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Un outil d’épigénotypage dans cinq ans ?

Les premiers résultats d’essais en fermes expérimentales menés dans le cadre du projet GenEpi sont prometteurs.

Hélène James, Inra. « Nous espérons établir des signatures épigénétiques qui serviront de biomarqueurs de la santé des vaches. On pourra ainsi à moyen terme leur fournir des compléments alimentaires adaptés à leurs besoins."
© Inra

Après la génomique, l’épigénétique pourrait à nouveau à moyen terme bouleverser le monde de l’élevage. C’est ce qu’a laissé entendre Hélène James, directrice de recherche à l’Inra de Jouy-en-Josas lors d’une conférence organisée au Sommet de l’élevage par La Pilardière. De quoi s’agit-il ? « Les phénotypes observés chez les animaux (la production de lait, la santé, la fertilité…) sont déterminés par le génome mais aussi par le fonctionnement du génome, a-t-elle expliqué. Il est démontré aujourd’hui qu’une strate d’informations, les marques épigénétiques, orchestrent ce fonctionnement en s’apposant sur le génome en des sites précis. » Ce sont en fait ces marques qui expliquent que toutes les cellules d’un individu ne sont pas identiques alors qu’elles possèdent le même patrimoine génétique. Pour comprendre, imaginez un livre de cuisine. Le livre, c’est le génome ; les recettes sont les gènes ; et les post-it collés sur les pages à lire sont les marques épigénétiques. « Comme les post-it, les marques épigénétiques se posent sur la molécule d’ADN, mais elles ne modifient pas sa séquence tout en permettant une sélection de l’information génétique. »

Les marques épigénétiques modifient l’expression du potentiel génétique

Si cet épigénome suscite tant d’intérêt pour l’élevage, c’est qu’il a la particularité d’être sensible aux variations de l’environnement : « il représente à court et à long termes un mode d’archivage privilégié des impacts environnementaux (nutrition, stress…) ». Et donc en agissant sur l’environnement, vous pouvez modifier ces marques épigénétiques donc le fonctionnement du génome et ainsi améliorer l’expression du potentiel génétique des vaches. Ces modifications de l’expression des gènes liées à l’environnement peuvent même être transmises à leurs descendants !

D’où l’idée portée par le projet GenEpi — un projet collaboratif entre La Pilardière, XR-REpro et plusieurs équipes de l’Inra — de mettre au point à moyen terme un outil d’épigénotypage permettant de mieux définir l’état d’une vache laitière. De la même manière que le génotypage permet de connaître le génome d’une vache, un outil d’épigénotypage permettrait de connaître son épigénome et d’apporter des mesures correctives « personnalisées » pour améliorer l’expression de son potentiel génétique : par exemple des compléments alimentaires ciblés en fonction de ses besoins.

Des premières pistes de position de marques épigénétiques

On en n’est pas encore là. Mais un essai a été mis en place dans deux fermes expérimentales de l’Inra dans le cadre du projet GenEpi, basé sur la distribution d’un aliment minéral vitaminé visant l’amélioration de la santé des vaches (1), avec à chaque fois un lot contrôle et un lot supplémenté avec ce minéral. L’objectif était de déterminer les effets non seulement sur la santé/performance des vaches en début de lactation, mais aussi sur leur épigénome dans les cellules du sang. La distribution du produit a démarré quatre semaines avant la mise bas et des prélèvements sanguins ont été effectués à 15 et 60 jours après le vêlage. « Pour cela nous avons développé des analyses de la méthylation de l’ADN qui est un des composants de l’épigénome. Ce travail permet d’identifier les variations de l’épigénome », précise la chercheuse. Les premiers résultats ont permis d’identifier plus de 4 700 positions dans le génome avec un différentiel de méthylation d’au moins 20 % entre le lot contrôle et le lot supplémenté. « Ces modifications épigénétiques étaient généralement associées à des gènes du métabolisme et donc font sens par rapport au produit testé. Et au niveau des données phénotypiques, un effet améliorateur a été observé sur le poids corporel, la note d’état IV 1re IA et les conditions de vêlage sans modifier la production laitière. » Ces premières pistes de position de marques épigénétiques restent à valider avant de les mettre à l’épreuve dans des essais terrain. C’est un premier pas vers le développement d’un outil moléculaire d’épigénotypage. Il pourrait voir le jour, selon la chercheuse, dans cinq ans.

(1) Genial minéral issu de la nutrigénomique commercialisé par La Pilardière et XR-Repro.
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