.
Givetvis har ingen
någonsin medvetet aktivt selekterat för MDR1-förlust. Ingen visste ens att
mutationen existerade, förrän ivermectin dök upp på åttiotalet
och några hundar dog. Ingen verkar heller veta exakt vilken skada
förlusten av den normala genvarianten annars gör: så länge man
undviker Ivomec och några andra mediciner, lever -/-collies så vitt
vi vet lika länge och lika bra som +/+ collies och andra hundar med
normalversionen i behåll.
Det man kan lära sig av
siffrorna är två saker. För det första – har man som mål att
få bort MDR1-mutationen, då är det bara utkorsning som återstår.
Rasen har så få homozygota normalgener att ingen annan lösning är
tänkbar. Man kan inte slå ut hälften av sin avelsbas för att göra
sig av med ett genetiskt problem som visar sig efter intag av vissa
mediciner; då kommer man att få andra genetiska problem i stället.
För
det andra –
Nobelpriset 2007 gick till fel mottagare. Det borde ha tilldelats
tidiga collieuppfödare. Räknat i procent var de inte riktigt lika
framgångsrika som forskarna som hundra år senare helt klippte bort en
gen hos några
laboratoriemöss, men de kom väldigt nära. Saxen de använde var
exteriörinriktad släktskapsavel. De visste inte vad de gjorde då heller,
men ihärdiga var de.
Bodil Carlsson