Chez l’Homme, la description clinique et l’étude moléculaire des syndromes rares sont souvent rendues difficiles par le faible nombre de patients atteints et les difficultés rencontrées pour développer des souches d’animaux modèles pour les anomalies génétiques dominantes les plus sévères. A l’inverse, la structure des populations bovines et les quantités de données phénotypiques et génomiques disponibles chez cette espèce permettent d’identifier rapidement les mutations causales et d’étudier leurs effets sur des cohortes importantes d’animaux atteints.
Une équipe internationale menée par l’Inra, en collaboration avec ALLICE, le CEA et VetAgroSup, a voulu illustrer, avec une sélection d’exemples, les nombreuses opportunités offertes par le modèle bovin. Les chercheurs ont identifié des mutations candidates pour sept anomalies génétiques dominantes[1], en séquençant le génome complet d’un animal atteint et en le comparant aux génomes de plus de mille individus contrôles représentant les principaux ancêtres de leurs races. Ensuite, ils ont pu confirmer que ces mutations étaient apparues de novo et qu’elles étaient bien la cause de ces syndromes, en étudiant des individus apparentés aux animaux atteints.
En outre, les scientifiques ont réalisé des examens cliniques et observé des corrélations génotype-phénotype parfaites entre les cas bovins et les patients humains présentant des mutations dans les mêmes domaines des mêmes protéines, démontrant ainsi que la vache pouvait être un modèle pertinent pour l’étude des anomalies génétiques humaines. Ils apportent aussi la preuve que le modèle bovin peut, dans certains cas, être meilleur que le modèle murin, qui exprime parfois un phénotype atténué.
Par ailleurs, ils montrent que les grandes familles de demi-frères/sœurs produites par insémination animale permettent la cartographie de gènes modificateurs[2] et que l’étude de mutations rares chez le bovin peut également avoir un intérêt en recherche fondamentale.
Enfin, les scientifiques prouvent qu’il est possible d’anticiper l’émergence de certaines anomalies génétiques récessives, en identifiant certains taureaux d’insémination porteurs d’éventuelles mutations de novo délétères, et en prévenant ainsi l’émergence de l’anomalie dans les populations.
En conclusion, cette étude offre un éclairage remarquable sur le potentiel offert par l’utilisation des espèces d’élevage comme modèles animaux à l’ère post-génomique.
*Avec la participation de l’Institut de l’élevage (Idele), l’Observatoire national des anomalies bovines (ONAB), LABOGENA et l’école nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l’alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS).
[1] Cet article présente des cas d‘achondrogénèse de type II (causés par trois mutations différentes dans le gène COL2A1), de syndrome de CHARGE (CHD7), d’ostéogénèse imparfaite de type II (COL1A1), de syndrome de Tietz (MITF), de dysplasie ectodermique anhidrotique, ainsi qu’une anomalie de coloration sans équivalent chez l‘Homme, dénommée rouge dominant (COPA).
[2] Les gènes modificateurs, en interagissant avec le gène muté, peuvent aggraver ou au contraire atténuer les symptômes associés à certains syndromes d’origine génétique.