La résistance génétique aux infections par les nématodes gastro-intestinaux chez les petits ruminants : un enjeu de durabilité pour les productions à l’herbe

La résistance génétique des petits ruminants aux infestations par les nématodes gastro-intestinaux (strongles) peut être sélectionnée puisqu’elle est mesurable indirectement par le comptage d’oeufs dans les fèces, héritable et génétiquement peu ou pas corrélée aux autres critères de sélection. La mise en place d’une telle sélection dans les schémas nécessitera la création de plateformes permettant de faire face au nombre de mesures à réaliser et imposera le suivi de l’évolution de la communauté de nématodes afin de prévenir un contournement potentiel de la résistance de l’hôte par les parasites. La meilleure pratique pour éviter ce contournement est de considérer la résistance génétique comme un levier d’action à intégrer à d’autres stratégies (la nutrition, la gestion des prairies et les traitements anthelminthiques).

La sélection génétique pour la maîtrise des strongyloses gastro-intestinales des petits ruminants

La durabilité des systèmes d'élevage tropicaux et tempérés extensifs est à rechercher dans l'équilibre entre le milieu et les productions, animales et végétales. Ainsi, il est judicieux de choisir les animaux pour leur adaptation aux contraintes du milieu, plutôt que de chercher à les en soustraire. Dans ce contexte, les strongyloses gastro-intestinales représentent une contrainte pathologique majeure des petits ruminants, particulièrement en zone tropicale humide. Depuis quelques années, la stratégie d'éradication des parasites a évolué vers une logique de manipulation des équilibres hôtes-parasites dans les systèmes pâturés par combinaison de diverses stratégies. La résistance génétique aux strongles gastro-intestinaux s'inscrit dans cette nouvelle démarche et y tient un rôle majeur. L'objectif de cette synthèse est de souligner les apports de la génétique et de la génomique à la compréhension et à l'exploitation de différences entre individus pour la résistance aux strongyloses gastro-intestinales. Les races locales se révèlent dans la plupart des cas les plus résistantes et les plus productives dans leur milieu. Que ce soit chez des races de milieu tropical ou tempéré, une variabilité génétique intra-race a pu être observée chez les ovins et les caprins. Des critères de résistance exploitables en sélection sont connus chez les ovins comme chez les caprins avec un contrôle génétique comparable. Enfin, la composante immunitaire (complexe majeur d'histocompatibilité notamment) de la résistance est clairement impliquée dans les mécanismes. Cependant, du fait de comportements alimentaires différents, les mécanismes sous jacents pourraient être plus simples et moins efficients chez les caprins. L'information génomique s'accumule mais reste encore difficilement valorisable par les professionnels.

Adaptation des animaux d’élevage aux multiples contraintes des régions chaudes

En zones difficiles, la pérennité des systèmes d’élevage repose sur la capacité des animaux à survivre, se reproduire et maintenir un niveau de production en situation de fortes contraintes. Les principales contraintes auxquelles les animaux doivent faire face en régions chaudes, sont le climat (température et humidité), la sous-nutrition et les pathologies. Chez les monogastriques comme chez les ruminants, les caractéristiques anatomiques et le comportement alimentaire constituent les principaux facteurs de régulation des échanges thermiques. L’élément clé de l’adaptation comportementale des ruminants à la sous-alimentation est leur capacité à choisir leur alimentation. L’adaptation physiologique porte sur la réduction du métabolisme basal, l’efficience digestive, la valorisation de fourrages grossiers, la mobilisation des réserves corporelles, le recyclage des nutriments et la valorisation efficiente de l’eau. Les travaux les plus significatifs sur la résistance génétique aux maladies portent sur la trypanotolérance, la résistance aux maladies transmises par les tiques et les strongyloses gastro-intestinales. Dans l’élevage moderne, la gestion de ces contraintes environnementales doit se concevoir de façon intégrée. Différentes techniques d’alimentation, de prophylaxie, de gestion d’ambiance des bâtiments d’élevage doivent être combinées pour garantir durablement la pérennité des systèmes d’élevage. Cependant, l’efficacité de cette approche intégrée repose également sur le potentiel adaptatif des animaux pour répondre aux pratiques mises en œuvre. Le développement des productions animales en régions chaudes ne pourra être garanti sans l’utilisation de l’adaptation naturelle des populations animales ou pour le moins, sans inclure les caractères d’adaptation dans les objectifs de sélection des races locales ou spécialisées.

Evolution des axes de recherche à l’INRA pour l’amélioration génétique du lapin de chair

L’évolution du contexte sanitaire, économique et social de la production de lapin de chair a conduit les chercheurs de l’INRA à étudier la sélection de nouveaux caractères pour mieux répondre aux attentes des professionnels mais également du citoyen-consommateur, en particulier dans le domaine de la santé et de la longévité des animaux. Ces études reposent principalement sur la mise en place d’expériences mais également sur l’analyse de données de sélectionneurs privés et donnent lieu, après validation, à des applications dans les schémas de sélection commerciaux. Pour réduire la mortalité des jeunes, les chercheurs privilégient l’amélioration des aptitudes maternelles: l’application d’un modèle à effets génétiques directs et maternels pour le poids au sevrage a ainsi permis d’améliorer les aptitudes maternelles pour ce caractère. Une expérience de sélection canalisante pour l’homogénéité des poids de naissance intra-portée a permis d’améliorer la survie périnatale du lapereau. L’amélioration de la longévité de la femelle en reproduction est rendue possible par la mise en œuvre des méthodes d’analyse de survie. La résistance génétique aux maladies, principalement l’entérocolite épizootique et la pasteurellose, est explorée pour réduire les pertes économiques mais également pour améliorer le bien-être des animaux et réduire les risques sanitaires liés à l’utilisation des antibiotiques. Pour améliorer l’efficacité alimentaire du jeune en engraissement et ainsi réduire les coûts alimentaires qui grèvent lourdement le revenu de l’éleveur, deux critères de sélection sont comparées: la consommation résiduelle et la vitesse de croissance en régime alimentaire rationné. Afin de diminuer l’utilisation des hormones pour l’induction de l’oestrus, de nouveaux programmes visent à étudier la variabilité génétique du comportement d’oestrus des lapines.

Chapitre 3 : Lutte contre les EST animales. Les moyens mis en oeuvre

Les connaissances acquises sur les ESST au cours des années passées ouvrent des perspectives dans la lutte contre ces maladies, tant pour soigner les malades atteints de la Maladie de Creutzfeldt-Jakob que pour maîtriser et prévenir les risques liés à ces agents pour la population humaine et les espèces animales.La question du diagnostic des ESST animales au laboratoire est discutée dans l’article de Lantier et al., ainsi que les développements en cours pour permettre le diagnostic avant la mort et la distinction des souches d’ESST les unes des autres avec des outils biochimiques. L’article de Barillet et al. donne une vue d’ensemble des travaux conduits depuis dix ans pour maîtriser voire éradiquer la tremblante dans la population ovine, en jouant sur la résistance génétique des ovins aux ESST conférée par le polymorphisme du gène PrP dans cette espèce. Il introduit aussi le programme national de lutte qui en a découlé et ses premiers résultats. L’article de Picard-Hagen et al. présente une étude clinique conduite sur une molécule à visée thérapeutique, et discute la méthode d’approche qui devrait être poursuivie pour ne tester sur des patients que les molécules pour lesquelles la concentration active anti- prion peut être obtenue dans les tissus cibles de la protéine prion pathogène, à des posologies non toxiques pour l’individu. Enfin, deux articles abordent la question cruciale de la destruction des farines animales à risque. La question posée est de savoir si on peut envisager une valorisation et une décontamination de ces sous-produits qui ne sont plus autorisés dans l’alimentation animale, avec des procédés simples et économiques, autrement qu’en les détruisant à un coût énergétique non négligeable. L’article de Tsiroulnikov et al. aborde la question par l’utilisation de microorganismes capables de se développer sur de tels substrats et détruire la protéine prion. L’article de Mouloungui et al. est pour sa part basé sur la valorisation des fractions lipidique et protéique des farines animales, respectivement pour la fabrication de biolubrifiants et additifs biocarburants, et de matériaux polymères.

Le programme français d’éradication de la tremblante du cheptel ovin fondé sur l’utilisation de la génétique

Les travaux conduits en ovins laitiers dès 1993 dans des élevages ovins atteints de tremblante ont permis de connaître la fréquence des allèles sensibles du gène PrP selon les races considérées, vérifier le risque accru de tremblante pour ces génotypes, et tester la faisabilité d’une sélection sur le gène PrP et son efficacité sur le risque de tremblante dans les troupeaux. Ils ont ainsi contribué à l’émergence de l’outil génétique pour éradiquer la tremblante dans les élevages atteints. Depuis 2002, le programme d’éradication de la tremblante mis en place en France par le Ministère de l’Agriculture, est fondé sur le génotypage du gène PrP : il vise à éradiquer à court et moyen terme la tremblante dans les élevages atteints, tout en renforçant la résistance génétique à moyen et long terme de l’ensemble du cheptel national, compte tenu des délais de renouvellement des cheptels femelles. Avoir choisi d’asseoir le programme national de sélection sur le dispositif existant d’amélioration génétique du cheptel national, organisé dans le cadre de la loi de l’Elevage de 1966, est manifestement un point clé pour expliquer la mise en oeuvre rapide et efficace du programme dès la première année, confirmant la mobilisation massive de tous les maîtres d’oeuvre des schémas de sélection des ovins en France : les évolutions conjointes constatées pour les fréquences alléliques en faveur de l’allèle ARR, les index de sélection pour les caractères de production et les indicateurs de gestion de la variabilité génétique sont une bonne illustration de l’application des objectifs assignés aux programmes de sélection. L’encadrement national, conduit par l’INRA, l’Institut de l’Elevage et France UPRa Sélection (Unité de Promotion et de sélection de Race), s’attachera, dans les prochaines années, à vérifier et à aider à la mise en oeuvre des quatre objectifs du programme national de sélection, en particulier la fourniture de reproducteurs résistants pour les élevages atteints, la gestion de la variabilité génétique dans les noyaux de sélection et la diffusion vers les élevages de production. Ce programme repose sur les points clés d’universalité de la résistance génétique à la tremblante en situation de contamination naturelle et d’absence de porteurs sains, qu’il faudra en permanence continuer de valider.

Numéro hors série 2004 : Encéphalopathies spongiformes transmissibles animales -Sommaire et avant-propos

Ce numéro hors-série est consacré aux travaux sur les maladies à prions des animaux de ferme, menés à l’Inra en collaboration avec de nombreux organismes nationaux et internationaux. Il aborde de nombreuses facettes de la recherche sur ces agents et les maladies qu’ils occasionnent, tant sur le modèle tremblante que sur l’Encéphalopathie Spongiforme Bovine (ESB) : biologie de l’agent pathogène et notion de souche de prion, pathogénie de la maladie et résistance génétique, voies de transmission et évolution dans les populations animales, lutte contre les EST. Le premier article présente l’ensemble des outils mis au point à l’Inra pour étudier les EST (laboratoire de génotypage à grande échelle) ainsi que les dispositifs expérimentaux qui y sont dédiés (domaine expérimental atteint de tremblante naturelle et différentes animaleries protégées). Ensuite, la notion de souche de prion est introduite, discutée, et les divers travaux en cours pour différencier les souches de prions sur une base biologique et biochimique sont présentés, de même que les études menées pour comprendre le déterminisme de cette diversité. Ces travaux ont aussi pour objectif l’amélioration des méthodes actuelles de typage en termes de rapidité et de fiabilité, notamment à travers le développement de souris transgéniques. Deux articles traitent des mécanismes par lesquels la protéine prion pathogène est introduite dans l’organisme, puis la façon dont elle diffuse dans les différents tissus et organes et exerce son pouvoir pathogène. L’un concerne la pathogénie de la tremblante, à partir des travaux entrepris sur le mouton : dans quels tissus diffuse la protéine prion pathogène, dans quels types de cellules et à quelle vitesse, et comment intervient le génotype de l’individu dans ce processus. L’autre porte sur les modèles cellulaires mis au point récemment, qui permettent la multiplication du prion ovin et servent à étudier les interactions entre la protéine prion pathogène et différents types de cellules de l’organisme, les gènes activés en cas d’infection, le rôle du polymorphisme de la protéine prion ovine dans la réplication du prion pathogène et l’identification de molécules ayant une activité antiprion. Les propriétés et le rôle physiologique de la protéine prion normale, ainsi que les raisons pour lesquelles la protéine prion normale est transformée en protéine prion pathogène, sont ensuite abordés à travers plusieurs études : approche physicochimique et structurale de la structure de la protéine prion, pour analyser les domaines de la protéine prion qui pourraient avoir un rôle clé dans la transconformation de la protéine normale en protéine pathogène, et pour comprendre la relation entre le polymorphisme génétique de cette protéine et l’état de résistance ou de sensibilité à la tremblante ; approche immunochimique grâce à des anticorps monoclonaux ayant des affinités particulières pour certaines régions de la protéine prion PrP, qui permettent l’étude de la capacité de la protéine normale à être convertie en protéine pathogène et le typage moléculaire des souches de prions ; analyse des voies de sécrétion et du rôle physiologique de la protéine prion cellulaire. L’influence du polymorphisme au locus Prnp sur la sensibilité des animaux aux EST est documentée, ainsi que les travaux en cours pour mettre en évidence d’autres gènes influençant la sensibilité des animaux aux EST, à partir de la cartographie du génome. Concernant l’épidémiologie des EST, un article présente les travaux sur les sources d’infection, les voies de transmission et la dynamique de la maladie dans les populations animales, en matière de tremblante et d’ESB. Les résultats relèvent d’expérimentations, d’études de terrain et de modélisation mathématique. Enfin, plusieurs articles sont consacrés à la lutte contre les EST, abordant plusieurs volets : développement de tests pour le diagnostic avant la mort et la distinction entre souches d’EST, travaux conduits depuis dix ans pour maîtriser voire éradiquer la tremblante dans la population ovine en jouant sur la résistance génétique des ovins aux EST, étude clinique conduite sur une molécule à visée thérapeutique et discussion sur la méthode de choix des molécules à expérimenter, pistes pour la destruction des farines animales à risque, grâce à l’utilisation de microorganismes ou la fabrication de biolubrifiants, additifs biocarburants et matériaux polymères.

Estimation des paramètres génétiques de la résistance au parasitisme gastro-intestinal en élevage villageois de petits ruminants au Sénégal

Un protocole d'étude de la résistance génétique aux strongyloses gastro-intestinales a été mis en place sur des races locales d'ovins et de caprins du Sénégal. Des prélèvements de sang et des coproscopies ont été réalisés pendant deux ans sur des animaux de différents troupeaux de la zone de Louga en climat sahélien et de la zone de Kolda en climat soudano-guinéen. L'identité des pères étant inconnue dans ce contexte d'élevage, les apparentements étudiés étaient essentiellement les relations mère-descendant. Les caractères analysés étaient la coproscopie (trois prélèvements par an) en nombre d'oeufs par gramme de fèces (Opg) et l'hématocrite (deux prélèvements par an). Dans la région de Louga, le nombre d'individus étudiés (des deux espèces) était de 377 la première année et 606 la deuxième année. Dans la zone de Kolda, l'échantillon comprenait 671 animaux la première année, 725 la deuxième année. L'héritabilité et la répétabilité ont été estimées à l'aide d'un modèle « animal », avec comme effets fixés la combinaison village*saison*année, l'âge et le stade de lactation pour les mères, la combinaison village*saison*année, l'âge et le sexe pour les jeunes. La répétabilité moyenne intra-année était de 0,19 pour le caractère nombre d'Opg et 0,27 pour l'hématocrite. Elle était plus faible entre années : 0,12 pour le nombre d'Opg et 0,21 pour l'hématocrite. L'estimation de l'héritabilité a présenté des difficultés, à cause de la structure des données villageoises qui ne permettait pas d'estimer directement l'environnement maternel et les effets troupeaux, respectivement en raison de généalogies insuffisantes et de faibles effectifs par élevage. Les estimations de l'héritabilité variaient entre 0 et 0,33 pour le nombre d'Opg et entre 0 et 0,38 pour l'hématocrite selon l'échantillon analysé et le modèle utilisé. Les corrélations génétiques entre caractères n'ont pas pu être estimées. En revanche, les corrélations phénotypiques ont été estimées entre le nombre d'Opg et l'hématocrite, ainsi qu'entre chacune de ces deux variables et le poids des jeunes. Les contraintes liées à une étude génétique en milieu traditionnel ont été discutées.

La résistance génétique aux maladies animales

Les moyens de lutte antivectoriels et les différentes campagnes d'éradication ont souvent eu des effets limités géographiquement et dans le temps, avec des mesures de conservation qui se sont révélées parfois décevantes. A partir de ce constat, la lutte génétique est devenue une alternative très prometteuse pour l'avenir dans le cadre de programmes de lutte intégrée contre les maladies des espèces domestiques d'intérêt zootechnique. L'Office international des épizooties (OIE) vient de publier un numéro spécial de sa Revue scientifique et technique qui est entièrement consacré à la "Résistance génétique aux maladies animales"