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CE20 - Biologie des animaux, des organismes photosynthétiques et des microorganismes

Déchiffrer toute la complexité du syndrome de mortalité des huîtres du Pacifique pour modéliser le risque épidémiologique. – DECICOMP

DECICOMP

Deciphering the whole complexity of the Pacific oyster mortality syndrome for modeling epidemiological risk.

POMS une maladie encore mal comprise

Depuis des décennies, C. gigas a connu des épisodes de mortalité, mais le phénomène s’est considérablement aggravé depuis la fin des années 2000. Les épizooties affectent principalement les huîtres juvéniles, décimant jusqu'à 100% des jeunes huîtres dans les fermes ostréicoles françaises. Ces dernières années, cette maladie, qui a été nommée syndrome de mortalité des huîtres du Pacifique (POMS), est devenue panzootique et est observé sur toutes les côtes françaises et dans de nombreux autres pays de tous les continents. Aujourd'hui, les conséquences économiques sont dramatiques et le POMS représente une menace pour l'industrie de l'huître dans le monde entier. Récemment, le consortium du projet DECICOMP a déchiffré le code du POMS en utilisant une approche moléculaire holistique développée en mésocosme. Nous avons montré que l'infection par le virus de l'herpès de l’huître (OsHV-1 µVar) est la première étape du processus infectieux conduisant à une immunosuppression de l’animal, qui évolue vers une septicémie causée par des bactéries pathogènes opportunistes chez les huîtres juvéniles. Néanmoins, en élucidant le mécanisme de la pathogenèse du POMS, seule une partie de la complexité de cette maladie a été déchiffrée. En effet, cette maladie multifactorielle est étroitement contrôlée par une série de facteurs dépendants de l’hôte et de l’environnement (température, âge et régime alimentaire des huîtres). Cependant, nous ignorons tout des mécanismes par lesquels ces facteurs clés contrôlent l'expression de la maladie. Cette connaissance est absolument nécessaire pour élucider toute la complexité de la maladie. Dans ce contexte, le premier objectif du projet DECICOMP est de déterminer comment la température, l’âge des huîtres et leur régime alimentaire contrôlent l’expression du POMS. Le deuxième objectif est de pondérer et d'évaluer les interactions entre tous ces facteurs. Enfin, notre troisième objectif consiste à modéliser les risques épidémiologiques liés au POMS.

Pour atteindre les objectifs du projet DECICOMP, nous allons combiner des approches expérimentales / de terrain et des approches théoriques. L’approche multidisciplinaire proposée (mésoscosmes et infections rationalisées, omiques intégratives incluant l’épigénomique et la métatranscriptomique, approches de validation fonctionnelle, physiologie, histologie, modélisation) est très originale, ambitieuse et inédite. Pour mener à bien ce projet, nous avons constitué un consortium de chercheurs aux expertises très complémentaires qui permettra la mise en œuvre d’une approche multi-échelles pour décrypter le fonctionnement d’un pathosystème d’une telle complexité, du niveau moléculaire le plus fin aux populations ostréicoles en élevage.

Les familles biparentales d’huître aux phénotypes contrastés ont pu être produite dès le printemps et les expérimentations en mésocosme ont pu être réalisées fin août 2020 (2 mois de retard). Les phénotypes d’intérêt et l’effet protecteur de la diète et des températures non permissives (<16°C et >24°C) ont pu être obtenus.

Les mesures écophysiologiques et bioénergétiques sur les huîtres ont été effectuées et sont en cours d’analyse. Les quantifications des pathogènes (charge virale/bactérienne dans les huîtres, dans la colonne d’eau) et les analyses histologiques (HIS et histologie classique) sont en cours. Les analyses transcriptomiques et metatranscriptomique sont en cours sur les huîtres des différentes conditions. Les séquençages épigénomiques débuteront les mois prochain.
Par ailleurs, nous nous préparons à trois expérimentations cette 2ème année. La première sera consacrée à une expérimentation terrain qui n’a pu avoir lieu au printemps 2020 compte tenu de la situation sanitaire que nous avons traversée ; elle consistera en une analyse croisée des facteurs âges/nutrition/température qui sera effectuée sur 3 terrains d’étude (Thau, Rade de Brest, La Tremblade). Des animaux de même fond génétique et de 3 mois ou 15 mois seront mis a jeun ou nourris ad libitum avant d’être mis sur le terrain à des températures permissives ou non permissives. Les mortalités seront relevées et des échantillons de chaque condition seront prélevés et analysés pour les charges virales et bactériennes. La deuxième expérimentation sera menée en mésocosme et consistera à soumettre les huîtres qui auront 15 mois au même choc infectieux que celui qu’elles ont subi en 2020 (3 mois) : étude de l’effet de l’âge. Enfin la 3ème expérimentation, consistera à tester des drogues qui bloquent ou induisent l’effet Warburg afin de vérifier nos hypothèses sur l’effet du virus sur le métabolisme de l’hôte.

Nous croyons que DECICOMP permettra non seulement des avancées scientifiques substantielles sur une maladie multifactorielle complexe, mais il facilitera également la prise de décision grâce à des outils appliqués pour une gestion durable et intégrée de l'ostréiculture. En effet, en modélisant le risque épidémiologique du POMS en fonction des différents facteurs, nous serons en mesure de quantifier les avantages des différentes mesures pouvant être menées par les ostréiculteurs pour jouer sur ces différents facteurs afin de réduire l’impact de la maladie dans les exploitations ostréicoles.

1. DE LORGERIL J., PETTON B., LUCASSON A., PEREZ V., STENGER P.L., DEGREMONT L., MONTAGNANI C., ESCOUBAS J.M., HAFFNER P., ALLIENNE J.F., LEROY M., LAGARDE F., VIDAL-DUPIOL J., GUEGUEN Y., MITTA G. (2020). Differential basal expression of immune genes confers Crassostrea gigas resistance to Pacific Oyster Mortality Syndrome. BMC Genomics, 21(1):63. doi: 10.1186/s12864-020-6471-x.
2. PETTON B., DESTOUMIEUX-GARZON D., PERNET F., TOULZA E., DE LORGERIL J., DEGREMONT L., MITTA G. (2021). The Pacific Oyster Mortality Syndrome, a Polymicrobial and Multifactorial Disease: State of Knowledge and Future Directions. Front Immunol. 2021 Feb 18;12:630343. doi: 10.3389/fimmu.2021.630343.

L'huître du Pacifique (Crassostrea gigas) a été introduite d'Asie dans de nombreux pays du monde (le Canada, les États-Unis, l’Australie, la Nouvelle-Zélande, le Chili, le Mexique, l’Argentine, l’Afrique du Sud, La Namibie et dans de nombreux pays d’Europe incluant la France) au cours du 20ème siècle. Ainsi, C. gigas est actuellement la principale espèce d'huître exploitée dans le monde et représente plus de 95% de la production mondiale. Depuis des décennies, C. gigas a connu des épisodes de mortalité, mais le phénomène s’est considérablement aggravé depuis la fin des années 2000. Les épizooties affectent principalement les huîtres juvéniles, décimant jusqu'à 100% des jeunes huîtres dans les fermes ostréicoles françaises. Ces dernières années, cette maladie, qui a été nommée syndrome de mortalité des huîtres du Pacifique (POMS), est devenue panzootique et est observée sur toutes les côtes françaises et dans de nombreux autres pays de tous les continents. Aujourd'hui, les conséquences économiques sont dramatiques et le POMS représente une menace pour l'industrie de l'huître dans le monde entier. Récemment, le consortium du projet DECICOMP a déchiffré le code du POMS en utilisant une approche moléculaire holistique développée en mésocosme. Nous avons montré que l'infection par le virus de l'herpès de l’huître (OsHV-1 µVar) est la première étape du processus infectieux conduisant à une immunosuppression de l’animal, qui évolue vers une septicémie causée par des bactéries pathogènes opportunistes chez les huîtres juvéniles. Néanmoins, en élucidant le mécanisme de la pathogenèse du POMS, seule une partie de la complexité de cette maladie a été déchiffrée. En effet, cette maladie multifactorielle est étroitement contrôlée par une série de facteurs dépendants de l’hôte et de l’environnement (température, âge et régime alimentaire des huîtres). Cependant, nous ignorons tout des mécanismes par lesquels ces facteurs clés contrôlent l'expression de la maladie. Cette connaissance est absolument nécessaire pour élucider toute la complexité de la maladie et à terme évaluer le risque épidémiologique. Dans ce contexte, le premier objectif du projet DECICOMP est de déterminer comment la température, l’âge des huîtres et leur régime alimentaire contrôlent l’expression du POMS. Le deuxième objectif est de pondérer et d'évaluer les interactions entre tous ces facteurs dans des conditions réelles d'exploitation. Enfin, notre troisième objectif consiste à modéliser les risques épidémiologiques liés au POMS chez les huîtres en utilisant la somme des données générées dans le cadre du projet. Pour atteindre les objectifs du projet DECICOMP, nous allons combiner des approches expérimentales en laboratoire, de terrain et des approches théoriques. L’approche multidisciplinaire proposée (mésoscosmes et infections rationalisées, omiques intégratives incluant l’épigénomique et la métatranscriptomique, approches de validation fonctionnelle, physiologie, histologie, modélisation) est très originale, ambitieuse et inédite. Pour mener à bien ce projet, nous avons constitué un consortium de chercheurs aux expertises très complémentaires qui permettra la mise en œuvre d’une approche multi-échelles pour décrypter le fonctionnement d’un pathosystème d’une telle complexité, du niveau moléculaire le plus fin aux populations ostréicoles en élevage. Ainsi, DECICOMP permettra non seulement des avancées scientifiques substantielles sur une maladie multifactorielle complexe, mais il facilitera également la prise de décision grâce à des outils appliqués pour une gestion durable et intégrée de l'ostréiculture. En effet, en modélisant le risque épidémiologique du POMS en fonction des différents facteurs, nous serons en mesure de quantifier les avantages des différentes mesures pouvant être menées par les ostréiculteurs pour jouer sur ces différents facteurs et réduire l’impact de la maladie dans les exploitations ostréicoles.

Coordinateur du projet

Monsieur Guillaume Mitta (Interactions Hôtes-Pathogènes-Environnements)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

LEMAR LABORATOIRE DES SCIENCES DE L'ENVIRONNEMENT MARIN
LBI2M Laboratoire de Biologie intégrative des modèles marins
RBE-SG2M Santé, Génétique et Microbiologie des Mollusques
MIVEGEC Maladies Infectieuses et Vecteurs : Ecologie, Génétique, Evolution et Contrôle
IHPE Interactions Hôtes-Pathogènes-Environnements

Aide de l'ANR 664 210 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2019 - 48 Mois

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