2025
Zastosowanie biologii molekularnej w diagnostyce weterynaryjnej
Biologia molekularna i jej rozwój umożliwiają coraz dokładniejsze badanie materiału pobranego od zwierząt hodowlanych. Przekłada się to na efektywniejsze wykrywanie przyczyn chorób oraz szybsze wdrażanie właściwego leczenia. Poznaj metody badawcze z zakresu biologii molekularnej stosowane w diagnostyce weterynaryjnej, a także ich wykorzystanie w rozpoznawaniu chorób zakaźnych i dziedzicznych.
Podstawowe techniki biologii molekularnej w diagnostyce weterynaryjnej
W diagnostyce weterynaryjnej biologia molekularna obejmuje wykorzystanie reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR), sekwencjonowania DNA oraz elektroforezę. Dzięki tym metodom laboratoria są w stanie precyzyjnie określać obecność wirusów, bakterii czy pasożytów w próbkach pobranych od zwierząt. Jednocześnie badania te pozwalają na wykrywanie w genomie mutacji odpowiedzialnych za choroby dziedziczne. Z tego powodu techniki biologii molekularnej stają się nieodzownym elementem diagnostyki nie tylko ludzi, ale też zwierząt hodowlanych.
Biologia molekularna w weterynarii – PCR, Real-Time PCR, LAMP PCR
Reakcja łańcuchowa polimerazy – PCR (ang. Polymerase Chain Reaction) stanowi podstawę większości badań molekularnych. Jej celem jest szybkie namnożenie wybranego fragmentu DNA wyizolowanego z próbki, co umożliwia wykrycie nawet śladowych ilości patogenu. W zależności od potrzeb diagnostycznych można stosować:
- Real-Time PCR (inaczej qPCR) – ta metoda z zakresu biologii molekularnej pozwala na ilościowe określenie liczby kopii genu w czasie rzeczywistym. Umożliwia szybkie potwierdzenie obecności drobnoustrojów wywołujących choroby zakaźne (m.in. wirusów czy bakterii);
- LAMP (Loop-Mediated Isothermal Amplification) – polega na izotermicznej amplifikacji kwasu nukleinowego. Eliminuje to konieczność cyklicznego zmieniania temperatury w czasie badań. Za pomocą LAMP PCR można szybko wykryć np. grypę typu H5N1 czy pryszczycę.
Sekwencjonowanie DNA
Sekwencjonowanie DNA polega ustaleniu kolejności zasad w nici kwasu nukleinowego. W weterynarii jest ono wykorzystywane do dokładnej identyfikacji patogenów, co jest szczególnie istotne w przypadku nowych lub nietypowych szczepów wirusów i bakterii. Badanie to znalazło zastosowanie także podczas analizowania mutacji odpowiedzialnych za choroby genetyczne u zwierząt.
Na rynku są dostępne różne technologie sekwencjonowania – od metody Sangera (używanej od lat 70. XX wieku) po nowoczesne systemy sekwencjonowania nowej generacji (NGS – Next Generation Sequencing). Wspólną zaletą tych procedur jest możliwość poznania genomu patogenu, którym zaraził się osobnik.
Elektroforeza w diagnostyce weterynaryjnej
Elektroforeza to metoda polegająca na rozdziale cząsteczek DNA (lub białek) w polu. Dzielą się one w zależności od ich wielkości i ładunku.
Badanie to umożliwia dokładniejszą identyfikację patogenów czy mutacji w obrębie określonych genów. Elektroforezę wykorzystuje się np. podczas badań zwierząt, u których podejrzewa się choroby immunologiczne. Stosuje się wtedy metodę z wykorzystaniem żelu. Nakłada się na niego próbkę pobraną od zwierzęcia. Następnie do żelu przykłada się prąd. Cząsteczki zaczynają się wtedy poruszać. Migrują przez żel w różnych kierunkach, co ułatwia ich rozdzielenie i zbadanie.
Biologa molekularna a diagnostyka chorób zakaźnych zwierząt
Choroby zakaźne stanowią jedno z głównych zagrożeń dla zdrowia zwierząt – całych stad i hodowli. Precyzyjna diagnostyka molekularna pozwala na szybkie wdrożenie leczenia, minimalizując ryzyko rozprzestrzeniania się patogenów. Wykorzystuje się ją podczas badań drobiu i trzody chlewnej, bydła, a także zwierząt domowych.
Wykrywanie wirusów metodami diagnostyki molekularnej
Infekcje wirusowe – ptasia grypa, enzootyczna białaczka bydła, afrykański pomór świń czy pryszczyca – mogą w krótkim czasie rozprzestrzenić się w całym stadzie. Powoduje to ogromne straty ekonomiczne i zagrożenie dla zdrowia publicznego. W takich sytuacjach metody biologii molekularnej, a zwłaszcza Real-Time PCR, pomagają wykryć wirusy nawet przy niskim poziomie wiremii, różnicować ich poszczególnych serotypy i warianty. Są też wsparciem diagnostycznym podczas monitorowania rozwoju odporności w populacji zwierząt.
Identyfikacja bakterii patogennych
Stosując nowoczesne metody biologii molekularnej (PCR czy sekwencjonowanie DNA), można szybko rozpoznać konkretny gatunek bakterii odpowiedzialnych za chorobę. Badania te umożliwiają również analizę oporności i wrażliwości na antybiotyki, co pozwala dobrać skuteczną terapię dla pojedynczego osobnika i całego stada. Ponadto czułe testy PCR mogą wykryć patogen nawet w takich próbkach klinicznych, w których liczba komórek bakteryjnych jest znikoma na początkowym etapie choroby.
Diagnostyka chorób pasożytniczych
Infekcje pasożytnicze można diagnozować na podstawie badania mikroskopowego. Jednak narzędzia biologii molekularnej przyspieszają znalezienie „intruza” w organizmie zwierzęcia. Dzięki nim lekarze weterynarii są w stanie identyfikować i wykrywać pasożyty w próbkach krwi lub kału i innych na wczesnym etapie zakażenia. Diagnostyka molekularna sprawdza się w przypadku zwierząt domowych oraz w dużych hodowlach, gdzie ważne jest zapobieganie masowym zakażeniom osobników.
Biologia molekularna i badania genetyczne w weterynarii
Analiza DNA należy do badań z zakresu biologii molekularnej. Pozwala poznać predyspozycje osobników do chorób dziedzicznych, określić cechy fenotypowe o znaczeniu hodowlanym czy ustalić pokrewieństwo między zwierzętami. Dzięki temu badaniu można stworzyć profil genetyczny osobnika.
Analiza genetyczna jest narzędziem dla hodowców. Wiedząc, jakie predyspozycje są zapisane w genach zwierząt, mogą oni podejmować odpowiednie decyzje hodowlane. W ten sposób można zminimalizować ryzyko występowania u osobników chorób dziedzicznych.
Wykrywanie chorób dziedzicznych
Choroby dziedziczne mogą przyjmować różne formy – od łagodnych wad anatomicznych po ciężkie schorzenia metaboliczne czy neurologiczne. Analiza genetyczna leży u podstaw diagnostyki osobników, jeżeli istnieje podejrzenie, że dana rasa lub populacja (stado) są obciążone konkretną mutacją.
Badania pozwalają hodowcom upewnić się, czy potencjalni rodzice nie są nosicielami wadliwego genu, który może zostać przekazany potomstwu. Są też nieocenione, jeżeli lekarz weterynarii musi potwierdzić lub wykluczyć podłoże genetyczne obserwowanych objawów klinicznych.
Badania z zakresu biologii molekularnej a analiza cech fenotypowych
Dzięki narzędziom biologii molekularnej można poznać dokładne mechanizmy genetyczne, które odpowiadają za dziedziczenie cech w przypadku konkretnego osobnika. Ma to duże znaczenie w hodowli.
Badania genetyczne umożliwiają selekcję osobników o pożądanych cechach (np. szybszym wzroście czy lepszej wydajności mlecznej). Dzięki analizie cech fenotypowych hodowcy są w stanie efektywniej zarządzać rozwojem stadem, co przekłada się na większą rentowność hodowli.
Nowoczesne systemy diagnostyczne w praktyce weterynaryjnej
W diagnostyce weterynaryjnej pojawia się coraz więcej zintegrowanych systemów, które automatyzują i przyspieszają proces badawczy. Są to nowoczesne urządzenia do sekwencjonowania nowej generacji (NGS) pozwalające na szybkie mapowanie genomu patogenu. Do wykrywania patogenów wykorzystuje się też systemy PCR oraz termocyklery pozwalające na precyzyjną kontrolę temperatury podczas badań. Urządzenia te są dokładne, spełniają wymagane standardy i pozwalają możliwie szybko wykryć groźne patogeny w próbkach.
Rola biologii molekularnej w diagnostyce weterynaryjnej
Rozwój biologii molekularnej dał lekarzom weterynarii, hodowcom i laboratoriom badawczym narzędzia, dzięki którym można szybciej i dokładniej wykrywać patogeny, a nawet określać predyspozycje do chorób dziedzicznych. Pozwala to wykorzystać potencjał profilaktyki, wczesnej diagnozy i celowanego leczenia – np. w przypadku infekcji wirusowych, bakteryjnych i pasożytów. Nowoczesna diagnostyka weterynaryjna, oparta na biologii molekularnej, staje się podstawą dobrze prosperujących gospodarstw, profesjonalnych klinik dla zwierząt oraz laboratoriów, dla których priorytetem jest szybka i dokładna analiza próbek.
