Evaluation de la compétence immunitaire innée chez des veaux en période périnatale, en relation avec l’occurence de diarrhées

Les jeunes veaux dans leurs premières semaines de vie sont particulièrement sensibles aux diarrhées causées par des infections virales, bactériennes ou parasitaires. La réponse immunitaire innée est une composante majeure des défenses immunitaires à cette période de la vie. Le projet HealthyCalf, financé par APIS-GENE, avait pour objectif de phénotyper la capacité de réponse immunitaire innée chez des veaux à la naissance pour établir des signatures immunitaires associées avec une plus ou moins grande sensibilité aux diarrhées périnatales. Ce phénotypage se base sur la capacité des cellules immunitaires du sang à réagir à des agonistes mimant l’exposition à des pathogènes (PAMPs) par la production de cytokines et de chimiokines.Le sang de 623 veaux Holstein âgés de 1 à 2 semaines issus de fermes commerciales bretonnes et d’une unité expérimentale INRAE en Normandie a été prélevé dans 4 monovettes héparinées chargées ou non avec des ligands synthétiques de récepteurs de l’immunité innée (R848, LPS et MDP) et immédiatement incubé 24h à 37°C. La production de 15 cytokines et chimiokines bovines a été quantifiée en multiplex avec la technologie Luminex. Le statut sanitaire des veaux a été déterminé via une analyse clinique (35% des veaux symptomatiques), complétée par la détection in situ des principaux pathogènes entériques dans les prélèvements de fèces à l’aidedu KIT Speed V-Diar 5 (Coronavirus, Rotavirus, Cryptosporidium parvum, E.coli F5, E.coli CS31A).L’exposition des cellules du sang aux PAMPs a révélé une réponse cytokinique innée. Si certaines cytokines ont des valeurs qui ne varient pas ou peu, d’autres (IL-1RA, TNFα, IL-1α, IL-1β, IL-10 et IFNγ) présentent de fortes variations inter-individuelles et en réponse aux agonistes, le R848 étant l’agoniste le plus puissant. Par des approches de contingence sur les valeurs des 5 cytokines les plus variables entre individus/traitement agoniste, nous avons montré une convergence entre les groupes de veaux forts répondeurs pour toutes les conditions ainsi que pour les groupes de veaux les plus faibles répondeurs. Toutefois, cette convergence n’est pas totale et la répartition de certains individus dans ces catégories dépend du traitement. Une analyse de redondance multivariée a montré qu’il existe des relations significatives entre les cytokines produites par les cellules immunitaires du sang et le statut clinique des veaux (symptômes, identification de pathogènes par le kit Speed V-Diar 5). Ainsi l’occurrence de symptômes digestifs est significativement associée aux niveaux d’IL-10 et d’IL-1α en réponse au MDP. L’identification du coronavirus bovin estassociée à des niveaux plus élevés en IL-10, IL-1α, IL-1β et TNFα en réponse au LPS. Il en est de même pour Cryptosporidium parvum et l’IL-10 en réponse aux R848 et LPS.Nous avons montré qu’il existe des liens significatifs entre la réponse cytokinique innée dans le sang et le statut sanitaire des veaux. L’ensemble de ces analyses devra être poursuivi pour déterminer si le niveau d’expression des cytokines dans le sang peut s’avérer prédictif d’une fragilité du veau vis à vis de pathologies digestives infectieuses

Evaluation de la compétence immunitaire innée chez des veaux en période périnatale, en relation avec l’occurence de diarrhées

Les jeunes veaux dans leurs premières semaines de vie sont particulièrement sensibles aux diarrhées causées par des infections virales, bactériennes ou parasitaires. La réponse immunitaire innée est une composante majeure des défenses immunitaires à cette période de la vie. Le projet HealthyCalf, financé par APIS-GENE, avait pour objectif de phénotyper la capacité de réponse immunitaire innée chez des veaux à la naissance pour établir des signatures immunitaires associées avec une plus ou moins grande sensibilité aux diarrhées périnatales. Ce phénotypage se base sur la capacité des cellules immunitaires du sang à réagir à des agonistes mimant l’exposition à des pathogènes (PAMPs) par la production de cytokines et de chimiokines.Le sang de 623 veaux Holstein âgés de 1 à 2 semaines issus de fermes commerciales bretonnes et d’une unité expérimentale INRAE en Normandie a été prélevé dans 4 monovettes héparinées chargées ou non avec des ligands synthétiques de récepteurs de l’immunité innée (R848, LPS et MDP) et immédiatement incubé 24h à 37°C. La production de 15 cytokines et chimiokines bovines a été quantifiée en multiplex avec la technologie Luminex. Le statut sanitaire des veaux a été déterminé via une analyse clinique (35% des veaux symptomatiques), complétée par la détection in situ des principaux pathogènes entériques dans les prélèvements de fèces à l’aidedu KIT Speed V-Diar 5 (Coronavirus, Rotavirus, Cryptosporidium parvum, E.coli F5, E.coli CS31A).L’exposition des cellules du sang aux PAMPs a révélé une réponse cytokinique innée. Si certaines cytokines ont des valeurs qui ne varient pas ou peu, d’autres (IL-1RA, TNFα, IL-1α, IL-1β, IL-10 et IFNγ) présentent de fortes variations inter-individuelles et en réponse aux agonistes, le R848 étant l’agoniste le plus puissant. Par des approches de contingence sur les valeurs des 5 cytokines les plus variables entre individus/traitement agoniste, nous avons montré une convergence entre les groupes de veaux forts répondeurs pour toutes les conditions ainsi que pour les groupes de veaux les plus faibles répondeurs. Toutefois, cette convergence n’est pas totale et la répartition de certains individus dans ces catégories dépend du traitement. Une analyse de redondance multivariée a montré qu’il existe des relations significatives entre les cytokines produites par les cellules immunitaires du sang et le statut clinique des veaux (symptômes, identification de pathogènes par le kit Speed V-Diar 5). Ainsi l’occurrence de symptômes digestifs est significativement associée aux niveaux d’IL-10 et d’IL-1α en réponse au MDP. L’identification du coronavirus bovin estassociée à des niveaux plus élevés en IL-10, IL-1α, IL-1β et TNFα en réponse au LPS. Il en est de même pour Cryptosporidium parvum et l’IL-10 en réponse aux R848 et LPS.Nous avons montré qu’il existe des liens significatifs entre la réponse cytokinique innée dans le sang et le statut sanitaire des veaux. L’ensemble de ces analyses devra être poursuivi pour déterminer si le niveau d’expression des cytokines dans le sang peut s’avérer prédictif d’une fragilité du veau vis à vis de pathologies digestives infectieuses

Identification de régions du génome et de gènes candidats associés au niveau de réponse immune innée de veaux Holstein

International audienceIn order to investigate the genomic control of innate immune response, the concentration levels of 14 cytokines produced naturally or in response to whole blood stimulation with three pattern recognition receptor agonists were determined in 623 Holstein calves enrolled in the Healthycalf project. The effect of the immunostimulants and the relationship among the cytokines produced were observed through a principal component analysis, and 50K GWASwere performed on all cytokine x condition traits. Results showed that most cytokines present a general common pattern following the first component that explained 70% of the variability and partially discriminated the agonistic conditions. Additionally, 40 genome regions were found associated with at least one trait with some regions being largely shared between conditions and cytokines. Seven positional candidate genes were considered as especially interesting due to their functional link to innate immune response reported from the literature.Afin d'étudier le contrôle génomique de la réponse immune innée, les concentrations de 14 cytokines ont été déterminées grâce à un kit multiplex dans quatre échantillons de sang pour chacun des 623 veaux Holstein du projet Healthycalf. Trois de ces échantillons avaient été mis au contact d'agonistes mimant l'exposition à des pathogènes et le dernier mesurait les niveaux de cytokines présents à l'état basal. L'effet de l'immunostimulant et les relations entre les concentrations cytokiniques ont été étudiés par une analyse en composantes principales, puis des analyses d'association tout génome 50k ont été effectuées. Les résultats montrent que les niveaux de la plupart des cytokines sont très associés les uns aux autres avec un premier axe de l'ACP qui explique plus de 70% de la variabilité. Ce même axe discrimine la condition de stimulation. De plus, 40 régions du génome ont été identifiées comme associées à au moins un caractère, dont certaines sont largement partagées entre plusieurs cytokines. Sept gènes de ces régions ont déjà été associés à la réponse immune innée dans d'autres espèces

MOESM3 of A reverse genetic approach identifies an ancestral frameshift mutation in RP1 causing recessive progressive retinal degeneration in European cattle breeds

Additional file 3: Tables S3, S4, S5, S6 and S7. Additional information on the results of the gene enrichment analysis performed with Ingenuity Pathway Analysis.  This file contains five tables providing additional details on the results of the gene enrichment analysis: a summary of the significant diseases and disorders annotations (Table S3), a summary of significant physiological system development and function annotations (Table S4), a summary of significant molecular and cellular functions annotations (Table S5), the key-word attribution to each significant functional annotation conserved for the analysis (Table S6) and the significant canonical pathways (Table S7)

A reverse genetic approach identifies an ancestral frameshift mutation in RP1 causing recessive progressive retinal degeneration in European cattle breeds

Background[br/] Domestication and artificial selection have resulted in strong genetic drift, relaxation of purifying selection and accumulation of deleterious mutations. As a consequence, bovine breeds experience regular outbreaks of recessive genetic defects which might represent only the tip of the iceberg since their detection depends on the observation of affected animals with distinctive symptoms. Thus, recessive mutations resulting in embryonic mortality or in non-specific symptoms are likely to be missed. The increasing availability of whole-genome sequences has opened new research avenues such as reverse genetics for their investigation. Our aim was to characterize the genetic load of 15 European breeds using data from the 1000 bull genomes consortium and prove that widespread harmful mutations remain to be detected.[br/] Results[br/] We listed 2489 putative deleterious variants (in 1923 genes) segregating at a minimal frequency of 5 % in at least one of the breeds studied. Gene enrichment analysis showed major enrichment for genes related to nervous, visual and auditory systems, and moderate enrichment for genes related to cardiovascular and musculoskeletal systems. For verification purposes, we investigated the phenotypic consequences of a frameshift variant in the retinitis pigmentosa-1 gene segregating in several breeds and at a high frequency (27 %) in Normande cattle. As described in certain human patients, clinical and histological examination revealed that this mutation causes progressive degeneration of photoreceptors leading to complete blindness in homozygotes. We established that the deleterious allele was even more frequent in the Normande breed before 1975 (>40 %) and has been progressively counter-selected likely because of its associated negative effect on udder morphology. Finally, using identity-by-descent analysis we demonstrated that this mutation resulted from a unique ancestral event that dates back to ~2800 to 4000 years.[br/] Conclusions[br/] We provide a list of mutations that likely represent a substantial part of the genetic load of domestication in European cattle. We demonstrate that they accumulated non-randomly and that genes related to cognition and sensory functions are particularly affected. Finally, we describe an ancestral deleterious variant segregating in different breeds causing progressive retinal degeneration and irreversible blindness in adult animals