Genetic and phenotypic relationship among anti Trichostrongylus colubriformis

Genetic and phenotypic relationship among anti. Trichostrongylus colubriformis antibody level, faecal egg count and body weight traits in grazing Romney sheep. Aurélia Jamoteau Yohann Nicolau Emmanuelle Robineau Delphine Roger

Objectifs • Utilisation du taux d’anticorps comme paramètre de sélection dans 3 troupeaux de moutons Romney. • L’analyse d’anticorps à partir d’échantillons de sang serait une méthode efficace pour identifier la résistance ou la susceptibilité des animaux parasites.

Matériel • Caractères étudiés : – – – Taux d’anticorps. Taux d’Ig G 1. Faecal egg count (FEC = OPG). Score dag : de 0 à 4. Score de consistance fécal : 1 à 5. Poids corporel au sevrage (décembre), à 4 mois (janvier), en automne (mars à juin). – Gain de poids du sevrage à l’automne. Echantillons pris en janvier, mars et mai.

Matériel • Espèce : ovin • Race : Romney

Matériel • Troupeaux : – TOKANUI: 1 troupeau constitué d’animaux avec un OPG élevé (H), d’animaux avec un OPG faible (L) et d’animaux non sélectionnés (statut inconnu : C) Effectif : 423 agneaux. – WALLACEVILLE : 2 troupeaux. • Un troupeau résistant (R) • Un troupeau susceptible (S) Effectif : 298 agneaux

Méthode Les taux, dans le sérum, d’anticorps et d’Ig G 1 dirigés contre la L 3 du Trichostrongylus colubriformis ont été déterminé pendant 3 ans chez des agneaux Romney. Les agneaux ont été exposés au parasite naturel sur une pâture puis ont été traité, au sevrage, avec un antihelminthique. Des échantillons de sang et de matières fécales ont été prélevé lorsque la moyenne d’OPG du groupe C a atteint 800 à 1500 OPG (échantillon de janvier). Les agneaux ont été à nouveau traité avec un antihelminthique et un cycle supplémentaire du protocole a été effectué (échantillon en mars).

Méthode • Analyse des échantillons de matières fécales : utilisation de la méthode de Mc. Master modifiée pour déterminer l’OPG. • Analyse des échantillons sanguins : – taux d’Ac révélé par test ELISA associé à une mesure d’absorbance. – Taux d’Ig G 1 : même méthode.

Méthode • Méthode statistique : – analyse préliminaire des facteurs d’influence principaux : • • • Année de naissance. Lignée de sélection. Sexe de l’agneau. Type de gestation (simple ou multiple). ge de la mère. Date de naissance. Interactions significatives : années de naissance X sexe, année de naissance X lignée.

– Répétabilité modèle animal univarié : Y= Li + bj + sk +Rl + Am + Tn + Am X Tn + j(cov) + a Avec : - L lignée avec i: {1; 2} à Wallaceville i: {1; 2; 3} à Tokanui. - b année de naissance avec j : {1989; 1990; 1991} - s sexe de l’agneau avec k : {1; 2} - R rang de naissance avec l simple ou multiple - A age de la mère avec m : {2; 3; 4; >4} - j date de naissance - a effet aléatoire individuel

– Héritabilité modèle père : Même équation que précédemment, Mais : a effet aléatoire père

– Corrélation modèle animal multivarié : Y = bj X sk + Li + Am + Rl + j(cov) + a Avec - a effet aléatoire du père. Y sera calculé pour : - log Ac (janvier/mars) - log Ig G 1 (janvier/mars) - log OPG (mars) - dag score (mars) - consistance fécale (mars) - poids au sevrage - poids à l’automne - gain de poids entre le sevrage et l’automne.

Résultats • Moyenne des troupeaux : – Comparaison Tokanui/Wallaceville. Les concentrations d’Ac et les OPG sont toujours plus élevés dans l’échantillon de mars, quelque soit le lieu. Cette concentration est plus élevé à Wallaceville qu’à Tokanui, ce qui est sûrement dû à la diversité des individus dans le troupeau. La date de naissance explique de façon significative le taux d’Ac en janvier et mars. Pour un agneau né un mois plus tôt que la date moyenne, r = 12 à 38 %. A Wallaceville: – le dag score est plus élevé – le gain de poids à l’automne est inférieur

L’OPG est significativement différent entre l’ensemble des lignées sélectionnées à Tokanui et à Wallaceville. Cependant, en janvier, les lignées L et C ne sont pas significativement différentes pour le loge (OPG + 100), mais le sont pour le taux d’Ac. L’interaction lignée X année à Tokanui est significative, l’effet principal pour la lignée de sélection montre que la [Ac] est significativement meilleure dans les lignée L que dans les lignées H. Idem pour les troupeaux de Wallaceville. Les mêmes observations se retrouvent pour les Ig G 1.

– Comparaison des échantillons dans le temps: Le dag score ne diffère pas dans les lignées à Tokanui. Mais à Wallaceville, il est significativement meilleur dans 2 des 3 échantillons de la lignée résistante par rapport à la lignée susceptible. Le score de consistance fécale en mai est plus élevé (selles plus liquides) chez les R que chez les S. PC au sevrage ne diffère pas entre les lignées à Tokanui mais les autres PC et le gain pondéral le sont : H > L. Les PC et le gain ne sont pas significativement différents entre les lignées de Wallaceville.

– Ajustement des résultats: Les différences observées entre les lignées S et R de Wallaceville (11 ans de sélection) sont à peine deux fois plus importantes qu’à Tokanui (5 ans de sélection). Les différences [Ac] et [Ig G 1] entre les lignées sont plus importantes à Wallaceville qu’à Tokanui mais moins que ce qui a été observé pour les OPG. Le taux d’Ac à Tokanui est moins élevé en janvier (âge: 142 jours) qu’en mars (183 jours) et la différence en Ac, entre troupeaux, a doublé en mars. Les troupeaux sélectionnés de Wallaceville ont subi une augmentation en Ac (donc en Ig G 1) entre T 1 (150 j) et T 2 (222 j). Les différences d’OPG entre troupeaux sélectionnés ont aussi doublées entre 2 échantillons.

• Répétabilité :

La plupart des caractères montre une valeur de répétabilité moyenne. Au contraire, l’OPG présente une faible répétabilité (µ = 0. 12). Ceci peut s’expliquer par une moyenne d’OPG, en janvier, égale à la ½ ou au 1/3 de la moyenne de mars du fait du cycle du parasite.

• Héritabilité :

L’héritabilité estimée par le loge d’Ac et loge d’Ig G 1 est faible pour l’échantillon à T 1. Ceci correspondant à une moyenne relativement basse d’OPG à ce temps.

• Corrélations phénotypique et génétique : Elles ont été obtenues à partir d’analyse de variance et de covariance entre les taux d’Ac, l’aspect des matières fécales, le dag score et le PC ou le gain.

Discussion • Moyenne de troupeau : Le troupeau R présente un dag score plus élevé et des matières fécales plus liquides que le troupeau S (corrélation génétique positive). Cet apparent paradoxe s’explique par le mécanisme de résistance en lui-même (self-cure): une réaction d’hypersensibilité de type 1 a lieu au niveau du TD et va provoquer une augmentation du transit et donc de la diarrhée pour expulser l’allergène. Cependant, ceci est un phénomène transitoire.

• Répétabilité et héritabilité: La différence entre les valeurs des troupeaux sélectionnés à Wallaceville et du progeny test surprenante. Une importante conclusion de cette étude apparaît être que la répétabilité pour le paramètre Ac tend à être plus élevé que celle pour l’OPG. Ceci s’applique aussi à l’héritabilité pour les caractères sanguins et fécaux pris en mars. Les héritabilités du loge Ac et du loge Ig G 1 sont significatives, montrant que la variation génétique pour ces Ac (spécialement les valeurs obtenues en mars) peuvent être utilisés pour la sélection. D’autres expériences nous ont montré que l’héritabilité pour Ac, chez le mouton, augmente avec l’âge et l’exposition aux nématodes. Ceci est vraisemblablement une conséquence de l’aboutissement du potentiel immunologique de la descendance.

• Corrélations génétique : Les objectifs principaux de cette étude étaient d’estimer les corrélations génétiques entre le loge Ac et les caractères fécaux ou le PC. Le loge Ac en janvier ou en mars a une corrélation génétique avec le dag score, suggérant que le développement de l’immunité apparaît être un coût physiologique pour l’animal en janvier. Au même moment, les loge Ac et loge Ig G 1 ont une corrélation génétique négative avec le gain de poids ce qui démontre une compétition pour les nutriments qui sont les précurseurs des protéines pour les Ac et la croissance du corps. Il est seulement possible d’estimer les valeurs d’une vraie corrélation génétique quand les valeurs de productions sont obtenus à partir d’une descendance en croissance, dans un environnement parasite free. C’est pourquoi les corrélations génétiques observées pour les Ac avec le gain de poids semblent suspectes dans cette étude.

• Relations immunologiques L’association génétique entre un taux d’Ac sérique élevé et un OPG faible suggère que les Ac ont un rôle direct dans la résistance des moutons aux nématodes. Il est probable que le taux d’Ac observé dans cette étude soit le reflet de la sensibilité immunologique des moutons. Dans les lignées résistantes, il y a une augmentation des globules blancs et des cellules à mucus dans la muqueuse intestinale. le nombre de ces cellules est bien corrélé avec le taux d’Ac et l’activité du mucus. Le relargage de protéinases augmente la perméabilité de la muqueuse, il y a donc perte de sérum dans la lumière et ceci contribue au phénomène de diarrhée. L’élevage de moutons sélectionnés sur base du taux d’Ac sélectionne l’augmentation de l’immunité gastro-intestinal et la diminution de l’OPG. L’augmentation du taux d’Ac est indépendant de la charge parasitaire. Les données de cette étude ont augmenté la précision de l’estimation de l’héritabilité et la corrélation génétique entre le taux d’Ac et l’OPG.

Les résultats suggèrent que l’utilisation d’Ac comme paramètre de sélection pour l’OPG donne un gain génétique de 51 -67% par rapport à la sélection sur base de l’OPG (paramètre direct). La diminution de l’efficacité de la sélection sur base de la réponse des Ac est compensée en partie par les avantages techniques de la méthode ELISA par rapport au comptage des oeufs dans les matières fécales. L’OPG est une mesure indirecte de la résistance aux nématodes. La réponse humorale est un reflet direct de la résistance aux nématodes.

Conclusion et Aspects pratiques

Conclusions En terme de diagnostic sur le terrain, la technique par le dag score et l’OPG sont à privilégier. A l’inverse, en terme de sélection de lignées, on peut envisager de se baser sur le taux d’Ac sériques et l’OPG. L’OPG est plus facile à mettre en œuvre sur le terrain (facilité de prélèvement) mais le comptage s’avère fastidieux. Alors que pour les Ac, cela nécessite un prélèvement sanguin sur chaque mouton mais le dosage (test ELISA) peut se faire de manière automatisée. Dans un programme de sélection génétique, le test ELISA serait préférable.

Conséquences pratiques: a) Intérêt En Nouvelle-Zélande et en Australie, de telles études se justifient par le fait que la population ovine a développé des multirésistances aux antihelminthiques. La sélection de lignées résistantes est une alternative aux antiparasitaires. En Belgique, la population ovine n’étant que de 300. 000 têtes, le marché n’est pas suffisant. La sélection n’a donc pas lieu. Dans d’autres pays d’Europe, ce principe pourrait se justifier car les populations sont plus importantes.

b) Guidance En ovine, le vétérinaire se déplace peu pour des traitements antiparasitaires donc les sélections de lignées résistantes n’auront que peu d’impact sur son chiffre d’affaire. De plus, ce n’est pas parce qu’un animal est résistant qu’il ne sera pas infesté. Le vétérinaire est donc toujours nécessaire pour donner des conseils sur la mise en place de programmes antiparasitaires de façon rationnelle.

Critiques: a) Méthodologie Points positifs: ♦ Effectif important. ♦ Durée de l’étude (3 ans). ♦ 2 régions différentes mais même problème de résistance aux antihelminthiques. ♦ Durée de la sélection des lignées (5 et 11 ans). Points négatifs: ♦ Étude biaisée par les caractères de sélection (R/S ou H/L/C)? ♦ Caractères évalués à des moments et à des fréquences différentes. ♦ absence d’informations sur la co-sélection de tares associées. b) Analyse Les prélèvements de Mars sont plus intéressants car c’est la période de l’année où la pression d’infestation est la plus importante (cycle).

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