Alltech : les promesses de la nutrigénomique

Alltech organisait une journée consacrée à la nutrigénomique appliquée aux productions animales, au Zoopôle de Ploufragan (Côtes d’Armor), en partenariat avec Valorial et l’Unceia. Cette journée de réflexion a permis de mettre en lumière les perspectives prometteuses liées à la connaissance et la maîtrise de l’interaction entre l’alimentation et l’expression des gènes.

En 2008, Alltech a ouvert le 1er centre de Nutrigénomique à Lexington, aux États-Unis.

La nutrigénomique est une science très récente qui donne accès à des connaissances s’avérant stratégiques pour agir sur les voies métaboliques, via notamment la nutrition. Fruit de recherches qui se sont considérablement accélérées depuis les années 2000, la nutrigénomique permet véritablement d’appréhender l’alimentation comme « véhicule de performance ». « Alimentation et patrimoine génétique sont intimement liés ; néanmoins l’interaction entre les gènes et les nutriments reste encore obscure », a rappelé Richard Planells, de l’Inserm à Marseille, en préambule de cette journée organisée le 30 novembre dernier. De nombreuses recherches ont montré le lien entre le régime alimentaire et la santé, et ce depuis de nombreuses années. La nutrigénomique, au-delà des promesses encore incertaines d’établir des régimes « à la carte », en particulier dans l’alimentation humaine, permet néanmoins d’accéder à des nouvelles fenêtres d’observation de l’animal, et de mettre ainsi en valeur des caractères plus élémentaires ou cachés. C’est ainsi vrai dans le lait, souligne Christine Leroux, de l’Inra : « Il s’agit de modéliser le fonctionnement des organismes et d’être capable de prédire la réponse aux changements nutritionnels chez les animaux d’élevage, l’objectif étant d’optimiser le potentiel génétique par une alimentation adaptée. Au service de la qualité du lait, la nutrigénomique permet par exemple de comprendre les mécanismes de régulation du métabolisme mammaire, afin de maîtriser la composition du lait. »

« La maîtrise des caractères de l’animal grâce à la sélection de l’alimentation peut accroître de plus de 50 % le coût de revient de l’animal », complète Sandrine Lagarrigue, d’Agrocampus Ouest. Retraçant l’historique du séquençage, la professeure a rappelé que la génomique a émergé dans les années 2000, comprenant la métagénomique, qui consiste à analyser l’ensemble des micro-organismes vivants, avec un intérêt particulier pour l’intestin, où le microbiote apparaît très intéressant et riche. « On s’approche donc naturellement de la nutrigénomique pour étudier l’effet des nutriments sur ces microbiotes. » Le premier séquençage du génome humain est effectué en 2001, au cours d’un travail de 8 années, et les recherches coûtent à l’époque 3 milliards de dollars ; en 2004 la première espèce d’élevage séquencée est la poule, l’opération prend un an et coûte 30 millions de dollars, soit 100 fois moins (car on a gagné en automatisation). Viennent alors le séquençage du cheval, du bovin, et plus récemment celui du porc. « 2010 marque une rupture, un saut technologique dans le séquençage, grâce à la technologie miniaturisée (dite Next generation sequencing) : on est désormais capable de séquencer en quelques jours pour 1 500 €. Tout génome devient séquençable. Le coût a tellement baissé qu’on peut séquencer un individu et non plus un groupe d’individus. » Les puces à SNP (Single Nucleotide Polymorphisms) sont capables de donner en quelques jours un génotypage de 50 000 SNP, pour environ 200 €.

Atouts de la sélection génomique

Sandrine Lagarrigue, d’Agrocampus Ouest : « L’évaluation génétique très précoce comporte des applications spectaculaires, parmi lesquelles l’identification de caractères jusqu’ici mesurés tardivement (tels la ponte ou la lactation). »

La sélection génomique a des applications enfin concrètes puisqu’on peut identifier les gènes prédicteurs et donc faire une sélection rapide, précise encore Sandrine Laguarrigue, qui rappelle que le processus s’est particulièrement développé chez les bovins, avec notamment des études comparatives entre groupes d’individus au phénotypage différent, et l’étude de l’effet du SNP sur la variation du caractère. La valeur génétique pouvant être attribuée dès la naissance, on peut alors préciser ou mettre en valeur un caractère (comme celui de manger peu et croître rapidement).

La sélection génomique en est toutefois à sa première application à l’échelle industrielle, précise Laurent Journaux, de l’Unceia, organisation professionnelle d’élevage représentant l’ensemble des filières de l’insémination bovine, caprine, ovine et porcine. Mais « l’utilisation des résultats va révolutionner la récolte des phénotypes. » Le généticien est revenu en détail sur les progrès permis par le partenariat entre la R&D et l’élevage en matière de génétique puis de nutrigénomique : « On est capable de prédire la composition de quasiment tous les acides gras du lait avec méthodes de référence des spectres moyens infrarouges. Pour connaître l’impact de la nutrition sur cette composition, un programme a été mis en place, à l’interface entre nutrigénomique et enregistrement de phénotypes nouveaux qui permettent de mieux décrypter l’influence de l’alimentation sur la production. » C’est autour de la connaissance du génome des animaux d’élevage que s’est mis en place Apis Gène, société par actions simplifiées qui réunit l’Unceia, le CNIEL, Interbev, la CNE et l’Institut de l’Élevage, et qui propose de participer au financement des programmes de recherche en lien avec le domaine, par apport en argent ou mise à disposition de matériel biologique.

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Recherches sur le microbiote

Interrogés sur les tendances à venir, les conférenciers s’accordent à dire que les premiers produits qui vont apparaître sur le marché (et qui y sont déjà) sont ceux qui agissent sur la microflore, où les recherches sont déjà bien avancées, en particulier dans la santé humaine. Des pistes prometteuses sont à explorer concernant l’interaction entre microbiote intestinal et alimentation selon l’hôte, précise Laurent Journaux, puisque ces observations sont à même de conduire à la maîtrise des gaz à effets de serre et d’augmenter l’efficacité alimentaire, la barrière immunitaire ou encore la réserve d’énergie.

La nutrigénomique est aussi capable de fournir un outil d’évaluation de la pertinence biologique, est venu conclure Mark Gaffney, jeune scientifique d’Alltech. « Dans un contexte de tolérance zéro de plus en plus prégnant, la nutrigénomique permet d’identifier des marqueurs associés à des toxines précises, et ce sans expérimentation animale importante. » Et de prendre pour exemple l’interdiction prochaine par l’Union Européenne (en 2012) de l’usage des antiprotozoaires dans l’alimentation des volailles : « Il sera nécessaire d’établir une détection précoce des infections à l’Eimeria, ce que permet la nutrigénomique »…

Sarah Le Blé

… Retrouvez l’intégralité de l’article dans la RAA 643 – Janvier-février 2011

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