Génomique : ses applications concrètes

Nous l’avons souligné (N° 244), de fortes similitudes existent avec le génome humain, ce qui laisse prévoir des avancées notables possibles dans les domaines de la santé et du bien être des animaux, grâce à l’identification des anomalies génétiques à l’origine de pathologies. Ces outils ouvrent de nouvelles perspectives de recherche. Il est à prévoir que le nombre de tests ADN va croître rapidement dans les prochaines années et ceux-ci seront mis sur le marché afin de faciliter et d’accélérer la production de chevaux sains et performants.  

Des socioprofessionnels demandeurs d’éléments concrets

L’Ifce a publié un ouvrage « Amélioration génétique des équidés » en 2014, très fouillé, qui fait le point sur les connaissances en génétqiue et génomique équine. Ils résument les attentes des uns et l’existant : « Les socioprofessionnels sont très demandeurs d’éléments concrets permettant de mieux comprendre certains problèmes rencontrés en élevage (infertilité, maladie,…) ou lors de l’utilisation des chevaux (intolérance à l’effort, boiterie,…). L’ensemble des professionnels équins est tout à fait partant pour que la recherche française avance dans ce domaine et apporte son réel soutien au bon déroulement de ces projets (mise à disposition de matériel biologique et phénotypage des équidés). Les professionnels souhaitent maîtriser l’insertion de ces outils au sein de l’organisation et du modèle économique de leur filière. Il s’avère donc indispensable d’une part d’avancer en recherche, de phénotyper les populations, d’enrichir le nombre de caractères mesurés, de stocker les échantillons biologiques et, d’autre part, d’engager une réflexion prospective sur le sujet.

En France, des études sur le génome ont déjà commencé, menés conjointement par le Cirale, l’IFCE et l’INRA. Nous en parlerons dans le dernier volet de notre étude. 

I. Applications de l’étude du génome : les maladies

Les scientifiques du  « Programme International de Génomique Equine »** ont répertorié l’ensemble des études en cours au sujet des maladies du cheval à composante génétique, ainsi que les allergies. Faisons le point sur ce brassage d’études, menées sur tous les continents, et qui devraient, dans un avenir plus ou moins proche, améliorer le bien-être et la performance de nos équidés.

I.A. Pathologies

Les chevaux sont, pour la plupart, élevés pour leurs performances sportives. Les éleveurs pratiquent une sélection rigoureuse pour faire se reproduire les meilleurs chevaux. Il y a donc peu de maladies génétiques équines. Mais elles existent. Les généticiens ont mis au point des test moléculaires pour certaines d’entre elles, grâce aux résultats de génomique. En dehors de ces quelques maladies héréditaires dites simples, des pathologies ont seulement pour partie une composante génétique dans leur apparition ou dès l’origine. Les chercheurs du monde entier y travaillent.

- La dermite estivale (appelée aussi « eczéma de l’été ») révèle une hypersensibilité aux piqûres d’insectes. Rooney et Robertson, de l’Université de l’Etat d’Iowa, ont démontré en 1996 qu’elle avait une base héréditaire. Une étude est en cours à l’université d’Agriculture suédoise.

- La sténose cervicale (le rétrécissement du canal rachidien entraînant de graves problèmes locomoteurs pouvant s’attaquer au poulain) : grâce à la résonance magnétique, les scientifiques espèrent mieux la comprendre; sa composante génétique est étudiée par l’Université du Kentucky. 

- D’autres affections sont des projets d’étude en cours dans diverses universités : la maturation du cartilage articulaire, la réponse musculaire à l’exercice, le bon déroulement de la gestation, (la compréhension de l’expression des gènes dans le placenta), la fertilité et la reproduction. L’immunité vis à vis de Rhodococcus Equi (la gourme) chez les poulains et vis à vis de l’herpès virose équine de type 1 est étudiée à la Cornell University pour créer des vaccins plus efficaces. L’ostéochondrose dissécante  est à la charge de l’Université du Minnesota et de l’école vétérinaire norvégienne; l’enjeu en est important puisque, pouvant créer des kystes sous-chondraux, elle est très invalidante chez les individus de grande taille et conduire à des fractures ; si la prédisposition génétique est reconnue, une croissance rapide, une alimentation trop riche en calories y jouent pourtant également un rôle. 

I.B. Allergies équines

- La lordose, ou malformation congénitale des vertèbres, ayant sans doute une composante génétique, est étudiée à l’Université du Kentucky, comme le nanisme ou les problèmes d’infertilité. 

- La gourme, ou myopathie d’origine immune : « myopathie inflammatoire très contagieuse, a été reconnue récemment. Elle provoque des faiblesses et une fonte rapide des muscles épaxiaux et glutéaux. Dans certains cas, mais pas tous, cette affection survient après un contact avec Streptococcus equi. L’inflammation de la muqueuse des premières voies respiratoires provoque un écoulement nasal d’abord séreux puis muco-purulent, associée à une inflammation et une abcédation des nœuds lymphatiques situés au niveau de l’auge (« ganglions » sous (suite page 11)
mandibulaires et rétro pharyngiens) ; si la maladie évolue le plus souvent de façon classique, chez certains chevaux (surtout les sujets âgés) elle est brève et bénigne, sans abcédation des ganglions lymphatiques ou presque. Cela viendrait du fait que ces chevaux possèdent une immunité partielle contre la gourme. » La Cornell University (Etats-Unis, New York) fait des recherches pour créer des vaccins plus efficaces.   

- Les malformations musculo-squelettales sont étudiées à l’Inra (Institut National de la Recherche Appliquée) en France, par les équipes de Gérard Guérin, Directeur de Recherche à Jouy-en-Josas. Gérard se consacre depuis très longtemps et contribue aux recherches sur la génétique du cheval. Durant les dix dernières années, avec ses étudiants, il a publié des découvertes importantes.

- Fertilité et reproduction  sont à la charge de l’Université de Hanovre en Allemagne. 

- Les fractures et blessures des tendons font l’objet de recherches au Royal Veterinary College en Angleterre. 

- Les fourbures aiguë et chroniques : « traditionnellement définies comme des inflammations ou œdèmes des lamelles dermales du sabot. On pense à une diminution de l’irrigation vasculaire de ces lamelles qui ne maintient plus la 3^e phalange au contact de la paroi. Ces troubles vasculaires peuvent être dus à des erreurs alimentaires (suralimentation, excès de sucres) ou à une infection suite à un virus ou une bactérie, ou à un traumatisme sur la paroi ou suite à une déshydratation. Les poneys et les chevaux présentant un surpoids sont les plus exposés à ces fourbures. » L’Université du  Kentucky effectue des recherches sur la composante génétique des fourbures.

- Maladie obstructive respiratoire chronique ou pousse : « cette maladie respiratoire, d’origine allergique, se caractérise par une toux sèche, survenant par épisodes dus à une obstruction des voies respiratoires, lors de retours à l’écurie. Le retrait de la paille et/ou du foin peut mettre fin ou réduire les symptômes. L’âge moyen à la première crise est de 9 ans. Environ 12 % des chevaux adultes présentent une inflammation des voies respiratoires profondes provoquée par des allergènes. Il n’y a pas de prédisposition liée à la race ou au sexe, cependant il semble qu’il y ait une composante héréditaire de prédisposition à cette affection. » Quatre université se partagent ces recherches, l’Université de Berne en Suisse, l’Animal Health Trust au Royaume Uni, l’Université d’Etat du Michigan et la Cornell University (Etats-Unis, New York).

- Les tumeurs sarcoïdes : « représentent 33% des tumeurs diagnostiquées. Elles surviennent spontanément ou à la place de la cicatrice d’une blessure cutanée. Un papillomavirus serait impliqué dans cette cancérisation. Ni le sexe, ni la race ne semblent être des facteurs de prédisposition, l’âge si, les jeunes de moins de quatre ans étant les plus touchés. l’âge pourrait l’être puisque c’est généralement chez des animaux de moins de quatre ans que ces tumeurs apparaissent. Leur localisation les plus fréquentes sont : la tête, les oreilles, les membres et l’abdomen. » La Cornell University (Etats-Unis, New York) mène les recherche sur le sujet. 

- Les tics d’écurie : « comportements stéréotypés, ils touchent de nombreux chevaux à l’écurie, que ce soient des tics d’appui, tics de l’ours, tics à l’air, coups de pieds et autres comportements qui peuvent être destructeurs pour le cheval lui-même. Des recherches sont en cours pour déterminer pourquoi certains chevaux présentent ces comportements anormaux et d’autres pas. Une composante héréditaire est probable, » et des recherches sont en cours à l’Université Davis de Californie.

II. Les applications de l’étude du génome - couleur de la robe

Les chevaux portent deux types de pigments majeurs, qui effectuent la couleur du pelage. Les couleurs primaires sont soit : foncé (noir ou bai) soit jaune. La grande variation des couleurs parmi les différentes races de chevaux est définie par des gènes, qui contrôlent la quantité, l’intensité et la distribution des deux pigments. Les scientifiques du  « Programme International de Génomique Equine » sont clairs : il existe bien, pour déterminer la couleur de la robe d’un poulain à naître, certains tests d’ADN moléculaires déjà existants : « La couleur de la robe n’a de cesse de fasciner éleveurs et acheteurs. L’identification des gènes codant les couleurs est importante pour fixer la valeur économique d’un animal. De même que les éleveurs de chevaux de couleur ou dont la robe est particulière aimeraient savoir comment ce caractère sera transmis. On peut le déterminer en ayant
recours aux nouveaux tests moléculaires spécifiques de ces gènes. »  Ils nous détaillent les gènes déterminants pour la couleur de la robe : florilège de leurs constats : 

L’alezan, extension du roux (E) :  

« Les premiers généticiens ont défini que les chevaux avec une robe alezan héritent du gène roux de chacun des parents. Dans les années 1990, des scientifiques suédois ont démontré que les différences génétiques du gène MC1R sont responsables de cette couleur de robe de base chez le Cheval. Un test d’ADN moléculaire est disponible pour déterminer si les chevaux bais sont porteurs du gène roux. »

Extension du noir (A) : 

« Quand le pigment noir est présent, un gène appelé agouti (locus « A ») détermine si le pigment est exprimé sur l’ensemble de la robe ou seulement à certains endroits (jambes, queue, crinière). Le gène pour l’expression à certains endroits (chevaux bai) est dominant et les chevaux noirs sont homozygotes (Aa/Aa). Des scientifiques français ont utilisé la carte génétique pour déterminer les bases génétiques du gène agouti. Un test d’ADN moléculaire est disponible pour déterminer si les chevaux bais sont porteurs du gène noir et confirmer l’homozygotie des chevaux noirs. »

Tobiano (TO) :  

« Le gène tobiano est responsable des taches blanches qui se trouvent sur le corps du cheval qui, presque toujours, traversent la ligne du dos. Ce patron pie est répandu et se rencontre chez beaucoup de chevaux inscrits dans le stud-book des Paint Horses. Le gène Tobiano est dominant. (...) Récemment, les scientifiques du Kentucky ont probablement identifié les bases génétiques pour les motifs tobiano et un test moléculaire a été développé pour remplacer le test d’homozygotie BS. »                            

Sabino1(SB1) :  

« Sabino est un patron à taches blanches qui apparaît sur le bas des jambes et le ventre et qui produit une marque blanche sur la tête. Ce motif est répandu dans plusieurs races et est recherché par différents éleveurs. Un scientifique de l’Université de Kentucky a étudié l’ADN des chevaux Tennessee Walking et a identifié une base génétique pour le sabino. Elle a appelé ce gène Sabino1. Ce gène est dominant mais deux copies du gène produisent un cheval presque entièrement blanc ! Ce gène se trouve chez plusieurs races de chevaux. Mais il existe des motifs sabino qui ne sont pas le résultat de ce gène. Par exemple, il existe les chevaux Clydesdale au patron type sabino qui ne portent pas le gène sabino. Ceci n’est pas surprenant car le Clydesdale blanc est peu répandu. Il y a probablement plusieurs gènes différents qui sont responsables du motif sabino. Un test d’ADN moléculaire est disponible pour sabino1. »

Overo (O) :  

« Comme tobiano, overo est responsable de taches blanches sur le Cheval. Il est répandu chez les chevaux du stud-book Paint Horse. Contrairement à tobiano, des motifs overo ne traversent presque jamais la ligne du dos et ils donnent souvent l’impression de remonter à partir du ventre. Les motifs overo blanc sont provoqués par un gène dominant. Cependant, des chevaux avec deux copies du gène naissent complètement blanc mais avec des malformations congénitales multiples qui provoquent la mort peu de temps après la naissance. Le gène pour ce motif a été découvert la même année par des scientifiques du Minnesota, de Californie et d’Australie. Les trois scientifiques ont trouvé des similitudes entre l’action du gène overo chez le Cheval et le gène responsable pour la maladie de Hirschsprung chez les humains. La mutation se trouve à un endroit différent dans le gène mais les effets sont similaires : des taches blanches et des malformations congénitales. Les chevaux avec une copie du gène sont normaux et recherchés par des éleveurs à cause de leur robe attractive. Un test moléculaire a été développé pour identifier ce gène. »

Blanc dominant (W) :  

« Ce gène s’exprime à la naissance. Les chevaux naissent blancs avec la peau rose. Quelquefois la couleur blanche n’est pas totale et les chevaux ont aussi des taches colorées, surtout autour des oreilles. Des scientifiques suisses ont déterminé la localisation du gène pour le blanc dominant et sont en train d’étudier ses bases moléculaires chez les chevaux Franche Montagne. La « vraie » robe blanche est très rare chez les équidés – la plupart des chevaux qu’on croit blancs sont en fait gris – La différence entre un cheval blanc et un cheval gris est la suivante : un cheval blanc a toujours la peau rose, contrairement aux chevaux gris qui ont la peau noire. »  

Gris (G) :  

« Quand le gène gris est présent, les chevaux naissent avec un poil coloré de la robe de base, mais ils blanchissent avec l’âge. Le processus peut prendre jusqu’à dix ans mais le cheval finit par paraître complètement blanc. Le gène est dominant. Seulement une copie est nécessaire et il n’y a aucune différence connue entre des chevaux avec une ou deux copies du gène. Des scientifiques de Californie, du Royaume-Uni et de la Suisse ont localisé le gène sur le chromosome 25 du Cheval. Récemment, des scientifiques suédois ont identifié la base génétique pour la robe grise du Cheval. Un test moléculaire devrait bientôt être disponible. »        

Dilution crème (CR) :  

« Ce gène provoque des pertes de pigments dans des cellules qui
expriment le pigment roux. Un cheval alezan porteur de ce gène de dilution devient palomino et un cheval bai devient isabelle. Le gène est co-dominant et seulement une copie est nécessaire pour son effet. Deux copies provoquent une plus grande dilution et les chevaux sont crème aux yeux bleus. Des scientifiques en Californie ont cartographié le gène et des scientifiques français l’ont identifié et ont développé un test moléculaire. »

Dilution silver (Z) :  

« Le gène de dilution silver agit seulement sur un crin pigmenté noir. Le cheval avec ce gène montre une dilution de gris pour tous les crins noirs. Les scientifiques suédois ont découvert la base génétique pour ce caractère et ont mis au point un test moléculaire. » 

Appaloosa(LP) :  

« Les indiens Lakota (Nez percé) ont élevé des chevaux avec des motifs blancs distincts dans le territoire nord-ouest américain au 19ème siècle. Les motifs incluent entre autre des hanches blanches avec des tâches foncées, un corps blanc avec des taches foncées, une robe partiellement ou totalement rouan (des crins blancs mélangés à des crins de couleur). De plus, les chevaux appaloosa possèdent des caractéristiques définies comme des sabots rayés, des museaux tachetés et des zones blanches autour de l’oeil. Des observations suggèrent qu’un gène simple détermine si le cheval a des caractéristiques appaloosa, tandis que d’autres facteurs, peut-être des gènes, déterminent le motif précis de la couleur. Des scientifiques de Floride et du Kentucky ont déterminé que le gène Appaloosa se trouve sur le chromosome 1 du Cheval et ils poursuivent la recherche du gène responsable. »

**Le site : Le programme international de génomique équine (http://dga.jouy.inra.fr/horse.genomics/welcome.html) a été développé avec l’appui du fonds de coordination équine USDA NRSP8, la Fondation Dorothy Russell Havemeyer, la Fondation animale Morris et l’Université d’expérimentation agricole du Kentucky.

(Pour une information très détaillée, vous référer à l’ouvrage de l’IFCE : Amélioration génétique des équidés –Librairie IFCE (Les Ecuries du Bois-61310 Le Pin au Haras Tél : 02 33 12 12 27)

III. Laboratoires où se procurer ces tests 

Il existe de nombreux laboratoires, dont le site internet, très bien détaillé, vous guide efficacement. Les laboratoires américains et anglais ne sont accessibles qu’en Anglais. Il faut se renseigner, tous les tests de couleur de robe, par exemple, n’étant parfois pas tous réalisés par un laboratoire. 

• En France : 

Labogena. http://www.labogena.fr/ : assure des prestations d’analyses dans différents secteurs comme l’identification, le contrôle de filiation des animaux, le contrôle d’identité, la traçabilité des aliments, l’analyse des gènes impliqués dans des caractères de production ou des pathologies et le typage génétique pour des programmes de recherche en génétique animale. Un exemple de tarifs : 37,91€ pour les trois tests : Gène Extension : EE , Ee , ee,  Gène Agouti : AA (homozygote agouti) et Gène Crème : crcr (homozygote crème),  crC (hétérozygote crème), CC (crème absent), sur prise de sang uniquement. 78352 JOUY-EN-JOSAS

• Etats-Unis : 

Université du Kentucky : tests de parenté, de couleurs de robe, laboratoire de recherche. Anglais uniquement. http://www.ca.uky.edu/gluck/AGTRL.asp

Animal Genetics : laboratoire de génétique, basé aux Etats-Unis et au Royaume Uni : E-mail : info(at)animalgenetics.eu. ADN, couleur de robe, etc. Ils proposent pour la couleur d’un poulain un test à faire, en entrant race et couleur de robe du père et de la mère. A essayer. Anglais uniquement. Site internet : http://www.animalgenetics.us/Equine/Genetic_Disease/Index.asp

Université de Californie :  US Davis : laboratoire de médecine vétérinaire :  tests de parenté, de couleurs de robe, laboratoire de recherche. Anglais: http://www.vgl.ucdavis.edu/ 

• Espagne :

NBT Diagnostico : laboratoire basé à Séville. Il propose des test de profil génétique, de couleur de robes, de génotypage, de maladies génétiques. Accessible et traduit en Français.  http://www.equinednalab.com/tienda/es/analisis-de-capa/22-panel-de-patron.html

• Belgique : 

Faculté agronomique Agro Bio Tech de Gembloux : uniquement en Anglais : Progenus : http://www.progenus.be/services/dna-analysis/animal/genetic-test  

(Pour une information très détaillée, vous référer à l’ouvrage de l’IFCE : Amélioration génétique des équidés-Librairie IFCE (Les Ecuries du Bois-61310 Le Pin au Haras Tél : 02 33 12 12 27) 

Carine Robert