Classificazione genetica dei roditori. Ceppi Outbred Ceppi inbred F1 Ibridi F2 Ibridi Mutanti Congenici, coisogenici, transgenici, knock-out, knock in

I Roditori Outbred. Un ceppo outbred è costituito da una colonia di animali da laboratorio geneticamente non definita generalmente mantenuta come colonia chiusa. L’espressione “geneticamente non definita” significa che il genotipo in ogni singolo locus non è noto. Questi animali rigettano i trapianti di pelle tra componenti dello stesso gruppo (ceppo). Le caratteristiche degli outbred cambiano nel tempo a seguito della deriva genetica e del lento processo di inbreeding. Colonie outbred con lo stesso nome saranno geneticamente diverse.

Nomenclatura dei ceppi outbred. Spesso hanno una designazione storica: Swiss mice Sprague Dawley rats Dunkin-Hartley guinea pigs New-Zealand white rabbits Ma esiste un sistema di codificazione dei nomi (International Index of Laboratory Animals, M.Festing, 1993) Un ceppo outbred deve essere mantenuto come colonia chiusa per almeno 4 generazioni e con un sistema che dia meno dell’1% di inbreeding per generazione.

I Roditori inbred. Un ceppo inbred viene ottenuto dopo almeno 20 generazioni di incroci fratello X sorella. La tracciabilità di tutti gli individui si riferisce ad un comune progenitore. La maggior parte dei ceppi inbred di oggi è tracciabile fino agli anni 20 o 30. L’utilizzo in ricerca è molto variabile, soprattutto in immunologia.

Caratteristiche dei ceppi inbred. Isogenicità: tutti gli animali di quel ceppo sono uguali al 99% dei loci genici. Quindi istocompatibili. Omozigosi: gli animali inbred sono omozigoti a più del 99% dei loci genici. Stabilità a lungo termine: costante geneticamente nel tempo. Non può cambiare a seguito di processi selettivi, randomizzazioni o inbreeding. Solo per mutazione. Uniformità fenotipica. Individualità: ogni ceppo inbred è una combinazione unica di alleli e differisce da ogni altro ceppo inbred.

Identificabilità. Sensibilità. Distribuzione internazionale. Background data. Alcuni ceppi inbred di topi : Balb/cAn, C57Bl/6, AKR, CBA, DBA/2, SJL,A,C3H.

Gli ibridi F1. Per gli animali da laboratorio sono il risultato dell’incrocio tra due ceppi inbred (oggi viene accettato anche l’incrocio tra ceppi outbred). I Mutanti. un ceppo (stock) mutante è un ceppo outbred che porta un gene mutante come l’obeso o il nudo. Se cio’ succede in un ceppo inbred si parla di inbred segregante o congenico. Es: Hsd Athymic: nu/nu (mutante) Es: Balb/c nude (congenico)

Coisogenici, Congenici, transgenici, knock-out. Coisogenici: Mutazione in un ceppo inbred. Si può sviluppare un sub-strain che porta quel gene. Se vitale, e si propaga attraverso l’incrocio di omozigoti mutanti, differirà rispetto al ceppo inbred ad un solo locus :Il locus mutante. Quando invece si trasferisce un gene in un ceppo inbred si parla di congenici (almeno 10 generazioni). Transgenici: gene inserito nel DNA di un topo, generalmente da altre specie. I topi knock-out sono animali transgenici ottenuti in modo da inattivare un gene esistente

Principali Topi inbred. Balb/c

Produzione del plasmacitoma, base per la produzione degli anticorpi monoclonali. Ceppo per usi generali Almeno 4 “Sub-strains” riconosciuti a seguito di mutazioni che riguardano il locus Raf1 (alpha-proteina),Qa2 (antigeni di superficie cellulare), Gdc1 (attività dell’enzima epatico L-glycerol 3-phosphate dehydrogenase): BALB/cHeAn (meno aggressivo del J) Balb/cJ (maschi estremamente aggressivi) Balb/cRl Balb/cWt (3% di ermafroditismo)

Altre caratteristiche. “low social grooming” (14/14) “high urination (2/7) and high defecation (1/7)” “Bassa attività alla ruota” Sono disponibili dati sull’incidenza dei tumori, curve di crescita. Bibliografia imponente.

C57Bl/6 Buone performance riproduttive utilizzato come background genetico per un numero elevato di ceppi congenici. Utilizzato per la produzione dei transgenici. 4 sub-strain principali riconosciuti: C57Bl/A C57Bl/An C57Bl/GrFa C57Bl/KaLwN

High alcohol (ethanol) preference ratio (1/5) Low urination (6/7) and defecation (7/7) resistente allo shock audiogenico (11/11) Idrocefalo 4,1%

DBA Il più antico di tutti i ceppi inbred Le differenze tra i sub-strains sono numerose ed imponenti, probabilmente non imputabili solo a mutazioni ma anche ad incroci tra gli stessi. Forse ceppi (strains) diversi. Il DBA2 è noto per l’audiogenic seizure dei piccoli tra i 19 e i 21 giorni Scadenti performance riproduttive. Calcificazioni spontanee del miocardio (90% entro il primo anno)

AKR Albino. Alta incidenza di leucemia linfatica Il ceppo è viremico dalla nascita esprimendo in tuti i tessuti il Retrovirus AKV le cui copie sono integrate nel genoma. Sub-strains: AKR/J AKR/LwN AKR/FuA AKR/Cum

129 il colore dipende dal sub-strain Noto per l’alta incidenza di teratoma testicolare. Ci sono variazioni genetiche identificate nel ceppo dovute a contaminazione genetica.

CBA Agouti. Selezionato per la bassa incidenza di tumori da un’incrocio con il DBA. Ceppo di utilizzo generale. Molti sub-strain anche a seguito di contaminazioni genetiche. CBA/Ca o CBA/H sono i più utilizzati.

A Albino. General purpose. Molto utilizzato nella ricerca sul cancro e immunologia. Alta suscettibilità all’induzione con cortisone del palato leporino. alta incidenza spontanea di adenoma polmonare alta incidenza di tumori polmonari indotti

SJL Albino. General purpose. Modello sperimentale per la malattia di Hodgkin (reticulum cell sarcoma, 90% of animals at approx. 13 months of age). High Spontaneous fighting. Very poor breeding performances