La résistance génétique aux nématodes gastro
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La résistance génétique des moutons aux strongles gastro-intestinaux Académie Vétérinaire de France 18 décembre 2008 Jacquiet P., Barillet F., Bouix J. François D., Moreno C., Terefe G. INRA Départements Santé Animale Génétique Animale La résistance génétique des ovins aux strongles gastro-intestinaux (SGI) • Contexte général • Les strongles gastro-intestinaux chez leurs hôtes • QTL et gènes candidats • Intérêts et mise en œuvre pratique de la sélection d’animaux résistants • Les limites potentielles de la sélection • Perspectives Contexte général Molécules chimiques Résidus Écotoxicité Résistance des SGI 17 fermes des Pyrénées Atlantiques sur 18 étudiées en 2002 présentaient de la résistance aux benzimidazoles (J. Cabaret et C. Sauvé, communication personnelle) Éliminer les strongles gastro-intestinaux Emploi raisonné des anthelminthiques Fourrages bio-actifs Alternatives ? Tarir les sources de contamination Gestion des pâturages Champignons nématocides ? Augmenter la résistance de l’hôte Vaccination Apports protéiques Résistance génétique Résistance = diminution de l’installation, du développement, de la fécondité et de la survie des vers Réponse immunitaire Effets pathogènes Haemonchus contortus Résilience = maintien du niveau de productions en dépit de la présence des vers Les strongles gastro-intestinaux chez leurs hôtes Répartition de 530 agneaux* selon l'intensité d'excrétion d'oeufs Stear et al. 2007 450 Nombre d'agneaux 400 350 300 Distribution surdispersée 250 200 150 100 50 0 500 1500 2500 3500 4500 5500 6500 7500 8500 Classe d'excrétion d'oeufs (OPG**) * agneaux Scottisch Blackface de 6 mois au pâturage ** œufs par gramme de matières fécales Ingestion stochastique des agrégats de larves infestantes sur le pâturage Distribution surdispersée Hétérogénéité de la résistance des hôtes aux infestations Age, statut physiologique, fond génétique INRA 401 Martinik Black Belly 30000 Eggs per gram 25000 Primo infestation par H. contortus 20000 15000 10000 5000 0 J17 J19 J21 J24 INRA 401 J26 BB J28 J30 L’éosinophile = un des acteurs de la résistance des ovins aux SGI Eos x 10.000/ml of blood Eosinophilie sanguine lors d’une primo-infestation par H. contortus 40 * 35 30 * MBB 25 20 15 INRA 401 10 5 0 J0 J5 J9 J16 J23 J30 Chorion sous épithélial de la muqueuse de la caillette Capillaire sanguin Les éosinophiles sont recrutés dans la muqueuse = rôle de l’éotaxine et autres attractants Photo G. TEREFE Photo G. TEREFE Les éosinophiles (E) recrutés dans la muqueuse de la caillette parviennent au contact des larves (L) d’Haemonchus contortus E Photo Els Meeusen L Nb d'éosinophiles / 5 champs (x 400) Infiltration éosinophilique dans la muqueuse abomasale 200 150 100 ** 50 0 J0 J4 J8 INRA 401 J15 J30 MBB Le nombre d’éosinophiles recrutés explique 35% de la variation de la longueur des femelles Modèle oligogénique, QTLs et gènes candidats Recherche de QTL (1) Soit M : marqueur (microsatellite), présentant deux allèles M1 et M2 Soit A : QTL (région du génome influençant le caractère), deux allèles A1, A2 Deux populations de départ, très différentes pour le caractère étudié (OPG) Population P1 Homozygote M1A1/M1A1 Mère P1 M1A1/M1A1 Population P2 Homozygote M2A2/M2A2 Pères F1 M1A1/M2A2 Population Back cross Sur laquelle on mesure le phénotype Le père F1 donne un descendant A1/A1 lorsqu’il transmet M1 Il donne un descendant A1/A2 lorsqu’il transmet M2 Recherche de QTL (2) Marqueurs (M) microsatellites sur tout le génome Plusieurs familles de pères sont nécessaires pour avoir cette situation M1A1 Père F1 M2A2 M1A1 Descendants = BC M1A1 M1A1 M1A1 M2A2 M1A1 Mères Si !1=!2 : pas de QTL (A n’existe pas) Si !1!!2 : QTL (A existe) Test statistique NB : M (allèle M1 ou M2) : locus polymorphe !1 !2 A (allèle A1 ou A2) : locus influençant le caractère HU J6 2 ID VG A6 BM S1 18 BM S0 10 HU J6 1 Profil de vraisemblance sur le chromosome 12 Dispositif backcross INRA 401 – Martinik Black Belly (Moreno et al. 2006)for Design2 LRT on OAR12 PCV3 PCV2-3 60 55 50 FEC1 Seuil de rejet de H0 (1%) FEC1-2 45 40 35 30 25 20 15 10 5 QTL HU J6 25 BM 35 09 CH I MRU c C M M505 N 0 S0 7 57 ID MVG NA S069 66 09 S1 Marqueurs microsatellites BM HU J6 14 0 QTL sur chromosome Race de mouton SGI Références 1 Mérinos Soay T. colubriformis Tous SGI Beh et al. 2002 Baraldi et al. 2007 2 Scottish blackface Romney Nematodirus spp. T. colubriformis Davies et al. 2006 Crawford et al. 2006 3 Scottish Blackface MBB x INRA 401 Tous SGI H. contortus Davies et al. 2006 Moreno et al. 2006 5 MBB x INRA 401 H. contortus Moreno et al. 2006 12 Merinos Soay MBB x INRA 401 T. colubriformis Tous SGI H. contortus Beh et al. 2002 Beraldi et al. 2007 Moreno et al. 2006 14 Scottish blackface Nematodirus spp. Davies et al. 2006 20 Scottish blackface Tous SGI Davies et al. 2006 Gènes candidats • Chromosome 3 (gène de l’interféron !) – Un marqueur microsatellite dans l’intron 1 du gène de l’interféron ! – Marqueur polyallélique (haplotypes A, B, C et D) – Haplotype B associé à la résistance dans les races Texel, Mérinos, Romney, Scottish Blackface et Soay (pas dans la race Suffolk !) • Chromosome 20 (gène DRB1 du CMH II) – Séquençage de l’exon 2 du gène DRB1 qui code pour le site de fixation du peptide antigénique présenté aux lymphocytes T DC4+ – Au moins 80 allèles chez le mouton – Certains allèles sont associés à la résistance dans els races Suffolk, Scottish Blackface (pas dans la race Texel !) Intérêts et mise en œuvre de la sélection d’animaux résistants Regroupement de béliers destinés à l’insémination artificielle ou la monte naturelle dans des centres d’élevage de jeunes mâles On peut effectuer la sélection sur les futurs mâles reproducteurs Infestations expérimentales avec Haemonchus contortus Contrôle de l’inoculum, de la durée de l’infestation Espèce qui discrimine rapidement R et S Corrélation génétique (" 0,9) entre excrétions d’œufs mesurées en infestations expérimentales et naturelles Exemple de sélection de béliers sur des caractères phénotypiques en station de contrôle individuel (exemple en race Blanc du Massif Central) oeius par gramme Variations individuelles de l'excrétion d'oeufs à J 35 chez les béliers FEDATEST 2007 ( 1 ere infestation) 10000 8000 6000 4000 2000 0 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 Béliers Variations individuelles de l'excretion d'oeufs à J30 chez les béliers FEDATEST 2007 2ème infestation 10000 S OPG 8000 6000 4000 R 2000 0 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 Béliers 3000 L3 d’Haemonchus contortus 7 100 mâles de première génération 7 Accouplement avec des femelles choisies au hasard 75 agneaux de 2ème génération 75 agneaux de 2ème génération Infestés expérimentalement comme leurs pères Réduction de l’excrétion d’œufs de 26% chez les R / première infestation Héritabilité estimée : 0,32 Les limites potentielles de la sélection d’animaux résistants Une sélection sur la résistance aux SGI peut-elle entraîner une plus grande sensibilité à d’autres pathogènes ? Vaccination Brucella abortus chez des agneaux génétiquement résistants et contrôles Titre Anticorps 10000 Immunisation 2 1000 Immunisation 1 100 10 1 0 D’après Gill et al. 1993 7 14 Résistants 21 Contrôles 28 Interactions durables et coévolution temps Parasite Hôte Accroître la résistance accroître la virulence Parasite Hôte Pressions sélectives réciproques Adaptation des parasites à des hôtes résistants ? : Saulai et al. (2001) Création d’un isolat synthétique d’H. contortus (5 isolats Guadeloupe) Agnelles Résistantes Black Belly MULTIPLICATION sur 10 GENERATIONS Lignée « sensible » Lignée « résistante » Agneaux résistantes Agnelles sensibles (immunodéprimées) Black Belly Agneaux sensibles (immunodéprimés) Agneaux naïfs PAS DE DIFFERENCES DANS LES TRAITS DE VIE DES DEUX LIGNEES D’Haemonchus contortus Perspectives Dispositifs de testage sur les animaux eux mêmes et sur leur descendance Aujourd’hui… Valeur génétique additive d’un individu Demain… Informations moléculaires : - sélection assistée par marqueur proche de gènes d’intérêt -sélection par la mutation du gène lui-même SNP (single nucleotide polymorphism) Deux choix possibles de sélection Portant uniquement sur l’information génomique (quelques SNP) Tous les gènes ? Contournement de la résistance +++ Information génomique à la naissance (écarter certains animaux très sensibles) puis évaluation complémentaire sur phénotypes Moins facile pour contourner la résistance Conclusions Concevoir la lutte contre les strongyloses gastro-intestinales uniquement avec les anthelminthiques Sans anthelminthiques du tout… Résistance génétique = alternative crédible et applicable de suite en complément d’autres méthodes Nouveaux outils moléculaires dans un proche avenir… Rester vigilants sur les limites possibles de cette stratégie Je vous remercie de votre attention
