Sedan början av 1900-talet, veterinärer har observerat intervertebral disksjukdom - en vanlig orsak till ryggsmärtor, förlamning av bakbenen och oförmåga att gå – oftare hos hundar med korta ben (tax, Fransk bulldog, och Pekingese för att nämna några.) Men de kunde inte peka ut varför – förrän nu.

Denna vecka, University of California, Davis, forskare avslöjar upptäckten av en genetisk mutation mellan raser som är ansvarig för kondrodystrofi (den skelettsjukdom som leder till kortare ben och onormala mellankotskivor) i en studie publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Hundar med intervertebral disksjukdom (IVDD) har 50 gånger större risk att ha denna mutation; det är en otroligt stark korrelation med disksjukdom, sa Danika Brannasch, en veterinärgenetiker och tidningens seniorförfattare. "Att kunna identifiera orsaken till detta smärtsamma tillstånd är det första steget för att lindra smärta och lidande för hundar med störst risk."

En hundälskare och uppfödare av Nova Scotia duck tolling retrievers, Bannasch har länge varit fascinerad av hundarnas märken och former. Som genetiker, hon drivs att förstå vad som skapar dessa fysiska egenskaper. Hennes kollega, UC Davis veterinärneurolog Pete Dickinson, har alltför ofta sett sambandet mellan unika former och försvagande sjukdom på neurologkliniken.

"IVDD är det vanligaste neurologiska tillståndet vi hanterar på kliniken, "Dickinson sa. "Det är härnieringen av de onormala diskarna som kan leda till förlamning i de värsta fallen."

Behandling kan vara ganska kostsam och oöverkomlig för vissa.

"Sjukdomen kostade våra kunder cirka 1,7 miljoner dollar förra året på fall som var tillräckligt allvarliga för att leda till operation, ", sa Dickinson. "Förutom smärtan och obehaget som det orsakar våra patienter, det tar en enorm ekonomisk och känslomässig vägtull på ägarna."

Genetisk sökning började med kortbenta raser

Bannasch började sin genetiska sökning med tollerrasen, av vilka några också har kortare ben. Hennes laboratorium hittade en genomomfattande region av betydelse på kromosom 12 som verkade kopplad till onormal lång bentillväxt. När gruppen letade efter andra raser som delade DNA-sekvensen i denna region, de fann att det var i kondrodystrofa raser som beaglar, taxar och spaniels.

Tack vare ett omfattande bioförvar som samlats på UC Davis veterinärsjukhus under de senaste 15 åren, Bannasch och hennes team kunde titta på DNA från fall med IVDD från en mängd olika hundraser, vilket visade att samma region var inblandad. Jakten på själva mutationen tog mycket hårt arbete från DVM/Ph.D. student Emily Brown, som avslutade sin doktorsavhandling med detta projekt. I början, resultaten var inte avslöjande. Det krävdes noggrann kamning genom den genetiska sekvensen med ögat för att detektera närvaron av en FGR4-retrogeninsättning. När Bannasch insåg vad de hade upptäckt, hon gick skrikande i korridoren av spänning.

"Det var ungefär som att leta efter en nål i en höstack, sa hon. Men jag visste att det fanns där någonstans.

FGF4-retrogenen är en viktig molekyl som är involverad i utvecklingen. När dess receptor FGF3R är muterad, det kan också leda till dvärgväxt hos människor.

Discovery kan hjälpa till att minska risken för disksjukdom

"Det finns mycket litteratur som pekar på kondrodystrofi hos hundar som en spännande djurmodell för degenerativ disksjukdom hos människor, sade Bannasch, som också innehar Maxine Adler Endowed Chair in Genetics. "Nu när vi vet mer om varför det inträffar, det kan göra det till en bättre djurmodell."

Att kunna identifiera hundar med denna genetiska mottaglighet kan vara ett värdefullt verktyg för ägare, uppfödare och veterinärer för att minska risken för diskbråck mellan kotorna och resulterande ryggmärgssjukdom.

"Jag är en genetiker men jag är också en veterinär och att ha förmågan att eliminera en sjukdom som är så smärtsam och försvagande som IVDD är det mest tillfredsställande resultatet av min vetenskapliga karriär, "Bannasch sa. "Det här är vad forskning handlar om - att minska smärta och lidande hos djur."

"Vad vi behöver veta nu är förekomsten av denna retrogen i alla dessa raser, " sa Dickinson. "Utan det, det är svårt att fastställa hur man ska börja förädla tillståndet. Vi behöver så mycket information som möjligt för att göra en plan och bidra till att förbättra välbefinnandet för hundar som lider av detta tillstånd."