Présentation des travaux de l'UMT EBIS sur la capacité immunitaire des veaux, levier possible d'amélioration de la santé des veaux

1. La capacité
immunitaire : levier
pour améliorer la
santé des veaux
23 Mars 2023

2. La période néonatale, un enjeu
majeur pour la santé
• Forte mortalité des jeunes : 10 à 20%
des veaux avant 6 mois
• Sensibilité marquée aux infections
intestinales et respiratoires
©INRAE Le
Pin

3. La période néonatale, un enjeu
majeur pour la santé
• Immunité passive (maternelle), immunité innée (aspécifique), immunité
adaptative (acquise, spécifique)
• Immunité innée = première ligne de défense du jeune
Hulbert et al. 2016.

4. L’immunité innée
4
• Repose sur la reconnaissance de signatures moléculaires portées
par les pathogènes (PAMP)
• Détection = production de cytokines pro-inflammatoires
• Cytokines = messagers pour le recrutement des cellules
immunitaires ou la mort des cellules infectées
Cellule Cellule cible
Cytokines
PAMP
Réaction

5. Une nouvelle méthode
5
• Test multiplex sur sang total
Développé par le Prof. Gilles Foucras (UMR IHAP,
ENVT) (Lesueur et al., 2022) Dosage simultané de 15
cytokines par mesure de
luminescence
(Luminex)

6. Le projet HealthyCalf
6
• Peut-on caractériser les animaux sur la base de leurs
profils cytokiniques ?
• Quel en est le déterminisme génétique ?
• Y a-t-il un lien entre profils cytokiniques et statut sanitaire
?

7. Protocole Healthycalf
7
Prélèvement de fèces (kit Speed V Diar)
 recherche de la présence de 5 pathogènes de
diarrhée
Dans les jours qui suivent
 noter si le veau a eu ou non une diarrhée
(-) LPS NOD2
L
R848
Mise en présence
d’agonistes
Dosage des concentrations
de 15 cytokines par le kit
Luminex
623 veaux Holstein
âgés d’1 et 2
semaines
UE du Pin + Fermes commerciales

8. Exploration des réponses
cytokiniques
8 ©INRAE Le
Pin

9. Distribution des concentrations
9
• Des échantillons hors-gamme  imputation aux valeurs min/max de la gamme (IL8
exclue)
• Des profils variés d’une cytokine à l’autre
• Des sensibilités variées à la présence d’agonistes
Distribution des
concentrations
des veaux pour
chaque
cytokine et
chaque
agoniste
(transformation
log2)

10. Réaction aux différents agonistes
10
• ACP à partir des individus x
traitement sur les 14 cytokines
• 1er axe =71% de variance
 discrimine les traitements et le
niveau de réponse de manière
générale

11. Corrélations entre cytokines
11
• Forte corrélation entre les
cytokines inflammatoires
• D’autres plus
indépendantes (IL4, CCL2)

12. Et les veaux dans tout ça ?
12
• Un individu réagit il de la même
façon face aux différents agonistes
?
• Utilisation d’un sous ensemble de
5 cytokines (IFNγ, TNFα, IL-1α, IL-
1β, et IL-10) pour définir des
animaux forts répondeurs VS
faibles répondeurs

13. Le niveau de réponse d’un veau est-
il dépendant de l’agoniste ?
13
• Pour chaque traitement  répartition des veaux en 3 groupes : faibles, moyens
et forts répondeurs
• Tableaux de contingence :
 Les forts répondeurs restent forts répondeurs mais ce n’est pas
parfait

14. Analyse du déterminisme génétique
14 ©INRAE Le
Pin

15. Recherche des régions du génome
associées
15
• 573 animaux typés sur 47k SNP (après contrôle qualité)
• (14 cytokines + 2 premières composantes de l’ACP) x 4 traitements = 64
caractères
• GWAS :
• seuil : –log10(P)>5  ≈ correction de Bonferroni chromosomique
y = 1µ + xb + u + e
Caractère Moyenne SNP polygéniqu
e
résiduelle

16. Recherche des régions du génome
associées
16
• 40 régions du génome associées, toutes avec des effets faibles
• 18 spécifiques d’une cytokine x traitement
• 22 partagées dont 10 largement (au moins 6 caractères)

17. Gènes candidats positionnels et
fonctionnels
27 mars 2023
Rapport annuel
17
Gène Ch
r
Cytokine
associée
Littérature
LYAR 6 CCL4 “LYAR acts as a negative regulator of innate immune responses” Yang et al. 2019
OTOP1 6 CCL4 « Otop1 attenuates interferon-γ (IFN-γ) signaling in adipocytes » Wang et al. 2014
SLC46A2 8 IL6 “SLC46 Family Transporters Facilitate Cytosolic Innate Immune Recognition of Monomeric
Peptidoglycans” Paik et al. 2017
CXCL17 18 IL6 “CXCL17 showed novel anti-inflammatory effects on LPS-activated macrophages” Lee et al.
2012
SEc14L 19 Partagée “Negative Regulation of RIG-I-Mediated Innate Antiviral Signaling by SEC14L1” Li et al. 2013
OTULIN 20 IL4 “OTULIN restricts Met1-Ub formation after immune receptor stimulation to prevent unwarranted
proinflammatory signaling” Fiil et al. 2013
TREX1 22 IL1B « inhibits the innate immune response to human immunodeficiency virus type 1 » Yan et al.
2010

18. Lien avec les aspects sanitaires
18 ©INRAE Le
Pin

19. Suivi sanitaire des veaux
27 mars 2023
Rapport annuel
19
• Relevé des symptômes cliniques de diarrhées
• Détection des pathogènes dans les fèces

20. Cas cliniques
20
49%
51%
Elevages commerciaux
diarrhéiques sans diarrhée
15%
85%
Au Pin
diarrhéiques sans diarrhée
n=394 n=253

21. Détection de pathogènes
21
Pas de
Pathogèn
e
Pas de
Pathogèn
e
• Surtout Cryptosporidium et Rotavirus
• Des animaux porteurs sans signes cliniques de diarrhée

22. Liens entre signature cytokinique et
paramètres sanitaires
22
• Elevages commerciaux, set de 5 cytokines, correction par les facteurs
environnementaux (sexe, campagne…)
• Analyse de redondance multivariée (RDA)

23. Liens entre signature cytokinique et
paramètres sanitaires
23
• Les niveaux de l’IL-10 et de l’IL-1α sont plus élevés en réponse au traitement LPS
et R848 chez les individus infectés par Cryptosporidium

24. Conclusion
24
• La réponse cytokinique est globalement coordonnée, avec des cytokines
corrélées entre elles pour la plupart
• Il existe des niveaux de réponse cytokinique variables entre individus,
plus ou moins sensibles à l’agoniste
• De nombreuses régions du génome sont associées au niveau de
concentration de certaines cytokines
• Il existe des liens entre le niveau de certaines cytokines et la présence de
pathogènes diarrhéiques
• Des résultats qui méritent d’être affinés sur de plus grands effectifs

25. Conclusion
25
Une nouvelle méthode a déverrouillé
une porte pour étudier l’immunité innée
mais nous l’avons à peine entrouverte
!
 Encore beaucoup à découvrir !

26. Merci
Nous remercions APIS-GENE pour le financement du
projet HealthyCalf
UMT e-Bis
contact@umt-e-bis.com