Les petites choses qui vivent dans le nez d'un veau pourraient être la clé de la lutte contre les maladies respiratoires bovines, la maladie la plus coûteuse qui touche l'industrie bovine.

Jiangchao Zhao, professeur agrégé de sciences animales à l'Arkansas Agricultural Experiment Station et au Dale Bumpers College of Agricultural, Food and Life Sciences, utilise le séquençage de nouvelle génération pour identifier les micro-organismes peuplant les cavités nasales bovines, connues sous le nom de microbiome respiratoire. Il a corrélé ces résultats avec la présence ou l'absence de maladie respiratoire bovine, également connue sous le nom de MRB, chez les veaux pour découvrir quels microbiotes sont bénéfiques pour la santé de l'animal et lesquels la nuisent.

L'Agricultural Experiment Station est la branche de recherche de la Division du système d'agriculture de l'Université de l'Arkansas.

Maladie coûteuse

Zhao a déclaré que la BRD coûte à l'industrie bovine jusqu'à 2 milliards de dollars par an, y compris la mort d'animaux, la réduction de l'efficacité alimentaire et d'autres effets néfastes, ainsi que pour les coûts de prévention et de traitement. Selon un article intitulé "Economic Effects of Bovine Respiratory Disease", publié dans le Journal of Animal Science, les parcs d'engraissement américains enregistrent à eux seuls jusqu'à 900 millions de dollars de pertes annuelles dues à la BRD. .

Les parcs d'engraissement, en particulier pour les veaux qui y vont directement après le sevrage, présentent le plus grand risque pour les animaux d'acquérir la BRD, a déclaré Zhao. Selon un rapport du système national de surveillance de la santé animale de l'USDA à Fort Collins, au Colorado, plus de 90 % des grands parcs d'engraissement aux États-Unis ont signalé la MRB comme la maladie la plus fréquente.

"Les veaux sont soumis à un stress important, du sevrage à l'expédition vers le parc d'engraissement", a déclaré Zhao. "Le fait de se mêler à d'autres animaux augmente le risque. Le premier mois au parc d'engraissement est la période de vulnérabilité la plus élevée à la maladie."

Les veaux en arrière-plan, ceux qui continuent au pâturage dans une opération d'élevage après le sevrage, sont moins sensibles au BRD, a déclaré Zhao, mais pas immunisés. Les animaux sont toujours stressés pendant le transport de la ferme vache-veau à la ferme de semi-finition, ce qui diminue leur réponse immunitaire lorsqu'ils sont exposés à la maladie.

Zhao a déclaré que la semi-finition présente moins de stress et moins d'exposition au BRD que d'aller directement dans un parc d'engraissement. "C'est une bonne pratique. Les veaux développent un système immunitaire plus sain et sont plus gros et plus forts lorsqu'ils vont enfin au parc d'engraissement."

Cependant, plus de la moitié des veaux américains vont directement dans les parcs d'engraissement après le sevrage, a-t-il déclaré.

Corrélation du microbiome

Les microbiomes sont des colonies de bactéries - bonnes, mauvaises ou indifférentes - qui occupent des cavités dans le corps des animaux. Zhao et son équipe de recherche étudient ce microbiote chez les animaux d'élevage pour déterminer comment les populations affectent la santé des animaux.

Dans cette étude, Zhao identifie les espèces de microbiote qui sont en corrélation avec les occurrences de maladies respiratoires bovines chez chaque animal.

Les recherches de Zhao sont menées sur 30 veaux dans chacun des trois sites de recherche de la Division de l'agriculture :le centre de recherche et de vulgarisation agricole Milo J. Shult à Fayetteville, le centre de recherche et de vulgarisation du sud-ouest à Hope et la station de recherche sur l'élevage et la foresterie près de Batesville. /P>

Zhao collabore à cette recherche avec ses collègues des sciences animales Beth Kegley et Jeremy Powell, le statisticien de la Division de l'agriculture Jung Lee et les scientifiques animaliers John Richeson de la West Texas A&M University et Sarah Capik de la Texas A&M University.

"Nous nous efforçons de comprendre les mécanismes de causalité de la maladie", a déclaré Zhao.

BRD est presque toujours une co-infection, a-t-il déclaré. Un veau attrape un virus, un peu comme les humains qui attrapent un rhume ou la grippe, puis une bactérie pathogène profite du système immunitaire affaibli de l'animal.

"Quand vous savez ce qui cause la maladie", a déclaré Zhao, "alors vous avez une cible d'intervention."

À l'aide du séquençage de nouvelle génération, Zhao a observé quels gènes sont transcrits lors d'une infection par BRD, y compris des gènes à la fois dans l'agent pathogène et dans le système immunitaire de l'animal.

"Le suivi de l'interaction entre l'agent pathogène et l'hôte est un travail très compliqué, basé sur les mégadonnées", a déclaré Zhao.

Cette étude est combinée avec la culturomique, a déclaré Zhao, pour isoler les bons et les mauvais insectes du système respiratoire bovin. Les échantillons de microbiome des écouvillons sont étalés sur des boîtes de Pétri avec différents milieux de croissance et gaz pour simuler l'environnement du système respiratoire, un processus connu sous le nom de "placage". Ensuite, les colonies bactériennes sur les plaques sont analysées pour identification et caractérisation.

L'équipe du laboratoire de Zhao a identifié plusieurs probiotiques potentiels basés sur l'analyse de données volumineuses. Samantha Howe, titulaire d'un doctorat. étudiant au Bumpers College, a pu cultiver certaines des bactéries. "Elle s'efforce de vérifier les effets bénéfiques de ces insectes pour voir s'ils peuvent tuer ou inhiber la croissance des agents pathogènes", a déclaré Zhao.

Dans le cadre de recherches de suivi, Zhao réinjectera ces "bonnes" bactéries dans les veaux pour voir s'ils sont capables d'arrêter ou d'inverser une infection à BRD.

Cette recherche pourrait conduire au développement de produits probiotiques qui utilisent les bonnes bactéries comme intervention pour guérir ou prévenir la BRD, a déclaré Zhao. Ces produits peuvent être plus sûrs et plus efficaces que les antibiotiques, auxquels les bactéries peuvent développer une résistance.

Progrès dans la détection

Dans le cadre de recherches connexes, Zhao a développé une méthode plus simple pour détecter la BRD ou les agents pathogènes pouvant entraîner la maladie.

La méthode standard pour détecter la BRD chez les bovins malades ou vulnérables consiste à écouvillonner la cavité nasopharyngée avec un écouvillon nasal rhinostatique. Zhao a déclaré que la cavité nasopharyngée bovine, l'emplacement du microbiome respiratoire, est très profonde, atteignant toute la longueur de la tête de l'animal jusqu'au sommet de l'œsophage. L'écouvillonnage pour un échantillon est une procédure difficile, et le bétail ne l'aime pas non plus.

Zhao a étudié l'utilisation d'écouvillons plus courts pour échantillonner l'avant du passage nasal des veaux, la zone immédiatement à l'intérieur du nez. Il a pu démontrer que cette méthode plus simple est aussi précise que la méthode standard tout en causant beaucoup moins d'inconfort à l'animal. Il développe un kit de test que les producteurs de boeuf peuvent utiliser sur le terrain pour collecter des échantillons qui peuvent être soumis à un laboratoire pour analyse.

Dans une deuxième phase de la recherche, il souhaite développer un kit d'auto-test qui utilise un système similaire aux kits de test à domicile désormais familiers pour COVID-19. Après l'échantillonnage, l'écouvillon est étalé sur un papier test préparé qui indiquera si l'animal est positif ou négatif à la BRD.

Un tel test peut être utilisé pour déterminer si un veau a une concentration plus élevée soit de « mauvaises » bactéries pouvant entraîner une infection à BRD, soit de « bonnes » bactéries qui aident à la prévenir.

Être en mesure d'identifier les animaux qui présentent un risque d'infection plus ou moins élevé signifie que les vétérinaires peuvent concentrer leurs interventions sur moins d'animaux, économiser de l'argent et réduire le risque de développer des bactéries résistantes aux antibiotiques. + Explorer plus loin

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