Variation génomique et mécanismes moléculaires de la réponse de l'hôte aux nématodes gastro-intestinaux chez les petits ruminants

Abstract

Gastrointestinal nematode (GIN) infections are one of the major constrains for sheep and goat production worldwide. One of the promising control strategies is the genetic selection for resistant animals as there are no issues due to anthelmintic resistance and it aligns to demands for chemical-free food. Exploring possible phenotypic and genomic markers that could be used in breeding scheme besides understanding the mechanisms responsible for resistance were the main goals of this thesis. Thesis consists of General introduction, a brief description of GIN biology and methods to control GIN with focus on phenotypic and genomic markers, four papersand General discussion. In paper , a systematic review and meta-analysis were conducted to re-analyse and summarize the findings on immunoglobulins response to GIN in the literature and discuss the potential to use immunoglobulins as biomarkers of the host resistance. A conceptual model summarizing the role of immunoglobulins in resistance to GIN is proposed. In paper , transcriptome profiling of the abomasal mucosa and lymph node tissues were compared between non-infected, resistant and susceptible Creole goats experimentally infected with Haemonchus contortus. Results indicated that the maintenance of the integrity of the mucosa has probably the priority for the host at late infection stage. In , the dynamics of the response of the abomasal mucosa of resistant and susceptible Creole goats experimentally infected with H. contortus were compared. The immune response was activated through many relevant pathways including the Th1 immune response at different time post-infection. Interestingly, the results showed a simultaneous time series activation of Th2 related genes in resistant compared to susceptible kids. In paper , the genomic variants of Creole goats resistant and susceptible to H. contortus were discovered from RNAsequencing data at four different times post-infection. Single nucleotide polymorphisms, insertions and deletions that distinguish the resistant and the susceptible groups were identified and characterized through functional analysis. The Tcell receptor signalling pathway was one of the top significant pathways that distinguish the resistant from the susceptible group with genomic variants in 78% of genes in this pathway.Les infections par les nématodes gastro-intestinaux (NGI) constituent l’une des contraintes principales de production chez les ovins et les caprins dans le monde. Une des solutions prometteuse est la sélection génétique d’animaux résistants aux NGI. Cette sélection permettrait de réduire l’utilisation des anthelminthiques et donc l’apparition de souches de NGI résistants à ces molécules, et de répondre à la demande sociétale de produits animaux sans résidus. Les principaux objectifs de cette thèse étaient de caractériser des marqueurs phénotypiques et génomiques qui pourraient être utilisés dans des schémas de sélection et de comprendre les mécanismes physiologiques sous-jacents.Ce manuscrit de thèse est structuré de la manière suivante : une introduction générale suivie d’une brève description de la biologie des NGI et des méthodes de contrôle en mettant l’accent sur les marqueurs phénotypiques et génomiques, puis les quatre articles scientifiques et la discussion générale. Dans l’article I, une revue systématique et une méta-analyse ont été réalisées pour ré-analyser et résumer les résultats de la littérature sur la réponse humorale contre les NGI et discuter de la possibilité d’utiliser les immunoglobulines comme biomarqueurs de la résistance de l’hôte. Un modèle conceptuel résumant le rôle des immunoglobulines dansla résistance au GIN est proposée. Dans l’article II, les transcriptomes de la muqueuse abomasale et des ganglions drainants d’animaux résistants et sensibles infestés par Haemonchus contortus et non-infestés ont été comparés. Les résultats ont montré qu’à un stade tardif de l'infestation le maintien de l'intégrité de la muqueuse est probablement la priorité pour l'hôte. Dans l’article III, les dynamiques de la réponse de l’hôte au niveau de la muqueuse abomasale ont été comparées entre animaux résistants et sensibles infestés par H. contortus. Nous avons montré l’activation de nombreuses voies de signalisation, notamment la voies Th1 et Th2 de manière concomitante. Dans l’article IV, des variants génomiques (SNP : insertions et délétions) de la résistance aux NGI ont été mis en évidence à partir des données de séquençage des ARN et caractérisés par une analyse fonctionnelle. L’une des voies de signalisation qui distinguent le mieux les deux génotypes est celle des récepteurs de lymphocytes T, près de 78% des gènes de cette voie de signalisation présentent des variants génomiques