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.

• 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.html• Travaux de génétique de 2002-2003