HoloRuminant ou l’étude des microbiomes associés aux ruminants laitiers

Chez les ruminants domestiques, les micro-organismes qui vivent en communauté complexe dans leur appareil digestif jouent un rôle essentiel dans la digestion des aliments et l’utilisation des nutriments et donc un rôle majeur en matière d’efficacité alimentaire. En outre, ils protègent l’animal hôte contre les perturbations environnementales et les maladies par divers mécanismes, dont la modulation du système immunitaire. Le rôle significatif des micro-organismes dans la promotion de la santé et, par conséquent, du bien-être des ruminants a été reconnu pour différents sites corporels : la peau, la glande mammaire, le tractus digestif, reproducteur et respiratoire. Comme pour le tube digestif, d’autres parties du corps peuvent être affectées par des pathogènes microbiens spécifiques, qui ont des effets néfastes sur l’efficacité de la production, la santé et le bien-être des ruminants. Il est donc nécessaire de comprendre comment s’organise l’association entre l’hôte et ses micro-organismes. Plusieurs études indiquent que les micro-organismes associés à un site corporel peuvent avoir un effet sur les microbes et les organes distaux et donc influencer le phénotype de l’hôte. Par exemple, les micro-organismes du tube digestif comme cause des infections de la mamelle. Par conséquent, afin de comprendre les causes et les mécanismes de l’influence microbienne sur l’hôte et ses microbes, l’interconnexion et la communication entre l’animal et ses différents micro-organismes doivent être étudiées. Dans cette étude, pour décrire l’établissement des micro-organismes du tube digestif, des voies respiratoires supérieures et de la peau des agnelles de renouvellement, des prélèvements de contenu ruminal , de fèces, de contenu nasal, de la zone inguinale, de sang, et de lait seront effectués au cours de la carrière de la brebis, de sa naissance à la 1ère lactation. Les prélèvements de contenu ruminal permettront de suivre l’évolution du microbiote ruminal au cours du temps. Quant aux prises de sang elles permettront d’étudier le métabolome et de suivre le statut immunitaire des animaux. Ainsi 60 agnelles laitières seront suivies. Leurs mères seront prélevées (salive, fèces, zone inguinale et lait) une semaine après la mise-bas afin de comprendre la transmission de ces micro-organismes de la mère au nouveau-né.

Ce projet permettra de caractériser des profils de différents microbiotes (digestif, respiratoire et de la peau) d’agnelles de la naissance à la première lactation et de les mettre en lien avec des paramètres des santé et de productivité afin de mieux comprendre l’interconnexion et la communication entre l’animal et ses différents micro-organismes. Cette étude fait partie du programme H2020 « Holoruminant » qui fait intervenir d’autres sites expérimentaux en France et en Europe où les mêmes protocoles expérimentaux sont mis en place. Ces études longitudinales à haute résolution permettront de suivre la dynamique temporelle des microbiotes au cours de la vie de l’animal ce qui conduira à une compréhension mécaniste de l’interaction hôte-microbiome permettant de proposer des outils de diagnostics précoces et des solutions pour améliorer la durabilité des élevages de ruminants. Un focus sera réalisé au sevrage qui est une période délicate en élevage où la morbidité et la mortalité des agnelles sont élevées (15 à 20 %).

Au total cent agnelles seront soumises à 4 types de prélèvements : – Un prélèvement de contenu digestif (contenu ruminal par sonde gastro-œsophagienne et contenu fécal directement au niveau de l’anus), – Un prélèvement nasal (écouvillon), – Un prélèvement sur la peau (écouvillon par frottement), – Un prélèvement de lait, – Une prise de sang à la veine jugulaire. Les prélèvements seront réalisés à une semaine d’âge, à 3 semaines d’âge, au sevrage (1 mois), à 2,5 mois d’âge, autour de 8 mois (mise à la reproduction), peu avant le premier agnelage, à 30 jours post-partum et à 60 jours post-partum. Ces prélèvements seront réalisés lors de la même contention et dureront en moyenne 5 minutes par animal.

La contention répétée des animaux pourrait générer un stress mais celle-ci a une durée limitée et est espacée dans le temps (minimun une semaine d’intervalle entre les prélèvements). Pour les prélèvements de peau, de la bouche et de lait, il n’y a pas d’effet indésirable attendu sur les mères et les agnelles. Pour les prises de sang, si la piqûre est infructueuse (cas très rare), une deuxième tentative est réalisée de l’autre côté. Pour les fèces, le prélèvement peut présenter un inconfort pour l’animal, ainsi en prévention un massage sous la queue est effectué afin de recueillir de manière volontaire les fèces. Si ce n’est pas le cas, un écouvillon sera utilisé. Une légère irritation peut survenir. Pour le prélèvement nasal l’écouvillon peut provoquer une légère irritation.

Tous les animaux poursuivront leur vie de production dans la bergerie de l’établissement.

Parmi les ruminants d’élevage, les ovins laitiers sont importants d’un point de vue alimentaire pour l’Homme mais aussi économique pour les éleveurs. Le recours aux ovins est donc pertinent pour cette étude. L’étude de l’implantation et du maintien des microbiotes nécessite l’utilisation d’agneaux après la naissance avec des prélèvements tout au long de leur vie et pendant les moments clés (naissance, sevrage, mise à la reproduction, mise-bas, production).