Kegagalan reproduksi dan infertilitas pada sapi menjadi perhatian utama pada industri susu dan daging di seluruh dunia. Mereka terkait dengan interaksi kompleks antara genetik, faktor fisiologis, lingkungan, dan faktor manajemen (Walsh et al., 2011). Faktor-faktor ini berkontribusi pada masalah konsepsi, periode antar kelahiran, dan kelahiran pedet yang sehat; komplikasi pascapersalinan, penurunan produksi susu; dan perkawinan asortatif (Walsh et al., 2011; Deka et al., 2021)). Kesuburan sapi perah dalam masa menyusui saat ini menurun di seluruh dunia, dengan breeding berulang teridentifikasi sebagai satu salah masalah reproduksi terpenting yang mempengaruhi kesuburan (Yaginuma et al., 2019).
Faktor induk diketahui berkontribusi terhadap infertilitas termasuk umur, cacat oosit, disfungsi endokrin, kelainan nutrisi dan hormonal, infeksi saluran kelamin, dan perubahan genetik, meskipun seringkali sulit untuk mengidentifikasi penyebab utamanya ketika faktor pemicu yang berbeda berada pada saat bersamaan (Walsh et al., 2011). Dalam beberapa tahun terakhir, peran sel pengatur kekebalan tubuh induk dan gen pengaturnya yang juga dapat menyebabkan infertilitas telah meningkatkan perhatian dalam studi pada manusia dan hewan. Khususnya perkembangan, diferensiasi, dan fungsi penekan kekebalan dari sel T (Treg) pengatur telah menjadi fokus utama dari banyak penelitian setelah teridentifikasi FOXP3, gen master yang mengkodekan faktor transkripsi yang mengatur perkembangan dan fungsi sel Treg ini (Li et al., 2015). Studi terbaru dalam kedokteran manusia juga telah menunjukkan peran penting yang dimainkan kekebalan ibu-janin dalam mempertahankan kehamilan normal, yang berhubungan dengan induksi sel imunokompeten yang berbeda. Sebagai contoh, CD4+ CD25+ yang tidak berfungsi dari sel Treg telah ditemukan terkait dengan kegagalan implantasi (Li et al., 2015; Tsuda et al., 2019).
Pada tahun 2001, mutasi pada gen FOXP3 pada mencit scurfy diidentifikasi sebagai penanda baru untuk efek supresi sel Treg (Hori et al., 2003), dan sejak itu, beberapa mutasi pada gen ini telah diidentifikasi pada pasien manusia, terutama pada laki-laki yang menderita kekebalan tubuh disregulasi, poliendokrinopati, enteropati, dan sindrom X-linked (IPEX) (Bennett et al., 2001), maupun penyakit autoimun dan preeklampsia (Chen et al., 2013). Efek mutasi ini secara negatif mempengaruhi diferensiasi sel Treg induk, yang pada gilirannya bisa mempromosikan aktivasi sel T efektor spesifik janin dan infertilitas berikutnya (Arishima et al., 2017). Banyak sekali penelitian juga mendeteksi komplikasi hubungan antara infertilitas atau kehamilan yang tidak dapat dijelaskan dan penurunan ekspresi mRNA FOXP3 endometrium pada wanita (Jasper et al., 2006), dan temuan penelitian baru-baru ini pada manusia juga menunjukkan bahwa mutasi pada promotor FOXP3 area dikaitkan dengan aborsi spontan berulang pada populasi Han Cina (Fan et al., 2018).
Sebaliknya, meskipun ada hubungan antara varian gen FOXP3 dan patologi reproduksi, relatif sedikit penelitian yang telah meneliti cacat terkait gen FOXP3 dalam kedokteran hewan. Namun, dalam studi asosiasi genome-wide (GWAS) baru-baru ini, X-linked maternal polimorfisme nukleotida tunggal (SNP), yang terletak 2175 base pairs di hulu kodon start pada gen FOXP3 sapi (NC_037357.1: g.87298881A>G, rs135720414), diidentifikasi pada sapi Japanese Black (JB: Bos taurus) terkait dengan infertilitas berulang (Arishima et al., 2017). Tes reporter menunjukkan bahwa allele G SNP ini terkait dengan penurunan tingkat transkripsi FOXP3, yang mungkin merupakan faktor imunogenik induk yang mendasari hubungan yang teridentifikasi antara infertilitas berulang pada repeat berulang pada sapi dan frekuensi yang lebih tinggi dari allele G (Arishima et al., 2017). Akibatnya, masuk akal untuk berspekulasi bahwa SNP ini dapat menjadi target berharga dalam upaya meningkatkan kesuburan ternak sapi.
Dapat diringkas bahwa adaptasi kekebalan memainkan peran penting dalam menentukan kehamilan yang telah terjadi terbukti bergantung pada toleransi imunologi yang cukup yang dimediasi oleh FOXP3+ regulator T sel. Baru-baru ini, X-linked maternal polimorfisme nukleotida tunggal (SNP) yang terletak 2175 base pairs di hulu kodon start pada gen FOXP3 sapi (NC_037357.1: g.87298881A>G, rs135720414), diidentifikasi pada sapi Japanese Black (JB: Bos taurus) terkait dengan infertilitas berulang. Namun, dengan pengecualian sapi JB, frekuensi SNP ini belum dipelajari pada populasi sapi lainnya. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi frekuensi SNP ini pada ras (breed) sapi yang berbeda. Antara Tahun 2018 dan 2021 diperoleh total 809 sampel DNA dari 581 JB, 73 Holstein Friesian (HF: B. taurus), 125 Hanwoo Korea (KH: B. taurus coreanae), dan 30 sapi Madura (IM: persilangan antara B. indicus dan B. javanicus) sapi, yang di-genotipe menggunakan metode TaqMan probe-based PCR yang dirancang dalam penelitian ini. Frekuensi allele G adalah ditemukan relatif tinggi pada sapi IM lokal (0,700), level sedang pada sapi perah HF susu (0,466), dan rendah pada sapi pedaging JB (0,250) dan sapi Korea KH (0,112), dengan perbedaan frekuensi antara masing-masing kelompok yang ditunjukkan signifikan secara statistik (p<0,005) menggunakan uji Fisher. Hasil yang diperoleh dalam penelitian ini menunjukkan bahwa frekuensi allele G dari SNP yang teridentifikasi sangat berbeda pada ras taurus yang berbeda dan sapi indicus. Mengingat temuan ini, dengan demikian penting untuk mengevaluasi hubungan antara frekuensi tinggi allele G dan infertilitas pada ras yang berbeda.
Penulis: Shafiqul Islam, Mitsuhiro Takagi, Keun-Woo Lee, Hye-Sook Chang, Hiroaki Okawa, Muchammad Yunus, Tita Damayanti Lestari, Martia Rani Tacharina, Shahnaj Pervin, Tofazzal Md Rakib, Akira Yabuki dan Osamu Yamato
ARTIKEL ILMIAH POPULER dari artikel yang dipublikasikan pada: Animals 2022, 12, 1044. https://doi.org/10.3390/ani12081044 dengan title:
Frequency of an X-Linked Maternal Variant of the Bovine FOXP3 Gene Associated with Infertility in Different Cattle Breeds: A Pilot Study
link artikel:
