Evaluation des déterminants microbiens dans le développement des désordres gastriques chez le jeune ruminant : vers un lien de causalité

Evaluation of microbial determinants in the development of gastric disorders in young ruminants: towards a causal link

• Auteur / Autrice : Laurianne Voland
• Direction : Diego Morgavi
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2022
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de la Vie, Santé, Agronomie, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UMRH - Unité Mixte de Recherche sur les Herbivores

Mots clés

Mots clés libres

Microbiologie

Rumen

Agneaux

Microbiote intestinale

Holobionte

Microbiolgy

Rumen

Lambs

Gut microbiota

Holobiont

Résumé

Cette bourse d'études fait partie d'un vaste projet international appelé ''HoloRuminant'', financé par le programme-cadre de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'UE (2014-2020). L'objectif du projet est d'élucider le rôle des microbiomes associés aux ruminants et leur interaction avec l'hôte au début de la vie et tout au long des événements fondamentaux de la vie. Le microbiote intestinal des ruminants et son rôle dans la dégradation des aliments ont une contribution cruciale au développement de la physiologie intestinale et du système immunitaire. La colonisation initiale commence à la naissance et constitue une interaction bidirectionnelle entre l'hôte et les microbes. Des études pionnières ont exploré la dynamique de la colonisation chez les agneaux nouveau-nés, les effets de l'élevage maternel par rapport à l'élevage artificiel avant et après le sevrage et ont souligné l'importance du transfert vertical et horizontal des microbes. En partie à cause de leur microbiote digestif immature, les jeunes ruminants sont vulnérables aux maladies pendant une période significative à un moment crucial de leur développement. Des virus, protozoaires ou bactéries pathogènes pourraient profiter du jeune microbiote intestinal et provoquer des diarrhées. En France, tous systèmes de production confondus, le taux de mortalité moyen des agneaux est de 16% et pourrait atteindre 80% chez les nouveau-nés privés de colostrum, un tiers étant dû à des diarrhées (Idele 2012). La mortalité élevée des agneaux représente une perte économique pour les éleveurs ainsi qu'un problème de bien-être et d'éthique. Dans ce contexte, il est nécessaire de mieux comprendre les déterminants et les conséquences de la colonisation précoce. Cependant, jusqu'à présent, les études explorant le lien entre la colonisation précoce, la santé et les performances restent principalement corrélatives. L'établissement scientifique de la causalité est un défi, car il repose sur trois critères : l'association d'événements, l'ordonnancement temporel et le caractère non fallacieux. L'expérience prévue portera sur des agneaux jumeaux et triplés élevés avec leur mère ou artificiellement. Les brebis et les agneaux seront fréquemment échantillonnés pour le contenu du rumen. L'ADN/ARN sera extrait du contenu du rumen en utilisant des procédures standardisées et sera envoyé pour un séquençage amplicon ou shotgun. De plus, des données sur les paramètres de fermentation, le métabolisme microbien et les performances des animaux seront collectées et analysées. Ce projet produira suffisamment de données pour caractériser la séquentialité de la colonisation et identifier les micro-organismes contribuant à un écosystème intestinal sain.

This Scholarship is part of a large international project called ‘HoloRuminant', funded by the EU Horizon 2020 Framework Programme for Research and Innovation (2014-2020). The goal of the project is to elucidate the role of ruminant-associated microbiomes and their interplay with the host in early life and throughout fundamental life events. Ruminants gut microbiota and their role in feed degradation have a crucial contribution to developing gut physiology and the immune system. Initial colonisation starts at birth and is a two-way interaction between host and microbes. Pioneer studies have explored the dynamics of colonisation in newborn lambs, the effects of maternal compared to artificial rearing before and after weaning and highlighted the importance of vertical and horizontal transfer of microbes. Partly because of their immature digestive microbiota, young ruminants are vulnerable to disease for a significant period at a crucial point of their development. Pathogenic viruses, protozoa or bacteria could take advantage of the young gut microbiota and cause diarrhoea. In France, all production systems combined, the average mortality rate of lambs is 16% and could increase to up to 80% in colostrum-deprived newborns, one third is due to diarrhoea (Idele 2012). High lamb mortality is an economic loss for farmers as well as welfare and ethical issue. In this context, there is a need for a better understanding of early colonisation determinants and consequences. However, so far, studies exploring the link between early-life colonisation, health and performance are still primarily correlative. Scientific establishment of causality is challenging, relying on three criteria: association of events, time ordering and non-spuriousness. The planned experiment will involve twin, and triplet lambs reared with their mother or artificially. Ewes and lambs will be frequently sampled for rumen contents. DNA/RNA will be extracted from the rumen contents using standardised procedures and will be sent for amplicon or shotgun sequencing. Additionally, data on fermentation parameters, microbial metabolism, and animal performances will be collected and analysed. This project will produce enough data to characterise the sequentiality of colonisation and identify microorganisms contributing to a healthy gut ecosystem.