Des signaux du tissu adipeux en cause dans l'infertilité des vaches laitières
Publié par Isabelle le 01/10/2019 à 14:00
Source: INRA

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Dans le cadre du projet européen Prolific1, des scientifiques de l'Inra associés aux chercheurs de l'université d'Uppsala en Suède2 ont identifié un gène du tissu adipeux qui pourrait être impliqué dans la baisse de fertilité (Pour le sens commun, la fertilité désigne à la fin du XXe siècle la capacité des personnes, des animaux ou des plantes à produire une descendance viable et...) des vaches laitières ayant les meilleures productions de lait, comme les vaches Prim'Holstein. Publiés dans PLOs One (PLoS One est une revue scientifique exclusivement en ligne couvrant tous les domaines de la biologie et de la médecine sans distinction, qui a été lancée à fin...), ces résultats permettent une meilleure compréhension des interactions entre métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques qui se déroulent de manière ininterrompue dans la cellule ou l'organisme vivant. C'est un processus ordonné,...) et reproduction, notamment certaines infertilités.

Chez la vache (La vache est la femelle d'un mammifère domestique ruminant, généralement porteur de cornes sur le front, appartenant à l'espèce Bos taurus de la famille des bovidés. C'est la femelle du taureau....) laitière, la capacité d'ingestion après le vêlage est insuffisante pour couvrir les besoins énergétiques de début de lactation. Pour combler ce déficit, l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de...) puise dans ses réserves corporelles, principalement son tissu adipeux (Le tissu adipeux (masse grasse)). Or, chez les vaches laitières qui présentent les meilleures productions de lait (comme les Prim'Holstein), la balance énergétique négative a une forte incidence sur leur capacité à se reproduire. En effet, la fonte massive (Le mot massif peut être employé comme :) de leur tissu adipeux conduit à une augmentation de la concentration des acides gras libres dans le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des animaux. Un...) qui est néfaste pour les fonctions ovariennes et pour la qualité des ovocytes. De plus, cette fonte massive entraîne un remaniement de la structure du tissu adipeux et de son contenu en hormones appelées adipocytokines. Or, s'il est désormais acquis que le tissu adipeux est un réel tissu endocrine, le rôle de ces adipocytokines dans les interactions entre métabolisme et reproduction chez la vache est méconnu.

Une étape vient d'être franchie dans la compréhension de ces mécanismes. Dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...) européen Prolific, les scientifiques ont cherché à identifier les gènes et les voies métaboliques du tissu adipeux qui variaient en fonction du niveau de déficit de la balance énergétique en période péri-partum3 chez des vaches primipares. L'utilisation de technologies de séquençage (En biochimie, le séquençage consiste à déterminer l'ordre linéaire des composants d'une macromolécule (les acides aminés d'une protéine, les...) de nouvelle génération leur a permis de caractériser l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude...) des ARN du génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains...) (le transcriptome) du tissu adipeux blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux continu, d'où l'image que l'on en donne parfois :...) de ces animaux ayant reçu un apport énergétique alimentaire élevé ou faible pour obtenir différents niveaux de déficit de balance énergétique.

Leurs analyses ont confirmé l'altération de l'expression de gènes liés au métabolisme des lipides. De plus, elles ont permis de découvrir d'autres gènes différentiellement exprimés comme le CCL21 (pour Chemokine (C-C motif) ligand 21). La protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En général, on...) CCL21 a été retrouvée au niveau plasmatique en quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) plus faible chez les animaux présentant la balance énergétique la plus négative après vêlage.

Les scientifiques ont également démontré la capacité de la protéine CCL21 à modifier in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme vivant ou de la cellule. Un exemple est la fécondation in vitro...) la prolifération et la sécrétion de progestérone des cellules ovariennes bovines. Ainsi, CCL21 exprimée par le tissu adipeux puis secrétée dans la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) sanguine, pourrait être impliquée dans la régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) endocrine de la fonction ovarienne. Ses variations pourraient contribuer à expliquer certaines infertilités associées à des troubles métaboliques. Les scientifiques s'intéressent actuellement à l'importance de CCL21 plasmatique dans les anomalies de cyclicité ovarienne et aux échecs précoces de gestation (La gestation est un état fonctionnel particulier propre à la femelle de vivipare qui porte son ou ses petits dans son utérus, entre la nidation de l'œuf et la parturition (mise-bas ou accouchement). La durée...) chez la vache laitière. Par ailleurs, en médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal...) humaine, en collaboration avec des cliniciens, les chercheurs vont prochainement étudier CCL21 chez les patientes infertiles présentant une dérégulation métabolique (obésité, syndrome (Un syndrome est un ensemble de signes cliniques et de symptômes qu'un patient est susceptible de présenter lors de certaines maladies, ou bien dans des...) métabolique, anorexie).

Notes:

(1) Le projet européen Pluridisciplinary study for a RObust and sustainabLe Improvement of Fertility In Cows(Prolific) a impliqué 13 partenaires publics ou privés de 8 pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la...) (Danemark, Espagne, France, Irlande, Italie, Pays-Bas, Royaume-Uni et Suède).

(2) Ces travaux ont impliqué deux unités du Centre Inra Val de Loire: l'unité mixte de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le cadre...) Physiologie (La physiologie (du grec φύσις, phusis, la nature, et λόγος, logos, l'étude, la science) étudie le rôle, le fonctionnement et l'organisation...) de la reproduction (La Reproduction. Eléments pour une théorie du système d'enseignement est un ouvrage de sociologie co-écrit par Pierre Bourdieu et...) et des comportements (Inra, CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de Tours, IFCE), l'Unité expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes dominants tant sur le plan formel, esthétique, que sur le plan culturel et politique. ...) Physiologie animale de l'Orfrasière et l'université d'Uppsala en Suède. Le séquençage a été réalisé par la plateforme transcriptomique IMAGIF (CEA, CNRS, Université Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du...) Sud).

(3) Période comprenant le dernier mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) de la gestation et les premiers mois suivant la mise-bas.


Contact(s) scientifique(s):
-Joëlle Dupont (DuPont, de son nom complet E.I. du Pont de Nemours et compagnie, est une entreprise américaine, fondée en juillet 1802 à Wilmington, dans le Delaware, par Eleuthère Irénée du...) - Physiologie de la reproduction et des comportements

Département(s) associé(s):
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Centre(s) associé(s):
Val de Loire

Référence publication:
Namya Mellouk, Christelle Ramé, Delphine Naquin, Yan Jaszczyszyn, Jean-Luc Touzé, Eric Briant, Daniel Guillaume (Guillaume est un prénom masculin d'origine germanique. Le nom vient de Wille, volonté et Helm, heaume, casque, protection.), Theodoros Ntallaris, Patrice Humblot, Joëlle Dupont. Impact of the severity of negative energy balance on gene expression in the subcutaneous adipose tissue of periparturient primiparous Holstein dairy cows: Identification of potential novel metabolic signals for the reproductive system. PLOS ONE.26 septembre 2019.
doi: 10.1371/journal.pone.0222954. eCollection 2019.
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