Les anomalies héréditaires des bovins laitiers

Les anomalies héréditaires
des bovins laitiers
Marion Ferrand
Audrey Fraipont
Carine Gantier
• 500 affections génétiques décrites chez les bovins.
• Populations bovines sélectionnées → émergence
d’anomalies génétiques dont le B.L.A.D., le C.V.M. et
l’achondroplasie.
• D’où nécessité d’une gestion efficace de ces anomalies.
Mécanismes de la transmission
héréditaire:
• Déterminismes monofactoriels simples ou
mendéliens:
– Déterminisme autosomal récessif: représente 60% des
anomalies héréditaires. Seuls les animaux homozygotes
pour la mutation aa expriment la maladie.
– Déterminisme autosomal dominant: représente 20% des
anomalies héréditaires. Les animaux de génotypes Aa et
aa expriment l’anomalie.
– Hérédité liée à l’X: cas rares dans l’espèce bovine. Le
locus morbide est porté par le chromosome X.
• Déterminismes génétiques complexes:
– Néomutations: la mutation apparaît de novo dans les
gamètes d’un individu sain, et des individus atteints sont
retrouvés dans la descendance.
– Pénétrance incomplète et expressivité variable: la
pénétrance correspond au % d’individus génétiquement
prédisposés qui expriment réellement l’anomalie.
L’expressivité est dite variable lorsque des individus qui
ont un statut génétique identique en un locus morbide
particulier peuvent exprimer la maladie à des degrés
divers.
– Hétérogénéité génétique: 1 même anomalie peut être due
à des mutations qui affectent différents gènes.
– Empreinte génomique parentale: tableaux cliniques
différents selon la transmission par le père ou la mère de
la mutation.
– Hérédité polygénique: intervention de nombreux gènes
dont 1 ou quelques uns ont 1 effet suffisamment fort pour
être mis en évidence.
• Les anomalies héréditaires sont principalement dues à
des mutations.
• Taux de mutation spontanée très faibles: 10-4 à 10-8.
• => tout individu normalement constitué soit porteur, en
espérance, de quelques mutations.
• L’utilisation d’un individu comme reproducteur contribue
à diffuser les mutations dont il est porteur →
augmentation de leur fréquence au sein d’une
population. Ce genre de sélection contribue à augmenter
le taux de consanguinité dans la population. Or la
consanguinité augmente la probabilité d’apparition des
anomalies dues à des gènes récessifs.
Méthodes pratiques pour connaître le
génotype des reproducteurs utilisés
• Le contrôle de descendance (anomalie autosomale
récessive): soit A l’allèle normal et a l’allèle défectif, le
génotype AA ou Aa d’un reproducteur est déterminé en le
croisant avec:
– des femelles de génotype connu comme Aa.
• Si mâle [Aa] : descendants [aa]=25%.
• Si mâle [AA] : descendants [aa]=0%.
– ses filles.
• Si mâle [Aa] : descendants [aa]=1/8.
• Si mâle [AA] : descendants [aa]=0%.
• Les tests moléculaires directs: mise en évidence de la
ou les mutations causales directement. Ex.: tests pour le
B.L.A.D. et le C.V.M.
• Les tests moléculaires indirects: déduction du génotype
d’1 individu pour le locus d’intérêt, à partir de génotypes
déterminés pour un nombre variable de marqueurs
moléculaires liés. Ex.: test pour l’achondroplasie.
Eradication:
• Elimination systématique des porteurs sains?
Trop couteux sur le plan économique et génétique
=> raisonnement des accouplements: éviter
l’accouplement d’un reproducteur hétérozygote avec des
femelles dont le père ou le grand-père est porteur de
l’anomalie génétique.
• Si la fréquence de l’anomalie devient trop élevée
dans la population, mise en place d’une politique
d’éradication avec la réforme des taureaux porteurs.
Exemples d’anomalies héréditaires
chez les bovins laitiers
Le Bovine Leucocyte Adhesion
Deficiency (B.L.A.D.)
• Ulcères comblés par des
fausses membranes à la
base des incisives et sur la
langue.
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Décrite en 1983 chez la race Holstein.
Répartition mondiale.
Origine de cette diffusion: Osborndale Ivanhoe et Bell.
Incidence maximale en France en 1992.
• Maladie héréditaire autosomale récessive:
mutation sur le chromosome 1 concernant un gène codant
pour une glycoprotéine membranaire (CD18), nécessaire au
passage des neutrophiles des vaisseaux sanguins vers les
zones d’inflammation
 dysfonctionnement du système immunitaire du veau
 Infections multiples et persistantes chez les veaux, et
ce dès la naissance. La majorité des animaux atteints
meurent avant 15 mois.
Les signes cliniques:
• un important retard de
croissance (perte
d’appétit).
Photo: veau atteint du B.L.A.D.
(à gauche) et veau normal
du même âge (à droite).
• des infections digestives, respiratoires, buccales ou
cutanées conduisant à une mort rapide.
• une augmentation persistante du nombre de
neutrophiles (50000 à 100000/µL au lieu de 2500/µL
chez un individu normal).
programme d’éradication:
• initié dès 1993.
• test moléculaire direct.
• élimination des taureaux porteurs et gestion des
accouplements
=> réduction forte du nombre de cas et de la fréquence du
gène responsable.
Le Complex Vertebral Malformation
(C.V.M.)
• Faible longueur de la nuque
• Arthrogrypose avec
extrémités fléchies et en
rotation interne
• premiers cas en octobre 1999 au Danemark.
• anomalie diffusée dans la population Holstein mondiale
par l’utilisation massive en insémination artificielle du
taureau Bell et de ses descendants.
• Actuellement 7% des vaches actives seraient porteuses
de l’anomalie.
• déterminisme génétique autosomal récessif.
• Les 2/3 des vaches porteuses de fœtus homozygotes
avortent précocement.
• Les veaux atteints nés au-delà de 260 jours ont un poids
réduit à la naissance (25 à 30 kg), et présentent des
malformations variées de la colonne vertébrale et
des membres.
• Le diagnostic de l’anomalie nécessite un examen
radiographique.
Vertèbres malformées:
Malformations vertébrales:
programme d’éradication:
• test ADN direct depuis 2001.
• élimination des jeunes mâles porteurs et
raisonnement des accouplements
=> doivent permettre une baisse rapide de la fréquence du
gène responsable et du nombre de cas.
L’achondroplasie ou phénotype
« bulldog »:
• maladie létale décrite dès les années 1920 dans
l’espèce bovine,
• augmentation importante du nombre de cas à partir de
1999 dans la descendance du taureau français
Prim’Holstein Igale au niveau mondiale.
• En 2000, fréquence de veaux anormaux = 1% chez les
descendants d’Igale en France
• plusieurs gènes sont responsables de cette anomalie.
• En France, l’hypothèse d’un déterminisme complexe est
privilégiée par les chercheurs.
• Il s’agirait d’un gène majeur de prédisposition
dominant avec une pénétrance incomplète : tous les
individus porteurs n’expriment pas l’anomalie.
• Les veaux atteints présentent des malformations des
membres et de la face, dues à un défaut de formation
des cartilages au stade fœtal (déformations osseuses
secondaires ou d’autres anomalies secondaires).
programme d’éradication:
• test indirect, sur marqueurs: permet de déceler la
présence du gène.
• Les jeunes mâles porteurs dans la descendance d’Igale
ont été retirés du testage de façon à éviter la diffusion du
gène.
• Ceci a permis de limiter considérablement le nombre de
cas.
Conclusion:
• Si les malformations héréditaires classiques (veaux
coelosomiens, hydrocéphales, …) semblent de plus en
plus rares, de nouvelles formes d’anomalies sont
apparues ces dernières années.
• Bien que les anomalies héréditaires soient inévitables,
une détection précoce de ces anomalies et la
connaissance de leur incidence sont essentielles à la
mise en place de moyens de lutte appropriés. Nous
pourrons alors limiter leur propagation et leur
incidence économique.
• C’est le but du projet d’épidémiosurveillance pour les
anomalies héréditaires bovines.
Bibliographie:
• Boichard D., Darré R., Ducos A., Eggen A., les
anomalies héréditaires des bovins, Bulletins des
GTV, n°18 janvier-février 2003, 29-49.
• Institut de l’Elevage, maladies des bovins,
éditions France Agricole, 3ème édition, 2000,
302-305
• Seim Geoff, Genetic Improvement of cattle and
sheep, 1998, 32, 40, 371.
• http://www.holsteinusa.com/html/cvm.html
• http://www.inra.fr/genomique/communique12.ht
ml
• Travaux de génétique de 2002-2003