Auf der Suche nach einer Lösung gegen PRRS mit Hilfe der Genetik

Das Virus des Porzinen Reproduktiven und Respiratorischen Syndroms (PRRS) ist seit drei Jahrzehnten ein lästiger Krankheitserreger für Schweineproduzenten in aller Welt. Es wurden verschiedene Strategien eingeführt – von besserer Biosicherheit bis hin zu Impfungen -, aber die Suche nach einer Lösung, um das Virus ein für alle Mal unter Kontrolle zu bringen, geht weiter. Ein Weg über die Genetik könnte diese Lösung bieten, erklärt Dr. Lucina Galina, technische Projektleiterin beim Zuchtunternehmen PIC in den Vereinigten Staaten.

Dieses Interview wurde ursprünglich in der niederländischen Fachzeitschrift Boerderij veröffentlicht. Das Interview wurde von Kees van Dooren, Senior Reporter, geführt.

Kann PIC garantieren, dass Schweine ohne die fünfte Domäne des CD163-Virus die gleiche Leistung erbringen und sich genauso verhalten wie zuvor?

Nach internen Untersuchungen verhalten sich Schweine ohne die CD163-Domäne 5 (den PRRSv-Rezeptor) in Bezug auf Produktion, Reproduktion und Fleischqualität wie herkömmliche Schweine. Die wichtigsten Leistungsindikatoren wurden verglichen zwischen Schweinen, die zwei Versionen des CD163-Gens ohne Domäne 5 trugen (PRRS-Resistenz ist ein rezessives Merkmal, daher müssen die Schweine homozygot für das gewünschte Gen sein), und Kontrollschweinen, die nur ein Gen oder kein Gen trugen.

Zwanzig Produktionsindikatoren wurden verglichen, darunter das Geburtsgewicht, das Gewicht nach 140 Tagen, das Schlachtkörpergewicht, die Sterblichkeit und die Gesundheitskontrollen bei der Schlachtung. Auch die Indikatoren für die Reproduktionsleistung wurden verglichen, darunter die Gesamtzahl der geborenen Ferkel, die Gesamtzahl der lebend geborenen Ferkel, die Gesamtzahl der tot geborenen Ferkel, usw. Darüber hinaus wurden über 97 Merkmale der Fleischqualität und -zusammensetzung verglichen. Die Ergebnisse zeigten keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Gruppen. Wir haben die Zulassung durch die FDA beantragt, die das letzte Wort über die Sicherheit und Wirksamkeit in den Vereinigten Staaten haben wird.

Bestehen keine Risiken für die menschliche Gesundheit durch den Verzehr von Schweinefleisch von bearbeiteten Schweinen?

Die Sicherheit des PRRS-resistenten Schweins von PIC wird derzeit von der US-amerikanischen Lebensmittelbehörde FDA geprüft. Als Teil dieses Prozesses hat PIC Studien über die Zusammensetzung von essbarem Gewebe zur Überprüfung durch die FDA eingereicht. Das CD163-Protein hat sich als sicher für den Verzehr in tierischen Lebensmitteln erwiesen. Bei Tieren, die die Genomveränderung geerbt haben, ist das CD163-Protein eine kürzere Version des unveränderten Proteins; der einzige Unterschied besteht in einer einzigen veränderten Aminosäure. Es ist wichtig zu wissen, dass das Schweinefleisch nicht von Schweinen stammt, die direkt editiert wurden, sondern von den Nachkommen editierter Schweine; die editierten Tiere sind mehrere Generationen alt. Es wird erwartet, dass das Gene Editing eine breite Anwendung finden wird. Derzeit werden mehr als 3.500 Gentherapien für die Humanmedizin entwickelt, die Hälfte davon für Krebs.

Wird dieser Eingriff auch bei zukünftigen Typen von PRRSv funktionieren, die durch Mutationen oder Rekombinationen entstehen?

Wie andere RNA-Viren ist auch PRRSv dafür bekannt, sich ständig zu verändern. Daher müssen wir wachsam sein und die Resistenz im Laufe der Zeit überwachen. Derzeit gibt es zwei Typen von PRRSv, Typ 1 und 2, und neue Klassifizierungen unterteilen das Virus weiter in verschiedene Linien (L1-L9) und Unterlinien. Wir haben die Resistenz getestet, indem wir die Schweine den Typen 1 und 2 sowie mehreren Linien ausgesetzt haben. Unsere bisherigen Studien umfassten repräsentative Isolate von mehr als 90 % der dominanten und aktuellen Linien und Sublinien, die in den Vereinigten Staaten diagnostiziert wurden. Bei Schweinen, die zwei Versionen des resistenten Gens tragen (homozygot resistent), konnten wir bis zu 21 Tage nach der Infektion weder genomisches PRRSv-Material (mit dem PCR-Test) noch eine Immunantwort gegen das Virus (mit dem ELISA-Antikörpertest) nachweisen.

Das älteste PRRSv-Isolat, das in unseren Studien zur Infektion von Schweinen getestet wurde, stammt von Schweinen aus dem Jahr 1997, und die jüngsten Isolate stammen aus dem Jahr 2022. Wir fanden ähnliche Ergebnisse bei der Untersuchung von monozytären Zellen unter Laborbedingungen. Was wir wissen, ist, dass die Resistenz gegen die von uns getesteten Isolate, die sich über 25 Jahre hinweg entwickelt haben, wirksam war.

Wann erwarten Sie die Genehmigung der FDA für den Verkauf von PRRS-resistenten Schweinen in den USA?

PIC erwartet eine Entscheidung der Food and Drug Administration in der ersten Hälfte des Jahres 2024. PIC bemüht sich auch um behördliche Genehmigungen und Regierungsbeschlüsse in mehreren anderen Ländern. Es ist wichtig, sich darüber im Klaren zu sein, dass Einführung und Vermarktung der PRRS-resistenten Schweine selbst bei einer FDA-Zulassung von zahlreichen Faktoren abhängen, einschließlich der Zulassung in wichtigen Exportmärkten usw.

In den Niederlanden haben wir zum Beispiel rund 750.000 Sauen in der Produktion. Wie lange dauert es, diese Herde von einer konventionellen in eine PRRS-resistente Sauenherde umzustellen?

Es dauert mehrere Jahre, um eine bestimmte Herde mit PRRS-resistenten Schweinen zu besetzen. Wenn Sie heute damit beginnen würden, einen Betrieb ausschließlich mit Samen von homozygot resistenten Vätern und mit branchenüblichen Austauschraten zu besetzen, würden Sie theoretisch am Ende des dritten Jahres 25 % resistente Schweine in der Herde haben und am Ende des siebten Jahres 70 % resistente Schweine. Dieser Zeitplan könnte beschleunigt werden, indem nicht nur Samen von resistenten Ebern verwendet wird, sondern auch weibliche Tiere besamt werden, die mindestens eine Version des günstigen Gens tragen bzw. weibliche Tiere mit bekannten Genotypen, die Remontierungsrate erhöht wird, usw.

Hat PIC dieses Projekt bereits mit den Behörden der Europäischen Union besprochen und die Möglichkeit, es diesseits des Ozeans einzuführen?

Die europäischen Vorschriften zum Gene Editing bei Pflanzen und Tieren entwickeln sich rasch weiter. Das Vereinigte Königreich hat im März 2023 den Genetic Technology (Precision Breeding) Act für Pflanzen und Tiere verabschiedet, der den Einsatz von Gen-Editing-Technologien erlaubt. Im selben Jahr erkannte die Europäische Kommission (EK) das Potenzial neuer Genomtechniken (NGTs) wie des Gene Editing an, um das Pflanzenwachstum zu verbessern und zu nachhaltigen Lebensmittelsystemen beizutragen. Klimatische Herausforderungen und geringere Erträge aufgrund von Ernteausfällen haben deutlich gemacht, dass die globalen Nahrungsmittelsysteme anfällig sind und mehr Widerstandskraft benötigen.

"Die derzeitige GVO-Gesetzgebung ist für NGTs ungeeignet, und die Europäische Kommission hat politische Maßnahmen vorgeschlagen, um gentechnisch veränderte Pflanzen aus der GVO-Gesetzgebung auszuschließen und separate Wege für den Markteintritt von NGT-Pflanzen zu schaffen. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) wird voraussichtlich 2025 ein wissenschaftliches Gutachten über NGT bei Tieren vorlegen, was ein wichtiger Schritt zur Angleichung der Vorschriften für Pflanzen und Tiere ist. Die Zuchtunternehmen, darunter auch PIC, sind aktiv an der Weiterentwicklung der neuen europäischen Vorschriften beteiligt. Während sich das Regelungsumfeld in Europa ändert, bemüht sich PIC um behördliche Genehmigungen und Festlegungen in mehreren anderen Ländern; so hat Kolumbien kürzlich erklärt, dass gen-editierte Schweine als normale Schweine und nicht als gentechnisch veränderte Organismen gelten.