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Un troupeau en meilleure santé. C'est un concept simple qui s’avère difficile à mettre en pratique.
Au cours des dix dernières années, l'industrie laitière s'est concentrée sur la recherche de gènes résistants aux agents pathogènes courants dans les fermes laitières.
Au cours de cette période, les caractéristiques sanitaires générales basées sur les données relatives au taux de réforme et à la mortalité ont été remplacées par des caractéristiques beaucoup plus spécifiques pour les maladies individuelles. Parallèlement, nous avons assisté au développement d’indices pour la réponse immunitaire, qui examinent la capacité biologique directe d'un animal à réagir et à répondre à une maladie au niveau cellulaire.
Résultat : nous avons maintenant plusieurs façons d'évaluer et de résoudre potentiellement la grande question.
Actuellement, de multiples évaluations génétiques sont menées en parallèle avec le même objectif : identifier la génétique qui permettra de réduire les maladies du troupeau.
L'un des plus grands défis à relever pour améliorer la santé à partir de la génétique est de collecter des données de haute qualité en quantité suffisante pour refléter avec précision la variation génétique dans la population. Les traits de santé sont fortement influencés par des facteurs environnementaux et ne sont pas enregistrés de manière cohérente d'un troupeau à l'autre. Il est donc très difficile d'obtenir une bonne évaluation génétique qui englobe une maladie ou plusieurs phénotypes de maladie dans une ferme.
La sélection en fonction des caractères de santé
Des données ont récemment été collectées auprès d'un groupe de 100 grandes fermes commerciales du monde entier, toutes dotées de registres de maladies de haute qualité et cohérents sur leurs animaux. Au total, l'ensemble de données représentait 330 000 vaches et plus de 160 000 registres de santé de haute qualité.
L'étude a analysé les performances des filles de taureaux en fonction des indices de santé du taureau (basés sur des traits de maladies individuelles) et de leurs évaluations génétiques pour la réponse immunitaire (une combinaison de composants du système immunitaire à médiation par anticorps, à médiation cellulaire et innée). Les résultats étaient très variables selon les troupeaux et les maladies. En général, la réponse immunitaire directe a surpassé les traits de maladie individuels lors de l'analyse du nombre total de cas de maladie enregistrés dans la population. Certains traits, en particulier ceux qui ont une base métabolique (cétose, déplacement de caillette), ont favorisé la sélection sur les traits de santé individuels. Dans l'ensemble, la réponse immunitaire directe a donné les meilleurs résultats, mais pour un troupeau donné, il n'y a pas de signal clair d’une génétique qui surpasserait toutes les autres.
Est-il possible de créer une combinaison d’indices génétique de santé qui surpasse constamment les indices individuels?
Pour combiner plusieurs traits dans un même but, on utilise généralement les corrélations génétiques entre les traits pour trouver une combinaison qui maximise le progrès génétique pour le trait en question. Dans le cas présent, il s'agit de la résistance aux maladies ou, plus exactement, de la réduction du coût des maladies.
Pour cet ensemble de données, cependant, il n'était pas possible de calculer les corrélations génétiques entre les différents traits de maladie et l'immunité. Le big data a plutôt été utilisé pour combiner de manière optimale ces traits dans un indice capable de minimiser les coûts liés aux maladies dans toutes les fermes. Un algorithme (une technique d'apprentissage automatique et d’intelligence artificielle) a été utilisé pour trouver la combinaison idéale de traits afin de minimiser le coût prévu de la maladie par animal dans la population. Plus la valeur de l'indice est élevée, plus le nombre de cas attendus et le coût total de la maladie sont faibles.
Les résultats ont montré que l'indice combiné était nettement plus performant que chaque composant individuel. Si on compare les 15 % de taureaux les plus performants pour chaque mesure génétique au reste de la population, l'indice combiné présente 28,6 % de maladies en moins au total, contre 21,7 % pour la réponse immunitaire seule, et 15 % à 20 % pour les indices des caractères de santé individuels. Les résultats complets sont présentés dans le Tableau 1. Essentiellement, les 15 % supérieurs étaient plus résistants aux maladies lorsqu'ils étaient sélectionnés sur la base de l'indice combiné.
Pourquoi la combinaison fonctionne-t-elle?
Vous vous demanderez peut-être pourquoi la combinaison de ces caractéristiques est capable de surpasser chacune d'entre elles. Par exemple, les traits de santé ont été conçus pour prédire ce type exact de données – n'est-ce pas suffisant?
Le principal avantage de la combinaison des évaluations génétiques en une seule provient de la complexité du système immunitaire lui-même. Pour combattre efficacement un agent pathogène, le système immunitaire doit être capable de faire deux choses essentielles :
1. Développer une forte réponse immunitaire, c.-à-d. envoyer de nombreuses molécules de défense immunitaire sur le site de l'infection afin de tuer l'agent pathogène envahissant (réponse immunitaire).
2. Reconnaître l'agent pathogène envahissant et être capable de savoir que la cellule elle-même, dans le cas d'une bactérie, ou le contenu d'une cellule, dans le cas d'un virus, est nuisible et doit être traitée (caractéristiques des maladies individuelles).
Pourquoi cela est-il important? Cela signifie que la sélection pour un indice combiné permettra d'obtenir plus rapidement un troupeau en meilleure santé. Cela signifie moins de coûts de traitement, moins de pertes de lait et des vaches qui vivent plus longtemps. Les premières données ont montré que pour chaque écart-type d'amélioration de l'indice d'immunité combinée, une vache devrait faire économiser plus de 160 $ à son propriétaire au cours de sa vie grâce à la réduction des maladies. Des études ont également montré que la réduction de la prévalence des maladies et l'impact économique sont plus importants grâce à un indice combiné qu'à un ensemble de caractéristiques sanitaires individuelles.
Aucun trait de santé n'est parfait, et chacun présente ses propres avantages et inconvénients en fonction de la taille, de la portée et de la qualité des données qui entrent dans une évaluation génétique. Il est clair, cependant, que la combinaison de ces éléments est plus importante que les composants individuels.
La combinaison des évaluations nous conduira plus rapidement à un troupeau plus sain.
