[DDB2-associated incidence of squamous cell carcinoma in Haflingers: risk minimization by genotyping]

Schweiz Arch Tierheilkd. 2023 Nov;165(11):707-715. doi: 10.17236/sat00409.
[Article in German]

Abstract

SCC (squamous cell carinomas) are among the most common eye neoplasms in horses. In recent studies Haflinger horses with a homozygous genotype for a missense variant in the DDB2 gene (damage specific DNA binding protein 2) had a significant increased risk of developing ocular SCC. The aims of this study were to determine the frequency of the SCC-associated risk allele in the DDB2 gene in Swiss and Austrian Haflinger populations and to validate the previously described phenotypic correlation. For this purpose, Haflingers presented at various horse clinics in Switzerland (n = 21, including 11 SCC cases), privately kept Haflingers (n = 52, including 1 SCC case), and Haflingers from a stud farm in the Austrian Tyrol (n = 53) were recruited. The individual DDB2 genotype of the animals was determined using a polymerase chain ceaction (PCR) test using hair follicle or whole blood samples. Of the 12 horses suffering from SCC, nine had ocular SCC and three had non-ocular SCC. Six of the nine Haflingers with ocular SCC and one of the three Haflingers with non-ocular SCC were homozygous for the DDB2 variant. Of the 113 clinically normal animals, 7/113 were homozygous (6 %) and 42/113 were heterozygous (37 %), which corresponds to an allele frequency of 24,8 % in the control cohort. The risk of ocular SCC occurring in Haflingers is significantly increased with the homozygous DDB2 genotype. However, not all animals with SCC carry this gene variant and not all DDB2 homozygous animals develop SCC, which can be explained by the multifactorial genesis of the disease. Due to the high frequency of the undesirable allele, we recommend taking the individual DDB2 genotype of breeding animals into account in order to avoid homozygous offspring with a greatly increased SCC risk by excluding high-risk matings.

SCC (Plattenepithelkarzinom) zählen bei Pferden zu den häufigsten Neoplasien am Auge. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass Haflinger mit homozygotem Genotyp für eine missense Variante im DDB2-Gen (damage specific DNA binding protein 2) ein deutlich erhöhtes Risiko für das Auftreten von okulären SCC aufweisen. Die Ziele dieser Studie bestanden darin, die Häufigkeit des SCC-assoziierten Risikoallels im DDB2-Gen in schweizerischen und österreichischen Haflingerpopulationen zu bestimmen, sowie die zuvor beschriebene Phänotypkorrelation zu validieren. Dazu wurden an verschiedenen Pferdekliniken der Schweiz vorgestellte Haflinger (n = 21, darunter 11 SCC-Fälle), privat gehaltene Haflinger (n = 52, darunter 1 SCC-Fall), sowie Haflinger eines Gestüts im österreichischen Tirol (n = 53) rekrutiert. Der individuelle DDB2-Genotyp der Tiere wurde per PCR-Test anhand von Haarwurzel- oder Vollblutproben bestimmt. Unter den insgesamt 12 SCC-erkrankten Pferden fanden sich neun mit okulären und drei mit nicht-okulären SCC. Sechs der neun Haflinger mit okulärem SCC und einer der drei Haflinger mit nicht-okulärem SCC waren homozygot für die DDB2-Variante. Von den 113 klinisch unauffälligen Tieren waren 7/113 homozygot (6 %) und 42/113 heterozygot (37 %), was einer Allelfrequenz von 24,8 % in der Kontrollkohorte entspricht. Das Risiko für das Auftreten des okulären SCC beim Haflinger ist mit dem homozygoten DDB2-Genotyp deutlich erhöht. Allerdings tragen nicht alle SCC-erkrankten Tiere diese Genvariante und nicht alle DDB2-homozygoten Tiere entwickeln ein SCC, was sich mit der multifaktoriellen Genese der Erkrankung erklären lässt. Aufgrund der hohen Frequenz des unerwünschten Allels empfehlen wir, den individuellen DDB2-Genotyp von Zuchttieren zu beachten, um so reinerbige Nachzucht mit stark erhöhtem SCC-Risiko durch den Ausschluss von Risikoanpaarungen zu vermeiden.

Les carcinomes épidermoïdes (CE) sont parmi les néoplasmes oculaires les plus fréquents chez les chevaux. Des études récentes ont montré que les chevaux Haflinger présentant un génotype homozygote pour un variant faux-sens dans le gène DDB2 (damage specific DNA binding protein 2) avaient un risque significativement plus élevé de développer un CE oculaire. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer la fréquence de l’allèle à risque associé au CE dans le gène DDB2 dans les populations suisses et autrichiennes de Haflinger et de valider la corrélation phénotypique décrite précédemment. Pour ce faire, des Haflingers présentés dans différentes cliniques équines en Suisse (n = 21, dont 11 cas de CE), des Haflingers privés (n = 52, dont 1 cas de CE) et des Haflingers d’un haras du Tyrol autrichien (n = 53) ont été recrutés. Le génotype DDB2 individuel des animaux a été déterminé à l’aide d’un test de réaction en chaîne par polymérase (PCR) utilisant des échantillons de follicules pileux ou de sang total. Sur les 12 chevaux souffrant de CE, neuf avaient un CE oculaire et trois un CE non oculaire. Six des neuf Haflingers atteints de CE oculaire et un des trois Haflingers atteints de CE non oculaire étaient homozygotes pour la variante DDB2. Sur les 113 animaux cliniquement normaux, 7/113 étaient homozygotes (6 %) et 42/113 étaient hétérozygotes (37 %), ce qui correspond à une fréquence d’allèle de 24,8 % dans la cohorte de contrôle. Le risque de CE oculaire chez les Haflingers augmente de manière significative avec le génotype DDB2 homozygote. Cependant, tous les animaux atteints de CE ne sont pas porteurs de cette variante génétique et tous les animaux homozygotes DDB2 ne développent pas de CE, ce qui peut s’expliquer par la genèse multifactorielle de la maladie. En raison de la fréquence élevée de l’allèle indésirable, nous recommandons de tenir compte du génotype DDB2 individuel des animaux reproducteurs afin d’éviter une progéniture homozygote présentant un risque fortement accru de CE en excluant les accouplements à haut risque.

Gli SCC (carcinomi a cellule squamose) sono tra le neoplasie oculari più comuni nei cavalli. Recenti studi hanno dimostrato che i cavalli Haflinger con un genotipo omozigote per una variante missenso nel gene DDB2 (damage specific DNA binding protein 2) presentano un significativo aumento del rischio di sviluppare SCC oculari. Gli obiettivi di questo studio erano di determinare la frequenza dell’allele di rischio associato agli SCC nel gene DDB2 nelle popolazioni di cavalli Haflinger svizzere e austriache e convalidare la correlazione fenotipica precedentemente descritta. A tale scopo, sono stati inclusi nello studio cavalli Haflinger presentati in varie cliniche veterinarie in Svizzera (n = 21, di cui 11 casi di SCC), cavalli Haflinger tenuti privatamente (n = 52, di cui 1 caso di SCC) e cavalli Haflinger provenienti da un allevamento in Tirolo, Austria (n = 53). Il genotipo individuale del gene DDB2 degli animali è stato determinato mediante un test PCR utilizzando campioni di radici dei peli o sangue intero. Dei 12 cavalli affetti da SCC, nove avevano SCC oculari e tre avevano SCC non oculari. Sei dei nove Haflinger con SCC oculari e uno dei tre Haflinger con SCC non oculari erano omozigoti per la variante DDB2. Dei 113 animali clinicamente normali, 7/113 erano omozigoti (6 %) e 42/113 erano eterozigoti (37 %), corrispondenti a una frequenza dell’allele del 24,8 % nella coorte di controllo. Il rischio di sviluppare SCC oculari nei cavalli Haflinger è significativamente aumentato con il genotipo omozigote per il gene DDB2. Tuttavia, non tutti gli animali affetti da SCC portano questa variante genetica e non tutti gli animali DDB2 omozigoti sviluppano un SCC, il che può essere spiegato dalla natura multifattoriale della malattia. A causa dell’alta frequenza dell’allele indesiderato, raccomandiamo di tenere conto del genotipo individuale del gene DDB2 negli animali da riproduzione al fine di evitare una discendenza omozigote con un elevato rischio di SCC, quindi escludendo gli accoppiamenti ad alto rischio.

Keywords: Genetic testing; Gentest; Onkologie; Pferd; Test genetici; Tests génétiques; Zuchthygiene; breeding hygiene; cavallo; cheval; horse; hygiène d’élevage; igiene dell’allevamento; oncologia; oncologie; oncology.

Publication types

  • English Abstract

MeSH terms

  • Animals
  • Carcinoma, Squamous Cell* / epidemiology
  • Carcinoma, Squamous Cell* / genetics
  • Carcinoma, Squamous Cell* / veterinary
  • DNA-Binding Proteins / genetics
  • Eye Neoplasms* / epidemiology
  • Eye Neoplasms* / genetics
  • Eye Neoplasms* / veterinary
  • Genotype
  • Horse Diseases* / epidemiology
  • Horse Diseases* / genetics
  • Horses
  • Humans
  • Incidence

Substances

  • DNA-Binding Proteins
  • DDB2 protein, human