Search

International audience

National audience; Six vaches de race Prim’Holstein sont traitées au tarissement avec un produit intramammaire hors-lactation à base de cloxacilline (1 seringue par quartier). Le lendemain, les 6 vaches présentent une hyperthermie et une inflammation sévère des 4 quartiers.

Vésicules extracellulaires de [i]Staphylococcus aureus[/i]. Composition et rôle en contexte mammite. 1ère Rencontre Op+Lait-INRA

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressée à une mutation dans le gène SOCS2(Suppressor Of Cytokine Signaling 2) dont l’effet est pléiotrope, c’est-à-dire qu’il concerne plusieurs caractères d’intérêt chez la brebis laitière Lacaune. Cette mutation estdéfavorable pour la résistance aux mammites (inflammation de la mamelle), et favorable pour les caractères de croissance et de productionlaitière. Située dans le domaine de liaison très conservé de la protéine SOCS-2, cette mutation ponctuelle (SNP:Single Nucleotide Polymorphism) entraîne la perte de fonctionnalité de la protéine qui est impliquée dans une voie majeure de signalisation chez les mammifères, la voie JAK (Janus Kinase) / STAT (Signal Transducer and Activator of Transcription), régulant un large spectre de cytokines et de facteurs de croissance.Le premier objectif de cette thèse était de proposer la prise en compte de cette mutation dans le contexte de la sélection génomique dans la race Lacaune. Les méthodes d’évaluation pondérées, et l’ajout du SNP SOCS2parmi les marqueurs de la puce, ont apporté des gains de précisions sur les prédictions (respectivement +3,99% et +0,26% en moyenne), laissant envisager la possibilité d’unesélection plus efficace. La méthode Gene Contentétait également intéressante car elle a permis de dissocier la valeur génétique due au gène SOCS2de celle provenant des autres gènes (polygène). Ainsi nous avons montré que la sélection actuelle en race Lacaune permet de diminuer la fréquence de l’allèle défavorable SOCS2tout en améliorant la résistance aux mammites expliquée par le reste du génome.Le deuxième objectif était d’étudier les effets de SOCS-2 sur des caractères d’intérêt non évalués jusqu’à présent: statut infectieux des mamelles et reproduction chez la femelle, et croissance des mâles. Des études d’association avec une puce de 960 SNP, dont le SNP SOCS2, ont confirmé l’effet de SOCS2sur la production laitière et sur l’inflammation mammaire, et ont montré un effet direct sur l’infection à l’aide de nouveaux phénotypes fins (bactériologie, examens cliniques). Des modèles linéaires ont montréque la mutation SOCS2était associée à une augmentation de poids chez les jeunes mâles (+1,5%), comme cela avait été observé chez la brebis, et àune diminution du taux de réussite à l’insémination artificielle chez les brebis (+1,3 fois de risque d’échec), sans effet sur la prolificité. Ces résultats marquants et originaux sur la reproduction ouvrent la voie à des analyses complémentaires pour déterminer notamment à quelstade biologique (ovulation, fécondation, implantation embryonnaire, etc.) la protéine SOCS-2 pourrait intervenir.Le dernier objectif était de déterminer le rôle de la protéine SOCS-2 dans les mécanismes biologiques sous-jacents de l’immunité grâce à l’étude de la réponse de 14 brebis porteuses et non porteuses de la mutation à l’état homozygote dans le cadre d’une infection intra-mammaire par un Staphylococcus aureus. L’ensemble des brebis a présenté deux pics de recrutement de cellules immunitaires versla mamelle à 20 et 88 heures post-inoculation (T20 et T88). Une analyse différentielle des gènes exprimés a confirmé une modification du transcriptome à partir de T16 en lien avec l’activation du système immunitaire,des voies de réparation de l’ADN et d’apoptose cellulaire. Les brebis portant la mutation SOCS2se sont différenciées des brebis sauvages, par une réaction clinique accrue à T56 et une différence de recrutement de lymphocytes T au moment des pics inflammatoires. A T56, un total de 177 gènes était différentiellement exprimé entre les deux génotypes. Une analyse fonctionnelle de ces gènes, et l’intégration entre l’expression génique et les phénotypes, suggèrent que la mutation conduit à une sur activation des voies de transmission de signal et derégulation (interférons, STAT3) avec un impact délétère sur l’état clinique des brebis., In this PhD thesis, we investigated a mutation in the SOCS2gene (Suppressor Of Cytokine Signaling 2) with a pleiotropic effect, i.e.it affects several traits of interest in the Lacaune dairy sheep. This mutation is unfavorable for mastitis resistance (udderinflammation), and favorable for growth and milk production traits.This point mutation (SNP -Single Nucleotide Polymorphism), located in the highly conserved binding domain of the SOCS-2 protein,causes the loss of functionality of the protein that is involved in a major signaling pathway in mammals:the JAK(Janus Kinase) / STAT (Signal Transducer and Activator of Transcription) pathway, regulating a large spectrum of cytokines and growth factors.The first objective of this PhD thesis was to provide a basis for considering this mutation in the context of genomic selection in the Lacaune breed. Weighted evaluation methods, and the addition of the SOCS2SNP among the chip markers, brought gains in accuracy on predictions (+3.99% and +0.26% respectively on average), suggesting the possibility of more efficient selection. The Gene Contentmethod was also interesting because it alloweddissociatingthe genetic value due to the SOCS2gene from that of the other genes (polygene). Thus, we have shown that the current selection in Lacaune breed allows reducing the frequency of the unfavorable SOCS2allele while improving the resistance to mastitis explained by the remaining part of the genome.The second objective was to study the effects of SOCS2on traits of interest not yet investigated: udder infection status and reproduction in females, and growth in males. Association studies with a 960 SNP chip, including SOCS2SNP, confirmed the effect of SOCS2on milk production and mammary inflammation, and showed a direct effect on infection using new fine phenotypes (bacteriology, clinical examinations). Linear models showed that the SOCS2mutation was associated withan increase in weight in young males (+1.5%), as observed in ewes, and a decrease in the artificial insemination success rate in ewes (+1.3 times the risk of failure), with no effect on prolificacy. These striking and original results on reproduction pave the way for further analyses to determine in particular at what biological stage (ovulation, fecundation, embryonic implantation, etc.) the SOCS-2 protein could be involved.The last objective was to determine the role of the SOCS-2 protein in the underlying biological mechanisms of immunity by investigating the response of 14 homozygous carrier and non-carrier ewes to intramammary infection by Staphylococcus aureus. All ewes developed two peaks of immune cell recruitment to the udder at 20 and 88 hours post-inoculation (T20 and T88). Differential analysis of the expressed genes confirmed a modification of the transcriptome from T16 related to the activation of the immune system, the DNA repair and the cellular apoptosis pathways. Ewes carrying the SOCS2mutation were distinguished from wild ewes by an increased clinical response at T56 and a difference in T lymphocyte recruitment at the time of the inflammatory peaks. At T56, a total of 177 genes were differentially expressed between the two genotypes. A functional analysis of these genes, and the integration between gene expression and phenotypes, suggest that the mutation leads to an over activation of signal transmission and regulatory pathways (interferons, STAT3) with a deleterious impact on the clinical status of ewe.

National audience

En France, plusieurs facteurs incitent actuellement les éleveurs à modifier leurs pratiques de gestion de la santé animale. Les plans d'action EcoAntibio mis en place par le ministère de l'agriculture visent une diminution de l'utilisation des antibiotiques dans le secteur de l'élevage. En agriculture biologique, le cahier des charges limite l'utilisation de traitements vétérinaires conventionnels et sollicite les éleveurs à utiliser des traitements curatifs alternatifs. Les éleveurs conventionnels et biologiques s'intéressent donc de plus en plus à des médecines dites "alternatives". Parmi elles, l'aromathérapie se base sur l'utilisation des huiles essentielles pour leurs propriétés thérapeutiques. Dans les élevages français, cette pratique semble relativement développée dans certains secteurs, notamment en élevages bovins laitiers. Cette utilisation est d'autant plus marquée dans les élevages biologiques. Dans ces élevages laitiers, l'utilisation de l'aromathérapie se fait principalement dans le cas des mammites. L'efficacité de cette pratique sur les mammites n'est pas scientifiquement prouvée. Quelques essais ont été menés en collaboration avec des éleveurs pour essayer de mettre en évidence cette efficacité. Les résultats sont mitigés, avec une guérison clinique satisfaisante mais une guérison bactériologique peu concluante. Outre le manque de preuves en termes d'efficacité, l'aromathérapie est confrontée à un autre point de blocage : la règlementation. En élevage, l'utilisation thérapeutique de certaines substances végétales, dont un grand nombre d'huiles essentielles, n'entre pas dans le cadre de la médecine vétérinaire légale., In France, several factors currently encourage breeders to modify their animal health management practices. The EcoAntibio Action Plans launched by the Ministry of Agriculture aim to reduce use of antibiotics in livestock. In organic farming, the specification limits use of conventional veterinary treatments and ask breeders to use alternative curative treatments. Conventional and organic breeders are increasingly interested in so-called "alternative" medicines. Among them, aromatherapy is based on use of essential oils for their therapeutic properties. In French farms, this practice has developed in some sectors, particulary dairy cattle farms. This use is even more marked in organic farms. In these dairy farms, aromatherapy is mainly use for mastitis treatment. The effectiveness of this practice on mastitis is not scientifically proven. Some trials have been conduced in collaboration with breeders to highlight this effectiveness. The results are lukewarm, with a clinical cure but an inconclusive bacteriological cure. In addition to the lack of evidence in terms of efficiency, aromatherapy is facing antoher blocking point : regulation. In the breeding, the therapeutic use of certain substances, including many essential oils, does not fall within the scope of legal veterinary medicine.

National audience; The concentration of milk cells, or Somatic Cell Count (SCC), is an indirect indicator of mammary infection, which is widely used in the epidemiology of mastitis. It is also a predictor of intra-mammary infection susceptibility used for selection of dairy ruminants resistant to mastitis. Owing to the role attributed to milk cells in the immune protection against mastitis, the selection of animals with very low SCC has given rise to doubts and criticism, fearing that selection would lead to an increased susceptibility to mastitis. Epidemiological surveys have yielded apparently contradictory results, which did not settle this issue. Nevertheless, by taking into account the immunobiology of the mammary gland, along with the results of recent studies on SCC-based divergent selection of dairy animals, it is possible to give a definite answer to the question "Should we avoid selecting dairy animals with very low SCC?" It clearly appears that selection does not reduce the baseline SCC of uninfected healthy glands and does not weaken the capacity of the mammary gland to defend itself against infections.; La concentration en cellules du lait (CCS) est un indicateur indirect d’une infection mammaire très utilisé en épidémiologie, mais aussi un prédicteur de la sensibilité aux infections mammaires utile pour la sélection génétique d’animaux plus résistants aux mammites. En raison du rôle de protection immunitaire attribué aux cellules du lait, des réserves sont émises à l’encontre de la sélection d’animaux dont le lait serait pauvre en cellules, ce qui entrainerait une sensibilité accrue aux mammites. Des enquêtes épidémiologiques apparemment contradictoires n’ont pas permis de lever ces réticences. Cependant, une analyse critique des connaissances sur l’immunité mammaire et des études récentes réalisées sur des animaux issus d’une sélection divergente sur les valeurs génétiques du caractère « Cellules » permettent de répondre à la question « Faut-il éviter de sélectionner des animaux laitiers dont les CCS sont très faibles ? ». Il apparaît clairement qu’en l’absence d’infection, les valeurs de CCS sont physiologiquement très faibles et ne sont pas modifiées par la sélection, qui ne réduit pas non plus la capacité de la mamelle à se défendre contre les infections.

Le logiciel Herd Navigator™ est un outil d’élevage de précision effectuant à intervalles réguliers des mesures de l’activité de la LDH dans le lait. L’objectif de cette étude était de déterminer l’exactitude des alarmes mammite déclenchées par ce logiciel. Au sein d’un élevage, les 295 vaches ayant déclenché cette alarme ou dont l’activité de la LDH dépassait 40 U/L ont fait l’objet de deux examens cliniques à quelques jours d’intervalle (CMT, température rectale, examen vaginal, score de boiterie). L’alarme mammite présente ainsi une valeur prédictive positive de 82.35% dès le premier examen. Plus de la moitié des mammites (55,4%) sont subcliniques. De plus, une activité de la LDH supérieure à 40 U/L, même en-dehors d’une situation d’alarme, est révélatrice d’une mammite dans 63.75% des cas (100% des cas si activité supérieure à 100 U/L). L’éleveur doit donc examiner et si besoin traiter les vaches en alarme ou ayant une activité de LDH élevée.

The concentration of milk cells, or Somatic Cell Count (SCC), is an indirect indicator of mammary infection, which is widely used in the epidemiology of mastitis. It is also a predictor of intra-mammary infection susceptibility used for selection of dairy ruminants resistant to mastitis. Owing to the role attributed to milk cells in the immune protection against mastitis, the selection of animals with very low SCC has given rise to doubts and criticism, fearing that selection would lead to an increased susceptibility to mastitis. Epidemiological surveys have yielded apparently contradictory results, which did not settle this issue. Nevertheless, by taking into account the immunobiology of the mammary gland, along with the results of recent studies on SCC-based divergent selection of dairy animals, it is possible to give a definite answer to the question "Should we avoid selecting dairy animals with very low SCC?" It clearly appears that selection does not reduce the baseline SCC of uninfected healthy glands and does not weaken the capacity of the mammary gland to defend itself against infections., La concentration en cellules du lait (CCS) est un indicateur indirect d’une infection mammaire très utilisé en épidémiologie, mais aussi un prédicteur de la sensibilité aux infections mammaires utile pour la sélection génétique d’animaux plus résistants aux mammites. En raison du rôle de protection immunitaire attribué aux cellules du lait, des réserves sont émises à l’encontre de la sélection d’animaux dont le lait serait pauvre en cellules, ce qui entrainerait une sensibilité accrue aux mammites. Des enquêtes épidémiologiques apparemment contradictoires n’ont pas permis de lever ces réticences. Cependant, une analyse critique des connaissances sur l’immunité mammaire et des études récentes réalisées sur des animaux issus d’une sélection divergente sur les valeurs génétiques du caractère « Cellules » permettent de répondre à la question « Faut-il éviter de sélectionner des animaux laitiers dont les CCS sont très faibles ? ». Il apparaît clairement qu’en l’absence d’infection, les valeurs de CCS sont physiologiquement très faibles et ne sont pas modifiées par la sélection, qui ne réduit pas non plus la capacité de la mamelle à se défendre contre les infections.

National audience

Le pis des ruminants est constitué de mamelles, sièges de la production laitière, et de trayons, voies d’éjection du lait. Les affections du pis chez les ruminants affectent la quantité et la qualité du lait produit, impactant ainsi négativement la santé économique des élevages. L’échographie est une méthode d’imagerie reposant sur les propriétés des ultrasons. Chez les ruminants, elle permet notamment de visualiser les structures internes de la mamelle et du trayon, apportant ainsi des informations sur les lésions qui les concernent. Ce travail présente et illustre la contribution de l’échographie au diagnostic et au pronostic des affections non cutanées de la mamelle et du trayon chez les ruminants. L’anatomie du pis et le principe de l’échographie sont d’abord décrits. Ensuite, la mise en œuvre pratique de l’examen échographique du pis est expliquée, et l’aspect échographique de la mamelle et du trayon sains est détaillé. Enfin, une revue des images échographiques associées aux affections de la mamelle et du trayon est réalisée et un cas clinique illustre l’utilisation de l’échographie lors de pathologie de la mamelle.

National audience

La fertilité des vaches laitières s’est beaucoup dégradée au cours des dernières décennies, tant à l’échelle nationale qu’internationale. L’objectif poursuivi est d’apporter un éclairage épidémiologique sur les relations dynamiques entre la conception (réussite à l’insémination artificielle ; IA), les mammites subcliniques et les déséquilibres métabolico-nutritionnels que sont la cétose subclinique et les déséquilibres azotés de la ration. Un premier chapitre bibliographique dresse l’état de l’art des liens entre performances de reproduction et (i) mammites, (ii) cétose subclinique et (iii) excès de protéines dégradables, en identifiant clairement les interactions et associations croisées entre ces différents composants, et en quantifiant autant que possible ces liens. Les trois parties suivantes mobilisent des données exhaustives du contrôle laitier français sur la période 2008-2012, qui ont été confrontées aux données d’IA. La variable d’intérêt retenue est la conception après IA, soit pour la première IA (IA1) ou pour toutes les IA. Les variations des concentrations de cellules somatiques (CCS) autour de l’IA ont été utilisées pour décrire la dynamique des mammites subcliniques autour de l’IA, selon 4 classes (Bas-Bas, Bas-Haut, Haut-Bas et Haut-Haut) et pour différents seuils de CCS. Le statut de cétose subclinique a été évalué grâce aux taux butyreux et protéique du lait. Les concentrations d’urée du lait sont utilisées pour caractériser les déséquilibres azotés. Le second chapitre propose une description succincte des résultats de production et de reproduction des troupeaux bovins laitiers français sur la période d’étude. Le troisième chapitre focalise sur l’interaction entre les CCS et la cétose subclinique dans un modèle de régression de Poisson expliquant la conception. Les chances de conception à l’IA1 sont réduites de 14% (Risque relatif = 0,86 [IC 95%=0,85–0,87]) pour les groupes Bas-Haut et Haut-Haut, comparé au groupe Bas-Bas, et de 3 à 17 %, selon les définitions retenues, lors de cétose subclinique comparé à son absence. Les résultats identifient et quantifient clairement l’interaction entre la cétose subclinique et les mammites subcliniques dans leur association avec la conception : la baisse de la conception est jusqu’à 2 fois supérieure lors de la présence simultanée d’une augmentation des CCS et d’une cétose subclinique par rapport à la situation où il y a seulement augmentation des CCS. Le quatrième chapitre, mobilisant des méthodes proches de celles du chapitre précédent, montre que la baisse de la concentration d’urée dans le lait autour de l’IA (en dessous de 150 mg/kg, 2,6 mmol/L) est associée à une baisse de la conception de 5 à 9% (Risque relatif = 0.91 (IC95%=0,87-0,96)]) par rapport à des concentrations d’urée du lait qui restent stables (250 - 450 mg/kg ou 4,3-7,7 mmol/L). Ceci révèle l’importance de la stabilité du métabolisme azoté autour de la conception, y compris pour des variations d’urée du lait ou du sang à la baisse, alors que seule la hausse de la concentration d’urée était identifiée comme un facteur de risque de dégradation des résultats de reproduction jusqu’alors. La dernière partie permet de mettre en perspective ces éléments originaux. Une des principales limites de ces travaux est la définition imprécise de la cétose subclinique réalisée à partir des taux du lait ; les résultats actuels bénéficieraient d’une actualisation avec un indicateur plus précis de ce trouble. Ces résultats soutiennent qu’une inflammation locale peut affecter la réponse de l’ensemble de l’organisme et altérer les fonctions d'autres organes dans les semaines qui suivent son apparition. Ils illustrent la complexité et les interactions entre les différents troubles chez un même animal. Par ailleurs, maintenir des concentrations basses de l’urée est légèrement pénalisant pour la conception, et ne garantit pas de meilleurs résultats de reproduction.

Lors d’une reproduction expérimentale de l’agalactie contagieuse à Mycoplasma agalactiae chez la brebis, une différence de tropisme avait été constatée entre 2 souches sauvages (PG2 et 5632). Notre étude avait pour objectif de déterminer les bases génétiques potentiellement responsables de cette différence à l’aide de souches chimériques, fabriquées à partir des 2 souches sauvages, et inoculées aux animaux en association avec les souches sauvages. Un suivi clinique et bactériologique a été réalisé. Les résultats de cette étude laissent entrevoir un niveau de complexité supérieur sur l’hypothèse initiale de facteurs chromosomiques impliqués dans la dissémination et la colonisation chez Mycoplasma agalactiae. Ils montrent que la différence de tropisme au sens strict entre souches pourrait être liée à des différences de mécanismes d’action propres à chaque souche. Toutes les souches seraient capables de coloniser l’ensemble de l’organisme mais selon différentes modalités et conditions

Les mammites sont un tourment pour les ruminants et pour leurs propriétaires. Ces inflammations de la glande mammaire sont dues à des pathogènes comme le staphylocoque doré. Elles représentent des coûts de traitement élevés et d’importantes pertes de lait pour la filière bovine. À l’heure actuelle, aucun vaccin performant n’est disponible. En cas d’infection, les éleveurs doivent employer des antibiotiques, qui ne sont pas toujours une garantie de guérison. Une équipe de l’Inra tente de développer des probiotiques à partir de bactéries lactiques présentes dans le microbiote du trayon (l’extrémité du pis) de la vache. Les résultats préliminaires sont encourageants : des expériences in vitro ont montré que l’une de ces bactéries, Lactobacillus casei, réduit la capacité du staphylocoque à adhérer aux cellules épithéliales mammaires. Mieux encore : en présence du lactobacille, le pathogène est moins apte à entrer dans les cellules. Or, cette internalisation permet au staphylocoque d’échapper au système immunitaire de l’animal, contribuant ainsi à la persistance des mammites. Prochaine étape : vérifier l’efficacité de Lactobacillus casei chez des vaches laitières.

La concentration des cellules somatiques (CCS) est un critère très utilisé pour évaluer le statut infectieux de la mamelle chez la chèvre. Grace à l’analyse en cytométrie en flux, celle-ci a été décomposée en concentrations de neutrophiles (vivants et morts), lymphocytes, macrophages dans le but d’étudier la réponse inflammatoire locale chez deux lignées de chèvres génétiquement divergentes sur le critère de la CCS. L’objectif de cette étude était de décrire l’évolution au cours de la lactation de la CCS en fonction du statut bactériologique. Les infections mammaires chez les chèvres de la lignée résistante sont moins fréquentes et avec des titres bactériens plus faibles d’après les données acquises par les méthodes conventionnelle et moléculaire. De plus, leurs réponses inflammatoire et immunitaire locales semblent plus efficaces lors d’infection.

Les effets sanitaires bénéfiques des probiotiques commencent à être prouvés en ce qui concerne la mamelle, l’intestin, le rumen, voire l’utérus. Les mécanismes en cause restent à élucider, dans un contexte resserré.; Probiotics and health prevention in cattle→ The use of probiotics in livestock farming is expanding. In dairy farming, a strain of Lactococcus lactis has recently been found to prevent, or even treat, episodes of bovine mastitis. Some lactic bacteria show an ability to inhibit Escherichia coli and S. aureus invasion of bovine mammary epithelial cells. There is no consensus on the effect of probiotics on neo­natal enteritis, but a reduction in occurrence is reported. Yeasts are generally effective to prevent subacute ruminal acidosis. The difficulty for the formulation of a “probiotic barrier” for the urogenital tract is the variability in the composition of bovine vaginal microbiota.; → Le recours aux probiotiques en élevage est en train de s’élargir.En élevage laitier, une souche de lactococcus lactis a récemment permis de prévenir, voire de traiter, des épisodes de mammites bovines. Certaines bactéries lactiques montrent une capacité à inhiber l’invasion des cellules épithéliales mammaires bovines par Escherichia coli et S. aureus.Il n’existe pas de consensus sur l’effet des probiotiques vis-à-vis des entérites néonatales, mais des réductions d’incidence sont rapportées.Pour prévenir l’acidose ruminale subaiguë, des levures se révèlent globalement efficaces.Pour le tractus urogénital, l’obstacle à la formulation d’un “probiotique barrière” est la grande variabilité de la composition des microbiotes vaginaux bovins.

National audience; Les mammites sont une cause possible d’altération du bien-être des vaches laitières. La douleur associée à la mammite est généralement évaluée via le comportement de l’animal. La combinaison de plusieurs types d’indicateurs (comportementaux et physiologiques) pourrait permettre d’améliorer la détection de la douleur et de mesurer son intensité. L'objectif de cette étude était d'évaluer les réactions comportementales et divers paramètres physiopathologiques chez des vaches laitières, après induction expérimentale d’une mammite à Escherichia coli. Six vaches de race Prim’Holstein ont été inoculées avec E. coli P4 dans un quartier sain. L'évolution de l’infection a été évaluée via la croissance bactériologique et la concentration des cellules somatiques (CCS) dans le lait. La réponse des vaches à l’épreuve infectieuse a été étudiée par des indicateurs comportementaux et cliniques à l’aide de podomètres, de capteurs ruminaux de la température, d’indicateurs de l'inflammation, du stress et du stress oxydant. Les indicateurs qui contribuaient le plus à la discrimination des trois phases de la maladie ont été mis en évidence par analyse factorielle discriminante. Neuf indicateurs au total ont été retenus car ils étaient modifiés de façon significative au cours de la mammite : l'attitude envers l’environnement, la posture, la position de la queue et celle des oreilles, la température ruminale, les signes cliniques tels que, l'haptoglobine et la Sérum Amyloïde A (SAA), et le cortisol plasmatique. Lors de la phase 1 (4 à 8h post-inoculation, multiplication exponentielle d’E. coli et niveau basal de CCS inchangé), les vaches étaient moins attentives à leur environnement et les changements posturaux (couché / debout) étaient moins fréquents. En phase 2 (12 à 24 heures post-inoculation, concentration maximale d’E.coli et augmentation des CCS) les vaches étaient moins attentives à leur environnement et la concentration de cortisol plasmatique, la température ruminale ont augmenté, et la SAA était détectable dans le sang. En phase 3 (32 à 80 heures après l'inoculation, diminution d’E.coli et CCS élevées), les vaches avaient des taux élevés d'haptoglobine et de SAA mais aucun changement de comportement n’était détecté. Ces résultats suggèrent que les vaches ressentaient de l’inconfort dans la phase préclinique (phase 1), de la douleur dans la phase aiguë (phase 2), mais pas d’inconfort ni de douleur dans la phase de rémission (phase 3). Bien que d’autres études expérimentales réalisées à plus large échelle soient nécessaires pour confirmer nos résultats, nos observations apportent de nouvelles connaissances pour le dépistage précoce de la mammite colibacillaire, et des critères de choix pour le soulagement de la douleur pendant la mammite chez la vache laitière.

Intramammary infections and mastitis are a leading cause of diseases, death and production losses in dairy ruminants. Increased susceptibility to mastitis during the peripartal period has been yet widely documented. Negative energy balance is frequent in early lactation and considered as a known risk factor for mastitis. The relationship between energy balance and mastitis susceptibility however remained unclear and poorly described. The aim of my thesis was to examine the relation between a negative energy balance and susceptibility to mastitis in dairy ewes. In particular, my research works showed an enhanced susceptibility to energy restriction in mastitis-susceptible ewes., Les infections intra-mammaires (IMI) responsables de mammites, sont une cause importante de maladie, de mortalité et de pertes de production chez les ruminants laitiers. Le péri-partum est une période où la fréquence des mammites est significativement plus élevée. Parmi les facteurs de risques, le déficit énergétique, fréquent au début de la lactation, est souvent évoqué. Cependant, les bases mécanistiques de l’éventuelle relation entre IMIs et déficit énergétique sont encore peu comprises. L’objectif de ma thèse était ainsi d’évaluer la relation éventuelle entre le déficit énergétique et la prédisposition aux mammites en utilisant la brebis laitière comme modèle. Mes travaux ont montré que les brebis génétiquement prédisposées aux mammites ont également une sensibilité accrue au déficit énergétique et à la cétose.

Chez les ruminants, le déficit énergétique est associé à une sensibilité plus marquée aux mammites. Un certain degré de déficit énergétique est fréquent en période post-partum en raison de l’augmentation insuffisante de l’ingestion par rapport aux besoins en énergie pour la lactation. Cependant, les mécanismes liant fonction immunitaire, réponse inflammatoire et bilan énergétique demeurent mal connus. L’objectif de cette étude était donc de décrire les conséquences du déficit énergétique d’une part et la réponse à une épreuve inflammatoire d’autre part, ainsi que leur effet combiné, sur l’expression génique des leucocytes sanguins chez des brebis primipares en début de lactation. Pour cela, 24 brebis laitières ont été réparties en deux groupes homogènes : un groupe dont le bilan énergétique était négatif (BEN) avec une couverture de 60 % des besoins énergétiques à la suite d’une restriction des apports pendant 15 jours, et un groupe témoin dont les besoins énergétiques étaient couverts à 100 % et le bilan énergétique positif (BEP). Après 11 jours de ces régimes alimentaires, une solution de phlogogènes (Pam3CSK4 et MDP) a été injectée dans une hémi-mamelle saine afin d’induire une réponse inflammatoire chez toutes les brebis. L’analyse du transcriptome a été réalisée par la technique RNA-seq sur les leucocytes sanguins des brebis à quatre dates : 4 jours avant le début de la restriction énergétique, puis après 11 jours de régime alimentaire différencié, à 0, 8 et 24 h après l ‘induction de l’inflammation mammaire. L’analyse RNA-seq a révélé une inhibition des fonctions d’oxydation du glucose, et de synthèse du mévalonate, du cholestérol et des acides gras, et une activation de l’oxydation des acides gras en réponse au BEN dans les leucocytes sanguins. Elle a également révélé une activation marquée de la transcription en réponse précoce à l’épreuve inflammatoire (8 h après l’injection), notamment des voies de signalisation immunitaires comme B Cell Receptor Signaling ou Leukocyte Extravasation Signaling. Alors qu’aucune interaction entre le régime et la réponse à l’épreuve inflammatoire n’a pu être établie, certaines fonctions biologiques, en particulier le métabolisme lipidique et les voies de production énergétique, étaient modifiées de façon contraire par les deux stress. En effet, l’épreuve inflammatoire a entrainé une activation de l’oxydation du glucose et une inhibition de l’oxydation des acides gras, indiquant une utilisati

Problématique : le lait est une denrée alimentaire prisée parce qu’il contient des nutriments essentiels. Toutefois, la qualité et l’innocuité microbiologiques du lait peuvent être compromises de sa production jusqu’à son utilisation. On estime que 14 % des produits laitiers sont altérés et perdus à cause de la présence d’organismes opportunistes bactériens et fongiques dans l’environnement de la vache laitière (terre, fourrages et ensilage) et, par conséquent, dans le lait et dans les produits laitiers. Le coût annuel de ces pertes est estimé à environ 23 milliards de dollars. L’étude des causes de la contamination par des agents microbiens et par des conséquences des pratiques tant à la ferme qu’à l’usine peut dorénavant reposer sur de nouvelles approches technologiques.But : les conférenciers montreront que l’utilisation de technologies de pointe (p. ex. en génomique, transcriptomique et épidémiologie moléculaire) est en mesure de révolutionner notre connaissance de la biodiversité des microbiotes de l’animal, de son environnement et du lait sur les plans qualitatif et quantitatif afin de déterminer leurs effets sur la santé animale, sur la qualité et la salubrité du lait et sur les caractéristiques technologiques du lait dédié à la transformation.Retombées : des applications novatrices sont envisageables pour le contrôle des agents infectieux et des sources de contamination. D’autres méthodes de contrôle des flores pathogènes ou d’altération sont accessibles pour réduire l’utilisation d’antibiotiques à la ferme. À plus long terme, ces travaux auront donc des retombées en santé publique.

National audience

Ce travail avait pour objectif d’évaluer la capacité d’une méthode de typage moléculaire pour décrire la dynamique des infections à Streptococcus uberis (Str. uberis) dans les troupeaux et plus précisément pour distinguer les troupeaux selon leur voie majoritaire de transmission des infections. Dans 19 troupeaux de l’Ouest de la France à problèmes récurrents de mammites liées Str. uberis, cinq séries de prélèvements aseptiques d’échantillons de lait de quartier ont été effectuées toutes les six semaines, sur toutes les vaches en lactation. Après identification bactériologique de l'espèce, un génotypage des souches de Str. uberis a été effectué par la technique MLVA et a permis de préciser que de nombreuses souches de Str. uberis étaient présentes dans les élevages (203 souches différentes, soit de 5 à 30 souches par troupeau). Par contre, même si l’approche MLVA est à même de caractériser sans ambiguïté le modèle épidémiologique des infections en élevage (contagieux, environnemental ou mixte), il est inenvisageable, pour des raisons financières, de procéder en routine à ce type d’approche. Une diminution marquée de ce coût, rendue possible par une automatisation d’une ou toute partie de l’analyse, permettrait d’associer cette approche par MLVA aux outils actuellement disponibles pour la réalisation d’un diagnostic des mammites par les intervenants de terrain. Le typage basé sur l’étude de la variabilité de séquence d’un des gènes de virulence que nous avons mis en évidence pourrait également constituer une alternative moins coûteuse.

L’agalaxie contagieuse des petits ruminants due à l’infection par Mycoplasma agalactiae se traduit par des symptômes mammaires, oculaires et articulaires. In vitro, la souche 5632 a une croissance plus rapide que la souche type PG2. Le but de notre étude est de comparer le comportement in vivo de ces 2 souches chez six brebis suitées. Après inoculation des 2 souches, nous avons suivi la diffusion dans l’organisme et l’excrétion dans le lait à l’aide d’examens appropriés (examens cliniques, analyses bactériologiques, PCR). Dans les conditions de notre étude, seule la souche PG2 a colonisé l’organisme et a été excrétée dans le lait, la souche 5632 n’ayant été retrouvée que dans le nœud lymphatique drainant le site d’inoculation. Il serait intéressant d’étudier la colonisation et la diffusion de la souche 5632 seule et plus longtemps afin de pouvoir conclure sur la différence de colonisation des 2 souches.

Les mammites à E. coli sont fréquentes, et leur sévérité clinique est variable. La vaccination est une des stratégies qui pourrait permettre de réduire la fréquence et la sévérité de ces infections. Son mode d’action n’est pas suffisamment documenté, et la réponse immunitaire protectrice est encore assez mal comprise. Afin d’améliorer nos connaissances à propos de l’immunité de la mamelle, dix-huit génisses Prim’Hostein immunisées soit par voie intramusculaire, soit par voie intra-mammaire avec la souche P4 d’E. coli ont été infectées expérimentalement avec la même souche. Un troisième groupe de génisses ayant reçu l’adjuvant seul correspond au groupe témoin. L’immunisation locale modifie favorablement l’issue de l’infection, en améliorant la clairance bactérienne et en limitant l’inflammation. Les signes cliniques systémiques sont eux aussi réduits. L’élimination de la bactérie n’est pas liée à une augmentation de l’activité opsonisante et de la phagocytose dans le lait, suggérant que les anticorps ne jouent pas un rôle majeur, et que l’immunité à médiation cellulaire est la clé dans la compréhension de la protection vaccinale de la glande mammaire.

Microbiota of ruminants: mammary glands perspectives→ An overview of publications concerning microbiota of ruminants (all microorganisms living in a particular environment) is given in this article. the work co-authored by the authors this year on potential prospects for mammary gland tissue is highlighted. the place of lactic bacteria in the different ecosystems is particularly mentioned because this group is of particular interest to researchers, even if it does not always dominate, for example at the ruminal level. thanks to the advent of high-throughput sequencing techniques and metagenomic approaches, microbiota can be better understood such that the « healthy and balanced » version is gradually distinguished from the state of « dysbiosis », including at the mammary gland level; Un panorama des publications concernant les microbiotes des ruminants (ensemble des micro-organismes vivant dans tel ou tel environnement) est proposé dans cet article, avec un zoom sur des travaux cosignés par les auteurs, cette année, sur les perspectives mammaires. La place des bactéries lactiques dans les différents écosystèmes est particulièrement mentionnée, car ce groupe retient l’attention des chercheurs, même s’il ne domine pas toujours, par exemple au niveau ruminal. Grâce à l’avènement des techniques de séquençage haut débit et aux approches de type métagénomique, les microbiotes peuvent être mieux appréhendés : leur version “saine et équilibrée” se distingue peu à peu de leur état de “dysbiose”, y compris au niveau mammaire.

Ce travail avait pour objectif d’évaluer la capacité d’une méthode de typage moléculaire pour décrire la dynamique des infections à Streptococcus uberis (Str. uberis) dans les troupeaux et plus précisément pour distinguer les troupeaux selon leur voie majoritaire de transmission des infections. Dans 19 troupeaux de l’Ouest de la France à problèmes récurrents de mammites liées Str. uberis, cinq séries de prélèvements aseptiques d’échantillons de lait de quartier ont été effectuées toutes les six semaines, sur toutes les vaches en lactation. Après identification bactériologique de l'espèce, un génotypage des souches de Str. uberis a été effectué par la technique MLVA et a permis de préciser que de nombreuses souches de Str. uberis étaient présentes dans les élevages (203 souches différentes, soit de 5 à 30 souches par troupeau). Par contre, même si l’approche MLVA est à même de caractérisersans ambiguïté le modèle épidémiologique des infections en élevage (contagieux, environnemental ou mixte), il est inenvisageable, pour des raisons financières, de procéder en routine à ce type d’approche.Une diminution marquée de ce coût, rendue possible par une automatisation d’une ou toute partie de l’analyse, permettrait d’associer cette approche par MLVA aux outils actuellement disponibles pour la réalisation d’un diagnostic des mammites par les intervenants de terrain. Le typage basé sur l’étude de la variabilité de séquence d’un des gènes de virulence que nous avons mis en évidence pourrait également constituer une alternative moins coûteuse.

National audience

Les mammites bovines représentent un coût économique et sanitaire important pour la production laitière dans le monde. La prévention et le traitement des mammites reposent essentiellement sur les vaccins et l’antibiothérapie, dont l’efficacité est limitée, incitant à explorer de nouvelles stratégies. Ces dernières années, l'utilisation de micro-organismes probiotiques pour lutter contre les infections suscite un intérêt croissant en santé humaine et animale. Le but de cette étude était d'isoler des bactéries lactiques (BL) du microbiote mammaire bovin présentant des propriétés bénéfiques pour la prévention et le traitement des mammites.L'échantillonnage réalisé au niveau du canal du trayon a permis l'isolement de 165 clones appartenant principalement aux genres Enterococcus, Streptococcus, Lactobacillus et Lactococcus. Parmi ces isolats, 10 souches appartenant aux genres Lactobacillus et Lactococcus, et non redondantes d’après leur profil PFGE, ont été retenues pour être caractérisées vis-à-vis de leurs propriétés de surface (hydrophobicité, autoaggrégation), leur capacité à inhiber les trois agents majoritairement impliqués dans les mammites bovines (i.e.Staphylococcus aureus, Escherichia coli et Streptococcus uberis), leurs capacités d'adhésionet d’internalisation aux cellules épithéliales mammaires bovines et leurs propriétés immunomodulatrices.Trois souches, deux Lactobacillus brevis et un Lactobacillus plantarum, présentent de fortes capacités de colonisation et constituent de bons candidats pour limiter la colonisation de la glande mammaire par les pathogènes. Par ailleurs, neuf souches de BL présentent des propriétés anti-inflammatoires : la sécrétion d’IL8 par des cellules épithéliales mammaires bovines stimulées par E. coli est en effet réduite en présence de ces BL. Le séquençage du génome complet de cinq de ces souches candidates a permis de vérifier l’absence de facteurs de risque tels que des gènes d’antibiorésistance et d’identifier des déterminants bactérienspotentiels en lien avec les propriétés probiotiques observées. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives sur le développement de solutions alternatives et durables pour le contrôle des mammites bovines.

Cette étude est la première, en France, qui analyse les pertes alimentaires dans la filière lait de vache (97,9% du marché laitier français). Elle vise premièrement à qualifier et à quantifier les pertes alimentaires ainsi que les manques à produire, et deuxièmement, à identifier les leviers d’action d’ores et déjà actionnables pour réduire ces pertes, ainsi que les recherches qu’il conviendrait d’engager pour y contribuer plus efficacement. L’analyse des pertes alimentaires dans la filière lait de vache est organisée en deux grandes parties en distinguant les pertes alimentaires au stade de la production primaire et de celles en transformation laitière et en distribution. Aux différents stades de la filière et compte tenu de la grande diversité des produits transformés, des approches méthodologiques appropriées ont été appliquées (traitement de données statistiques, interviews avec les professionnels du secteur et avec des experts techniques et académiques etc.). Quelques éléments spécifiques aux pertes alimentaires dans les filières laitières ovine et caprine sont soulignés. Il ressort de l’étude que le lait conforme arrivant en laiterie représente 90,7% du volume de lait espéré (production qui aurait pu être réalisée par les vaches françaises en l’absence de pathologies comme les mammites) et 96,8% du lait véritablement produit. De fait, 3,2% du lait produit sont écartés de la consommation humaine directe. Actuellement, environ 2/3 du lait non-conforme sont utilisés pour l’alimentation des veaux, les pertes alimentaires au stade agricole, selon la définition de l’étude, se limitent donc à 1% du volume de lait produit. Pour les stades de la transformation et la distribution, les données sont bien plus éparses et plus difficiles à recueillir. Entre 1-3% de matière laitière entrant en usine quitte l’usine essentiellement via les effluents finaux traités en station d’épuration. Les leviers de réduction des pertes identifiés ciblent prioritairement le domaine de la santé de la mamelle., This study is the first one in France to analyze food loss in the dairy sector for cow milk (97,9% of the French dairy sector). The principal aim of this study is firstly, to qualify and to quantify food loss and N. Bareille et al. 144 Innovations Agronomiques 48 (2015), 143-160 production shortfall, and secondly, to identify reduction measures which can immediately be applied, and questions for research which should be addressed in order to reduce food loss more efficiently. This analysis is organized in two big parts distinguishing food loss at primary production and food loss at dairy processing and distribution. Given the different supply chain stages and the considerable diversity of processed dairy products, appropriate methods have been applied to collect data (processing of statistics, interviews with dairy business and technical and academic experts etc.). Specificities of ewe and goat milk supply chains with regard to food loss are highlighted. As a main result, it comes out that cow milk which is fit for consumption and delivered to industrial dairy represents 90.7% of the amount expected to be produced (amount that cows would have produced if they had not suffered from pathologies like mastitis), and 96.8% of milk really produced. Hence, discard from direct human consumption at farming stage amounts to 3.2% of milk production. Two thirds of milk that is unfit for human consumption is currently used for feeding calves. Food loss at farming stage according to the definition of the study therefore does not exceed 1% of milk production. For the processing and distribution stages, data is much scarcer. Between 1-3% of milk matter leaves the dairy unit with the “white water” (from cleaning processes etc.), wastewater which is treated in a wastewater treatment plant. Reduction measures for food loss previously identified focus on udder health.

A l’origine, la sélection ovine laitière s’est centrée uniquement sur les caractères laitiers conduisant ainsi à une dégradation de la morphologie et de la santé des mamelles. Cette tendance est à l’origine de taux de réforme accrus pour des causes liées à la sphère mammaire, dans les cheptels ovins laitiers. Or, la réforme représente une décision stratégique économique et sanitaire, très importante, pour la conduite d’un cheptel. Nous avons donc voulu analyser toutes les données disponibles dans le système d’information génétique ovin lait, relatives aux réformes, aux pointages mammaires et aux CCS afin de les mettre en relation. Pour cela, une analyse de données a été effectuée avec le logiciel statistique SAS. Nous avons réalisé une description approfondie des données, en essayant de dégager les principaux facteurs de variation des réformes (état morphologique de la mamelle au travers des pointages de mamelles, santé de la mamelle avec des données de cellules, appartenance au protocole Mamovicap et région d’élevage). Il s’est avéré que les causes de réforme sont très peu renseignées, notamment dans le Rayon. Après les causes liées à la production laitière, les brebis laitières sortent majoritairement d’une exploitation pour des infections mammaires, surtout dans les Pyrénées. Nous avons relevé aussi que la politique de réforme des éleveurs ovins laitiers, est très liée à la morphologie et au statut sanitaire du pis des brebis. Ainsi, la sélection des animaux, avec des mamelles bien conformées et résistantes aux mammites, doit se poursuivre dans l’intérêt de diminuer les réformes dues aux infections mammaires et d’améliorer ainsi les performances économiques des élevages. Il faut, également, susciter les éleveurs à mieux déclarer les causes de réforme et plus les sensibiliser, via des formations, sur les facteurs de risques des mammites., Originally, dairy sheep selection was only focused on dairy traits leading to udder’s morphology and health degradation. This tendency is the origin of increased culling rates due to mammary causes, in dairy sheep flocks. But, culling represents a very important economical and health strategic decision, in management flock. So, we have analyzed all available culling, udder scoring and CCS data included in dairy sheep genetic information system culling, in order to establish a connection between them. For that, a data analysis was performed with SAS statistical software. We have realized detailed description of data in order to try to bring out culling main variation factors (udder morphology state with udder scoring, udder health with CCS data, Mamovicap program’s affiliation and farming region). We have deduced that culling causes are rarely recorded, particularly in Rayon. After milk production causes, dairy sheep, especially in Pyrenees, are mostly culled for mammary infections. In addition, we have noted that culling policy strongly links with morphological and health ewes’ udder, in dairy sheep flocks. In this way, sheep selection, oriented towards well shaped udder and mastitis resistant animals, has to be performed in order to reduce mammary infections’ culling and to improve flock’s economic performances. It’s necessary to arouse farmers to declare better culling causes and to alert them, with trainings for example, to mastitis risk factors.

Staphylococcus aureus est un des pathogènes majeurs impliqués dans les mammites chez les ruminants. Les mammites à S. aureus ont la particularité de présenter des tableaux cliniques très variables selon les souches et évoluent fréquemment vers la chronicité. Cette étude vise à identifier les facteurs staphylococciques impliqués dans la sévérité et la chronicité des mammites. Afin d’étudier la chronicité, les souches bovines Newbould 305 (N305), générant des mammites subcliniques chroniques et RF122, isolées de mammites aiguë ont été comparées aux niveaux génomique, protéomique et phénotypique De façon marquante, cette étude a montré des différences dans le contenu en éléments génétiques mobiles, l’expression des gènes impliqués dans la cytotoxicité, l’invasion des tissus et l’adaptation à l’hôte. Ces indices d’adaptation entrent probablement dans la capacité de N305 à induire des mammites chroniques. En ce qui concerne la sévérité des mammites, les souches ovines O11 (sévère) et O46 (modérée) ont été utilisées. Un gène de régulation (sigS) identifié au cours d’une thèse précédente a été caractérisé. SigS a été muté chez O11 pour mesurer son implication dans la sévérité des mammites. Contrairement à ce qui avait été observé dans un modèle murin d’arthrite septique, la caractérisation in vitro et in vivo de O11 sigS montre que ce gène n’a que peu d’influence sur la virulence dans un contexte mammite. Ces résultats ouvrent la voie à des études plus approfondies sur certaines fonctions qui pourront être la cible de stratégies de lutte contre les mammites à S. aureus., Staphylococcus aureus is one of the main pathogen involved in ruminant mastitis. S. aureus mastitis have the peculiarity of having highly variable clinical panels depending on the strain and are prone to chronicity. This study aims to identify staphylococcal factors involved in the severity and chronicity of mastitis. To investigate the chronicity, two bovine strains isolated from chronic subclinical (Newbould 305) and acute mastitis (RF122) were compared using genomic and proteomic techniques combined with phenotype characterization... In particular, this study showed differences in content of mobile genetic elements, the expression of genes involved in cytotoxicity, tissue invasion and adaptation to the host. The range of bovine-adaptive features might account for the propensity of N305 to persistence and mild and chronic mastitis. Regarding severity of mastitis, ovine strains O11 (acute) and O46 (mild) were used. A regulatory gene (sigS) identified in a previous thesis was characterized. SigS was mutated in O11 to measure its involvement in the severity of mastitis. Contrary to its role in infection in a septic arthritis murine model, our in vitro and in vivo characterization shows that SigS hardly influence S. aureus virulence. in a mastitis context. These studies give clues for further research on features that may be targeted in future strategies against S. aureus mastitis.

Réunion annuelle 2014 de l’animation transversale "Glande mammaire, lait"Agrocampus Ouest - Amphithéâtre Matagrin - 20 et 21 novembre 2014Cette réunion se déroulera à Agrocampus Ouest sur deux journées, les 20 (après-midi) et 21 (matin) novembre. Elle a pour vocation de fédérer l’ensemble des agents de l’Inra intéressés de près ou de loin par la biologie-physiologie de la glande mammaire, le lait et ses produits.Au programme de ces journées : Causes et mécanismes de la réponse inflammatoire mammaireLes causes du déclenchement de la réponse inflammatoire mammaire, les acteurs de la réponse et les mécanismes de l'inflammation, les médiateurs chimiques, les marqueurs de la réponse, régénération épithéliale. Aspects génétique et alimentaires. Ecosystème de la glande mammaire et probiotiques. Retour sur le programme RuminFlame Modèles d'études en physiologie de la glande mammaire et de ses cellulesSystèmes expérimentaux, lignées cellulaires, animaux transgéniques, mutants.Espèces et/ou systèmes modèles, biologie/physiologie comparée.Quel modèle pour étudier quel processus, les avancées et les limites ... Modèles alternatifs à l'expérimentation animale. Élevage de précisionL'élevage de précision se développe rapidement et peut changer le paysage de l'élevage dans les années à venir. Cette session viserait à faire comprendre ce que recouvre cette terminologie et les enjeux pour la recherche : une présentation d'introduction présentera l'élevage de précision et ses enjeux pour la recherche. Plusieurs exemples ciblés et un témoignage suivront et constitueront le programme de cette session.; En élevage bovin laitier, les mammites représentent une des principales causes de pertes économiques. Ces inflammations de la glande mammaire sont très souvent d’origine infectieuse. Les stratégies de prévention, basées en particulier sur l’usage de vaccins, ne montrent aujourd’hui qu’une efficacité limitée. Les traitements actuels reposent essentiellement sur l’antibiothérapie. La consommation d’antibiotiques pour les maladies bovines représentent ~200 tonnes/an, les mammites étant la première cause de cette consommation chez les bovins laitiers. Si cet usage massif d’antibiotiques ne se montre pas toujours efficace pour traiter les mammites, il contribue de manière certaine à l’augmentation du risque de dissémination de l’antibiorésistance. Cette menace latente, associée à une demande croissante de la société pour une agriculture plus durable, invite à rationaliser l’usage des antibiotiques et à promouvoir les approches alternatives (plan national EcoAntibio 2017). Les approches écosystémiques, consistant à prendre en compte le microbiote dans l’interaction hôte/pathogène, apparaissent en ce sens comme une piste intéressante. En effet, dans différents écosystèmes (intestinal, vaginal), notamment chez l’homme, le microbiote joue en effet un rôle important sur la « santé de l’organe ». Dans cette étude, nous nous sommes intéressés au microbiote associé au canal et à la citerne du trayon, l’hypothèse étant que ce microbiote est susceptible d’exercer un rôle barrière vis-à-vis de l’entrée des pathogènes. Nous avons exploré la composition de ce microbiote en lien avec la susceptibilité de l’animal aux mammites. D’autre part, nous nous sommes interrogés sur l’existence d’un microbiote plus en amont dans la glande mammaire (citerne).L’exploration du microbiote du trayon a été réalisée à partir de prélèvements de lait de premier jet et d’écouvillonnage du canal du trayon sur des prim’holtein de l’installation expérimentale de l’UMR PEGASE. Les échantillons retenus correspondaient à des quartiers ne montrant aucun signe d’inflammation au moment du prélèvement (comptage de cellules somatiques (CCS) moyen de 23000 cellules/ml). Les échantillons ont été classés en fonction i) de l’historique de l’animal (occurrence des mammites sur toutes les lactations), ii) de l’historique du quartier (occurrence des mammites sur toutes les lactations), iii) du statut microbiologique du quartier. L’exploration du microbiote citernal a été réalisée sur le même troupeau à partir de prélèvements transparenchymateux, de manière à exclure toute contamination des prélèvements de lait citernal (comme lors du passage dans le trayon). Les quartiers prélevés ont été classés en fonction de leur statut sanitaire : quartiers sains (aucune mammite et CCS faible sur toutes les lactations) ; quartiers infectés (mammite subclinique en cours). Trente-et-un échantillons correspondant aux trayons et dix échantillons transparenchymateux ont été analysés par pyroséquençage de l’ADNr 16S, permettant d’établir leur phylobiome. Les résultats révèlent que les phylobiomes des trayons sont quartiers-dépendants et varient en fonction de la susceptibilité aux mammites de ces quartiers. Ces travaux suggèrent qu’une dysbiose du microbiote du trayon pourrait favoriser l’émergence d’infections. Les prélèvements de lait par voie transparenchymateuse révèlent la présence d’un phylobiome associé au lait citernal, différent du phylobiome du trayon correspondant, suggérant l’existence d’un microbiote au niveau de la citerne. Ces travaux remettent en cause, dans une certaine mesure, le dogme actuel de stérilité du lait citernal, et nous invitent à nous interroger sur l’origine et le rôle de ce microbiote.Ces travaux ont été financés dans le cadre du métaprogramme MEM, Projet Milk Ecosystem and Udder Health, et seront exploités plus avant dans le cadre du métaprogramme GISA, Projet RUMINFLAME.

Staphylococcus aureus est un pathogène opportuniste responsable de mammites chez les ruminants laitiers. Le degré de sévérité des mammites staphylococciques est très variable et dépend pour l’essentiel des souches impliquées. Cependant les facteurs staphylococciques associés à la sévérité des infections sont encore méconnus.Le gène spécifiant le facteur sigma S (sigS) intervient dans la pathogenèse de S. aureus en modèle murin (septicémie et arthrite). Son inactivation conduit à une réduction de la sévérité de l’infection, de la réponse immunitaire et de la survie de la bactérie (Shaw et al., 2008, Miller et al., 2012).Nous avons précédemment caractérisé deux souches de S. aureus génotypiquement proches mais générant des mammites sévères (souche O11) ou modérées (O46) (Le Maréchal et al., 2011). L’une des différences caractérisant O46 est une courte délétion inactivant sigS. Ce gène a été séquencé chez 17 autres souches isolées de mammites. Une mutation identique à celle de O46 a été retrouvée chez 3 souches isolées de mammites subcliniques. Pour vérifier l’implication de sigS dans la sévérité des mammites, nous avons construit un mutant du gène sigS chez O11 reproduisant à l’identique la copie tronquée de O46. L’expression du gène a été vérifiée par RT-qPCR. Le mutant a été caractérisé par des tests phénotypiques, des infections de cellules épithéliales mammaires et sur un modèle de mammite murine. Le mutant ne présente pas de baisse de virulence, ni de survie en contexte mammite. Toutefois il induit chez les souris une réponse immunitaire différente de celle de la souche sauvage.Le gène sigS n’explique donc pas à lui seul la moindre sévérité associée à O46.

Staphylococcus aureus est un des principaux pathogènes responsables de mammites dans les troupeaux de ruminants laitiers. Les mammites à S. aureus sont difficiles à traiter et ont tendance à évoluer vers la chronicité. Un des facteurs avancé pour expliquer cette chronicité est la capacité de S. aureus à envahir le tissu épithélial mammaire, échappant ainsi au système immunitaire de l’hôte. L’efficacité limitée des stratégies préventives (vaccins) et curatives (antibiothérapie) et le risque associé de dissémination de l’antibiorésistance incitent aujourd’hui à développer de nouvelles stratégies. L’utilisation de bactéries lactiques (BL), isolées de l’écosystème mammaire bovin ou non, pour développer des probiotiques mammaires, apparait comme une alternative intéressante et durable pour lutter contre les mammites à S. aureus. Dans cette étude, nous avons testé la capacité de plusieurs souches de Lactobacillus casei, dont une isolée du canal d’un trayon bovin, à inhiber l’adhésion et l’internalisation aux cellules épithéliales mammaires bovines (CEM) MAC-T de deux souches de S. aureus, RF122 et Newbould, qui génèrent, respectivement, des mammites aigüe et modérée.Lactobacillus casei affecte l’adhésion et l’internalisation de S. aureus de manière souche-dépendante (Bouchard et al., 2013). L’inhibition de l’adhésion est maintenue avec L. casei inactivé à la chaleur alors que l’inhibition de l’internalisation nécessite un contact de L. casei vivant avec S. aureus ou les CEM. L’effet protecteur est obtenu sans affecter la viabilité ou la morphologie des CEM. Une fois S. aureus internalisé, sa survie intracellulaire n’est pas affectée par la présence de L. casei. Cette étude montre pour la première fois les capacités d’inhibition de BL sur l’invasion de S. aureus dans un contexte mammaire et ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de stratégies alternatives de lutte contre les mammites.

Escherichia coli est un agent de mammites environnementales. Par contre, E. coli peut persister dans la glande mammaire. Les objectifs de cette étude étaient de confirmer la présence d’infection persistante chez des vaches laitières canadiennes et d’identifier la possibilité de contagion entre les quartiers d’une vache dans une cohorte de 91 fermes suivies durant deux ans. De plus, les souches persistantes ont été comparées à des souches transitoires. Les profils génétiques ont été obtenus à l’aide de l’électrophorèse sur gel en champs pulsés. La détection de la résistance pour sept antibiotiques s’est faite par microdilution. Vingt-sept gènes de virulence ont été déterminés par hybridation sur colonies. De la persistance a été détectée chez 18 vaches et de la contagion entre quartiers, chez deux vaches. La proportion de résistance chez les E. coli persistants était de 0,0 % (enrofloxacin) à 27,8 % (ampicilline et tétracycline) et de 0,0 % (enrofloxacin) à 16,8 % (tétracycline) pour les E. coli transitoires. Pour chacune des résistances additionnelles, les probabilités d’être une souche persistante augmentaient par un facteur 1,6 (95% IC : 1.1, 2.4). Une souche résistante à l’ampicilline et à la céphalothine avait une plus forte probabilité d’être persistante. Une souche possédant le gène iroN avait 5.4 fois plus de probabilité (95% IC: 1.2, 24.0) d’être persistante. Aussi, une souche positive pour le gène sitA avait 8.6 fois plus de probabilité (95% IC: 2.8, 27.1) d’être persistante. En conclusion, cette étude confirme qu’E. coli peut persister dans la glande mammaire des vaches laitières canadiennes et que ces E. coli sont différents de ceux impliqués lors d’infection transitoire., Escherichia coli is part of the environmental mastitis pathogens. However, in some cases, persistence in the mammary gland occurs. The objectives of this study were to confirm persistent infection in Canadian dairy cows and to identify possible spread between quarters of a same cow in a cohort of 91 herds monitored over two years. Also, persistent strains were compared to transient strains. Antimicrobial susceptibility was determined by the broth microdilution method. Genetic profiles were obtained for same cow isolates by DNA fingerprinting with pulsed field gel electrophoresis. Twenty-seven virulence genes were determined by colony hybridization. Persistence was detected in 18 cows and contagion between quarters, in 2 cows. Proportions of resistance in persistent E.coli ranged from 0.0% (enrofloxacin) to 27.8% (ampicillin and tetracycline). Proportion of resistance in transient E.coli ranged from 0.0% (enrofloxacin) to 16.8% (tetracycline). For each additionnal antimicrobial resistance, odds of being classified as a persistent isolate increased by a factor of 1.6 (95% CI: 1.1, 2.4). Resistance to ampicillin and to cephalothin were both associated with higher odds of being a persistent E. coli. Isolates harboring gene iroN had 5.4 times higher odds (95% CI: 1.2, 24.0) of being classified as persistent isolates. Similarly, isolates positive to virulence gene sitA had 8.6 times higher odds (95% CI: 2.8, 27.1) of being classified as persistent isolates. In conclusion, this study confirmed that E. coli can persist in the udder of Canadian dairy cows and that these E. coli are different when compared to transient E. coli.

Staphylococcus aureus est un pathogène opportuniste responsable de mammites chez les ruminants laitiers. Le degré de sévérité des mammites staphylococciques est très variable et dépend pour l’essentiel des souches impliquées. Cependant les facteurs staphylococciques associés à la sévérité des infections sont encore méconnus. Le gène spécifiant le facteur sigma S (sigS) intervient dans la pathogenèse de S. aureus en modèle murin (septicémie et arthrite). Son inactivation conduit à une réduction de la sévérité de l’infection, de la réponse immunitaire et de la survie de la bactérie (Shaw et al., 2008, Miller et al., 2012). Nous avons précédemment caractérisé deux souches de S.aureus génotypiquement proches mais générant des mammitessévères (souche O11) ou modérées (O46) (Le Maréchal et al.,2011). L’une des différences caractérisant O46 est une courte délétion inactivant sigS. Pour vérifier l’implication de sigS dans la sévérité des mammites, nous avons construit un mutant du gène sigS chez O11 reproduisant à l’identique la copie tronquée de O46. Ce mutant a été caractérisé par des tests phénotypiques, des infections de cultures cellulaires et des infections expérimentalessur un modèle de mammite murine. Le mutant ne présente pas de baisse de virulence ni de survie en contexte mammite. Toutefois il induit chez les souris une réponse immunitaire différente de celle de la souche sauvage.Le gène sigS n’explique donc pas à lui seul la moindre sévérité associée à O46.

Staphylococcus aureus est un agent pathogène majeur responsable de mammites dans les troupeaux de ruminants laitiers. Les mammites à S. aureus sont difficiles à traiter et ont tendance à évoluer vers la chronicité. Un des facteurs avancé pour expliquer cette chronicité est la capacité de S. aureus à envahir le tissu épithélial mammaire, échappant ainsi au système immunitaire de l’hôte. L’efficacité limitée des stratégies préventives (vaccins) etcuratives (antibiothérapie) et le risque associé de dissémination de l’antibiorésistance incitent aujourd’hui à développer de nouvelles stratégies. L’utilisation de bactéries lactiques (BL), isolées del’écosystème mammaire bovin ou non, pour développer des probiotiques mammaires, apparait comme une alternative intéressante et durable pour lutter contre les mammites à S.aureus. Dans cette étude, nous avons testé la capacité de plusieurs souches de Lactobacillus casei, dont une isolée du canal d’un trayonbovin, à inhiber l’adhésion et l’internalisation aux cellules épithéliales mammaires bovines (CEM) MAC-T de deux souches de S. aureus, RF122 et Newbould, qui génèrent, respectivement, des mammites aigüe et modérée. Lactobacillus casei affecte l’adhésion et l’internalisation de S.aureus de manière souche-dépendante (Bouchard et al., 2013). L’inhibition de l’adhésion est maintenue avec L. casei inactivé à la chaleur alors que l’inhibition de l’internalisation nécessite un contact de L. casei vivant avec S. aureus ou les CEM. L’effetprotecteur est obtenu sans affecter la viabilité ou la morphologie des CEM. Une fois S. aureus internalisé, sa survie intracellulaire n’est pas affectée par la présence de L. casei. Cette étude montre pour la première fois les capacités d’inhibition de BL sur l’invasion de S. aureus dans un contexte mammaire et ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de stratégies alternatives de lutte contre les mammites.

Les mammites bovines représentent un coût économique et sanitaire important pour la production laitière dans le monde. La prévention et le traitement des mammites reposent essentiellement sur l’usage d’antibiotiques qui affectent négativement la qualité de lait et dont l’efficacité est limitée, en particulier vis-à-vis de Staphylococcus aureus. En outre, l’usage massif d’antibiotiques pour contrôler les mammites contribue au risque de dissémination de l’antibiorésistance. Ces dernières années, l'utilisation de microorganismes probiotiques pour lutter contre les infections suscite un intérêt croissant en santé humaine et animale. Le but de cette étude était d'isoler des bactéries lactiques du microbiote mammaire bovin afin d’évaluer leur potentiel probiotique pour la prévention et le traitement des mammites. L'échantillonnage de l'écosystème du canal du trayon a permisl'isolement de 165 clones appartenant principalement aux genres Enterococcus, Streptococcus, Lactobacillus et Lactococcus. Parmi ces isolats, 11 souches appartenant aux genres non pathogènes Lactobacillus et Lactococcus, et non redondantes d’après leur profil PFGE, ont été retenues pour être caractérisées vis-à-vis deleurs propriétés de surface (hydrophobicité, autoaggrégation), leur capacité à produire des substances antimicrobiennes, leurs capacités d'adhésion et d’internalisation aux cellules épithéliales mammaires bovines MAC-T et leurs propriétés immunomodulatrices. Ce criblage in vitro a permis la sélection de 2 souches de L. brevis et 1 souche de L. plantarum pour leur capacité à coloniser le tissu épithélial mammaire bovin. Lepotentiel immonumodulateur, determiné sur culture cellulaire, a révélé une tendance pro-inflammatoire pour deux souches appartenant aux espèces L. casei et L. brevis et une tendance antiinflammatoire de 2 souches de L. plantarum. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives sur le développement de solutions alternatives et durables pour le contrôle des mammites bovines.

La race Lacaune est la race ovine laitière la plus représentée sur le territoire français en termes d’effectif. Elle est aujourd’hui sélectionnée pour sa capacité laitière, la composition de son lait et la résistance à certaines maladies, dont les mammites. La diminution de la concentration cellulaire du lait (CCS) est aujourd’hui le critère de sélection utilisé par la filière, pour indirectement accroître la résistance des animaux aux mammites. Les méthodes génomiques permettent aujourd’hui d’identifier des portions du génome déterminant en fonction des objectifs de sélection choisis. Ces travaux ont permis l’identification d’une mutation du gène socs2 localisé sur le chromosome OAR3. La protéine SOCS2 est à l’origine de la régulation de nombreux signaux cellulaires impliqués dans des fonctions immunitaires et métaboliques. En comparant les phénotypes des trois génotypes du gène socs2, nous avons pu mettre en évidence que la présence de l’allèle T est à l’origine d’une augmentation significative de la taille, de la production laitière et également de la réponse inflammatoire mammaire chez ces animaux.

Staphylococcus aureus est un des pathogènes majeurs impliqués dans les mammites chez les ruminants. Il engendre des tableaux cliniques très variables, allant des mammites subcliniques aux mammites gangréneuses, mais les mécanismes de cette variabilité restent encore mal connus. La volonté de réduire l’utilisation d’antibiotiques en médecine vétérinaire ainsi que leurs faibles efficacités contre les mammites staphylococciques justifient les efforts consentis au développement de stratégies alternatives. L’une des particularités des infections intramammaires à S. aureus est leur chronicité et leur persistance dont l’une des principales causes est la capacité de S. aureus à adhérer et internaliser dans les tissus de l’hôte. Utiliser les propriétés inhibitrices des bactéries dites « probiotiques » d’un écosystème pour réduire, prévenir ou traiter des infections est une stratégie qui a déjà montré de bons résultats chez l’homme. Ce travail de thèse vise à mieux caractériser le microbiote mammaire et notamment la composante lactique et à évaluer son potentiel à moduler l’adhésion et l’internalisation de S. aureus dans les cellules épithéliales mammaires bovines. L’ensemble de ce travail a été réalisé avec deux souches de S. aureus très différentes au niveau des tableaux cliniques engendrés. La souche RF122, très virulente, et la souche Newbould 305, induisant des infections modérées et chroniques. Les résultats obtenus montrent que la capacité d’invasion cellulaire semble être un élément clé dans la chronicité de la souche Newbould 305. Ceci a été montré par l’analyse comparative (génomes, protéomes et phénotypes) des souches Newbould 305 et RF122. D’autre part, l’écosystème de la glande mammaire présente une composante lactique ayant des capacités probiotiques intéressantes. Ceci a été montré in vitro sur une modèle d’interaction tripartite, entre S. aureus, Lactobacillus casei et les cellules épithéliales mammaires MAC-T. Dans ce système, L. casei affecte l’adhésion et surtout l’internalisation de S. aureus sans modifier la viabilité et la morphologie des cellules en culture. L’inhibition semble dépendante d’un contact direct avec des L. casei viables. La caractérisation des bases moléculaires de ces phénomènes se poursuit dans l’équipe. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives dans l’application de bactéries lactiques en tant que probiotique mammaire., Staphylococcus aureus is one of the main pathogens involved in ruminant mastitis. Severity of bovine S. aureus mastitis is highly variable, from subclinical to gangrenous mastitis. Nevertheless S. aureus factors that may explain this variability are still poorly documented. There is a great demand for the reduction of antibiotics use in veterinary medicine. Besides, these antibiotics have a low efficiency against staphylococcal mastitis. There is thus a need to develop alternative strategies. One feature of S. aureus is its ability to persist within the mammary tissue and induce chronicity of the infection. One of the main causes is the S. aureus ability to adhere to and internalize into host cells. The concept of biological control, using natural inhibitory properties of lactic acid bacteria (LAB) as probiotics, is now well established in humans and animals and is used to reduce, prevent or treat bacterial infections. This PhD work aims to better characterize the mammary microbiota in particular its LAB population, which might exert a positive effect on host health, and to determine its potential to modulate adhesion and internalization of S. aureus. This work was realized using two S. aureus strains as representatives of strains inducing severe (S. aureus RF122) or mild and chronic (Newbould 305) mastitis. Our results showed that the cellular invasion capacities seems to be key element in the chronicity observed in Newbould 305 mastitis. This was determined by genomic, proteomic and phenotypic comparison with RF122. Besides, we showed that the bovine mammary ecosystem present a LAB biodiversity and that these LAB presented interesting probiotic capacities. This was shown in an in vitro model of tripartite interaction, between S. aureus, Lactobacillus casei and the mammary epithelial cells MAC-T. In this system, L. casei impairs S. aureus adhesion and internalization without modifying the viability and the morphology of cells. The inhibition depends on a direct contact with live L. casei. Identification of the molecular basis of this inhibition are currently under investigation. These results open new perspectives in the application of lactic acid bacteria as mammary probiotics.