L’histoire de la découverte canadienne du vaccin contre S. aureus

Par Hélène Poirier, Agent de transfert, Réseau de la mammite – Entrevue avec Pr François Malouin, Université de Sherbrooke, membre du Réseau canadien de recherche sur la mammite bovine.

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Le Pr François Malouin par le biais de TransferTech Sherbrooke, a signé une entente pour le développement du vaccin avec la multinationale Bayer. Crédit photo : Université de Sherbrooke 

Racontez-nous quels étaient vos premiers objectifs de recherche quand vous vous êtes intéressé à S. aureus en tant que pathogène qui cause la mammite?

Au départ, en 2006, le projet de recherche qui a servi de précurseur au développement du nouveau vaccin était un projet de recherche strictement fondamentale. Rien de laissait présumer que 10 ans plus tard nous aurions en poche un brevet sur un vaccin, un autre déposé et que nous pourrions annoncer que le vaccin est maintenant à un stade avancé de développement avec la compagnie Bayer.

La bactérie S. aureus, on la retrouve chez plusieurs espèces animales et chez l’humain où elle colonise la peau et les voies respiratoires supérieures, notamment. En tant que chercheur, j’avais déjà mené des travaux impliquant S. aureus chez des patients atteints de fibrose kystique qui par ailleurs, souffrent souvent d’infections pulmonaires persistantes causées par cette bactérie.

Le chercheur Pierre Lacasse du Centre de recherche et de développement de Sherbrooke (Agriculture Canada) et membre du Réseau canadien de recherche sur la mammite bovine et la qualité du lait, m’a fait savoir que l’industrie laitière pourrait bénéficier de mon expertise concernant S. aureus et j’ai alors ainsi joint ce groupe de recherche national. Le premier projet pour lequel j’ai obtenu du financement1 consistait donc à caractériser la bactérie dans un contexte d’infection intramammaire. C’est-à-dire, arriver à définir quels composants (outils) la bactérie fait usage pour causer une infection et surtout pour causer spécifiquement une infection au niveau du pis. On savait déjà que les outils, aussi appelés facteurs de virulence (toxines, facteurs de colonisation, etc.) sont souvent spécifiques au tissu affecté lors de l’infection. On peut rarement bien observer l’expression des facteurs de virulence dans une éprouvette en laboratoire, mais là, il s’agissait de voir de quelle manière la bactérie se comporte lorsqu’elle fait directement intrusion dans les tissus de la glande mammaire chez la vache. Sans cette connaissance de la bactérie, dans ce contexte précis, on n’arrive pas à déterminer comment on pourrait la contrôler efficacement. On donne littéralement des coups d’épée dans l’eau!

Les premières pistes, les premières découvertes, quelles étaient-elles?

Nous avons réussi à définir le transcriptome, c’est à dire identifier la série de gènes que S. aureus exprime en contexte d’infection du pis. La bactérie produit des composants (outils) à partir de ces gènes. La liste des outils exploités par quatre souches de S. aureus fréquentes au Canada, a été constituée. Ils se sont avérés très distincts de ceux utilisés dans d’autres contextes d’infection. Par l’utilisation de la génomique, nous avons démontré que ces outils étaient communs à toutes les souches répertoriées de S. aureus à travers le monde. À l’époque, notre équipe a utilisé l’expression : « Ça y est! On vient de démasquer le vilain!»

Comment l’idée de travailler sur un vaccin vous est-elle venue?

Nous avons réalisé qu’en connaissant bien les armes spécifiques de l’ennemi lors de la mammite, nous détenions les bases de la composition d’un vaccin potentiellement très efficace.

Quel est son mode de fonctionnement?

Les composants spécifiques à S. aureus alors identifiés, une fois incorporés à un vaccin, sont susceptibles de provoquer une réponse immunitaire très ciblée chez les vaches, ce qui les protègera contre l’ensemble des souches de S. aureus. Cette approche diffère des autres tentatives faites jusqu’à maintenant pour développer un vaccin contre ce pathogène contagieux. Elle diffère par la pertinence des composants utilisés dans le vaccin (propre à l’infection du pis) et par la couverture potentielle de toutes les souches causant la mammite.

Le vaccin s’est-il avéré efficace?

Des essais menés sur des souris, puis sur des vaches ont été concluants. Les vaches vaccinées, pourtant soumises expérimentalement à une infection provoquée sévère, ont démontrées moins de symptômes, un CCS plus bas et un maintien de la qualité et de la production du lait par rapport aux vaches du groupe contrôle. Nous croyons que lors d’infections naturellement acquises, l’efficacité du vaccin serait d’autant plus efficace.  Un tel vaccin ne pourra évidemment pas prévenir l’infection à 100 % par contre, on croit qu’il va réduire significativement la prévalence de l’infection à S. aureus dans les troupeaux.

Quelles étapes sont encore à compléter avant la commercialisation?

Puisque nos démonstrations prometteuses ont suscité l’intérêt du géant pharmaceutique Bayer, une entente s’est conclue en 2016 pour réaliser le développement du vaccin. La poursuite des travaux vise la fabrication de masse du vaccin. Des essais cliniques sur des troupeaux laitiers, dans des conditions naturelles d’infection, seront par la suite conduits.

Dans quel horizon de temps peut-on s’attendre à pouvoir l’utiliser sur les fermes laitières?

D’ici 3 à 5 ans, le vaccin sera disponible sur les fermes. Devant la nécessité de réduire l’usage des antibiotiques en élevage laitier et dans l’optique de produire davantage de lait biologique pour satisfaire la demande, la prévention des infections à S. aureus par la vaccination est une voie d’avenir. Notre équipe2 est fière d’y contribuer!

  1. Cette recherche a été financée par le CRSNG, Agriculture et agroalimentaire Canada, les Producteurs laitiers du Canada et Novalait Inc. dans le cadre du Réseau canadien de recherche sur la mammite bovine et la qualité du lait (RCRMBQL). Une subvention subséquente au RCRMBQL obtenue de la Grappe de recherche laitière, une initiative d’Agriculture et agroalimentaire Canada, des Producteurs laitiers du Canada et de la Commission canadienne du lait, a ensuite contribué à la deuxième phase de ce projet d’envergure. Le RCRMBQL est un réseau de recherche national regroupant une dizaine d’institutions de recherche travaillant en collaboration sur la santé de la glande mammaire des bovins laitiers.
  2. Les personnes ayant contribuées à l’identification des outils de virulence de S. aureus et au développement du vaccin, de même qu’à la poursuite des travaux pour le développement sont :

Laboratoire de François Malouin, Université de Sherbrooke :
Céline Ster, professionnelle de recherche
Marianne Allard, alors candidate au PhD
Christian Lebeau Jacob, alors candidat au MSc
Julie Côté-Gravel, alors candidate au MSc, maintenant au PhD)
Diana Vanessa Bran-Barrera, alors stagiaire au BSc, maintenant candidate au MSc
Charles Isabelle, alors stagiaire au BSc, maintenant candidat au MSc
Mélina Cyrenne, alors stagiaire au BSc, maintenant candidate au MSc
Eric Brouillette, professionnel de recherche
Brian G. Talbot, professeur (maintenant à la retraite)
Julie Beaulieu, stagiaire au BSc
Alexis Dubé-Duquette, stagiaire au BSc

Agriculture et Agroalimentaire Canada :
Pierre Lacasse, chercheur (Sherbrooke)
Moussa Sory Diarra, chercheur (Guelph)

Université de Montréal :
Daniel Scholl, professeur (maintenant au South Dakota State University)

 

 

État de la santé des onglons des vaches laitières en Alberta et comment l’améliorer grâce aux bains de pieds

Par la dre Karin Orsel et Emilie Belage {L’article original intitulé, WHAT CANADIAN COWS ARE TELLING US ABOUT FOOTBATHS par Karen Orsel, a été dans le blog  Dairy Hoof Health]

L’équipe de recherche sur la boiterie de l’Université de Calgary a étudié l’utilisation et l’efficacité des bains de pieds dans les fermes laitières de l’Alberta. Bien qu’il y ait des progrès à faire en ce qui concerne leur utilisation, leurs résultats indiquent que les bains de pieds sont un outil efficace pour diminuer la prévalence de la dermatite digitale (DD).

Le projet Alberta Dairy Hoof Health a recueilli des données sur 158 fermes laitières. Plus de 40 000 vaches ont été évaluées par un pareur d’onglons et on a décelé une lésion aux onglons dans environ 50 % des cas. La dermatite digitale (ou piétin d’Italie) est responsable de la majorité des lésions (43 %), suivie des causes non infectieuses comme les ulcères de la sole (17 %) et de la maladie de la ligne blanche (15 %).

La cause de la plupart des lésions d’origine infectieuse (dermatite digitale, dermatite interdigitale, phlegmon interdigital, érosion de la corne du talon) est souvent multifactorielle, mais une bonne hygiène est très importante pour la prévention de telles lésions. Les bains de pieds ont un rôle très important dans la prévention et le contrôle des maladies infectieuses des onglons.

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Les chercheurs ont aussi examiné l’effet de la mise en place d’un protocole normalisé pour le bain de pieds sur la prévalence des infections causées par la dermatite digitale. Ils ont constaté que les fermes utilisant un protocole intensif de bain de pieds au sulfate de cuivre avaient non seulement moins de vaches avec de nouvelles lésions, mais ont vu une amélioration des stades de lésions présentes, comparativement aux fermes utilisant des protocoles moins rigoureux et moins fréquents, indépendamment du produit utilisé.

« La fréquence optimale de l’utilisation du bain de pieds pour maintenir une faible prévalence de la dermatite digitale semble être  plus de deux fois par semaine, quel que soit le produit utilisé », dit le chercheur principal de l’équipe de recherche.

Cette recherche démontre que les bains de pieds bien conçus et bien utilisés diminuent considérablement la fréquence des lésions causées par la dermatite digitale.

D’autres recherches sont en cours afin d’établir quels sont les produits de bain de pieds permettant d’obtenir le meilleur équilibre entre la santé des animaux, la santé des humains et l’environnement. L’Université de Calgary, en collaboration avec l’Université du Wisconsin, étudie également en laboratoire comment les solutions pour les bains de pieds agissent sur les bactéries qui causent des lésions aux pieds comme la dermatite digitale.

L’équipe de recherche sur la boiterie de l’Université de Calgary est composée du dr Herman Barkema, Ed Pajor, Gordon Atkins, Laura Solano, Casey Jacobs, Emily Morabito et Charlotte Pickel.

Pour plus de résultats et de renseignements relatifs au projet Alberta Dairy Hoof Health, consultez les liens ci-dessous : www.hoofhealth.ca et http://wcm.ucalgary.ca/orselresearch/what-we-do/lameness.

Principales conclusions de l’étude sur les bains de pieds :

  • Les bains de pieds sont un élément important de la gestion de la santé des onglons. 
  • L’emplacement du bain de pieds doit permettre la circulation facile des vaches, ainsi que le passage des génisses, des vaches taries et des vaches récemment acquises.
  • Les bains de pieds doivent avoir des dimensions appropriées (3 à 3,7 m de long, 0,5 à 0,6 m de large et avec  28 cm d’hauteur).
  • Les produits disponibles n’ont pas tous la même efficacité.
  • L’efficacité de certains produits disponibles sur le marché n’est pas prouvée.
  • Une fréquence d’utilisation adéquate ainsi qu’une bonne concentration du produit sont essentielles.
  • La contamination par le fumier réduit l’efficacité du bain.
  • La solution de trempage (surtout la formaline) est moins efficace à basse température.

Comment mieux prévenir la mammite?

Par Emilie Belage, MSc (Université de Guelph) en collaboration avec David Kelton, médecin vétérinaire, professeur, (Université de Guelph), Amy Westlund, rédactrice au Bureau de la recherche et Hélène Poirier, agente de transfert, Réseau canadien de recherche sur la mammite bovine et la qualité du lait. Ce sommaire est un extrait d’un article publié dans le Producteur de lait Québécois, Décembre 2016.

La mammite coûte à l’industrie; plus de 4 millions $ de pertes chaque année, selon le Réseau canadien de recherche sur la mammite bovine et la qualité du lait (RCRMBQL). Chaque ferme a ses propres pratiques de gestion, de sorte qu’il est parfois difficile de déterminer la cause exacte de la mammite.

 

David Kelton, chercheur à l’Université de Guelph, mène un projet de recherche (Grappe de recherche laitière) sur les obstacles à l’adoption des meilleures pratiques à la ferme. Son équipe a organisé des groupes de discussion en Ontario pour enquêter sur les raisons qui amènent les producteurs à adopter certaines pratiques de prévention de la mammite et pas d’autres. Ce projet tente de définir la perception des risques par les producteurs et leurs préférences quant à l’obtention de nouvelles informations.

Emilie Belage, étudiante à la maitrise au Département de médecine des populations et membre de l’équipe du Dr Kelton a organisé quatre groupes de discussion en Ontario au printemps 2016 afin d’identifier les obstacles qui empêchent les producteurs d’utiliser de manière efficace un certain nombre de bonnes pratiques établies, et ce, au moment de la traite. Tous les groupes de discussion composés chacun d’un maximum de 10 producteurs laitiers locaux ont été interrogés ensemble au sujet de leurs pratiques de prévention de la mammite et de leur routine de traite.

 

Pendant les séances de groupes de discussion, certains producteurs ont indiqué qu’ils ne disposaient pas d’informations suffisantes ou voulaient plus d’informations sur la raison pour laquelle certaines pratiques étaient importantes et nécessaires, surtout quand ils devaient procéder à la formation des employés. D’autres ont questionné l’utilité ou la facilité de mise en œuvre de certaines pratiques.
Les chercheurs ont également constaté que les idées et les perceptions des producteurs au sujet de la qualité du lait, ainsi que de ce qu’est un faible CCS, ont influencé leur motivation pour la prévention de la mammite dans leur ferme. Par exemple, certains producteurs ont déclaré que leur objectif était de maintenir un CCS du réservoir de 100 000 cellules/ml ou moins toute l’année, si possible. D’autres producteurs ont préféré concentrer leurs efforts sur d’autres questions, comme la boiterie ou la période de transition, tant et aussi longtemps que leur CCS du réservoir se situait entre 200 000 et 300 000 cellules/ml.

Par nature, la traite est une activité de routine. D’ailleurs, une étude précédente menée par ce même groupe de recherche avait révélé que les producteurs sont assez constants dans la façon dont ils traient leurs vaches laitières. Habitudes et routines sont difficiles à briser et peut-être que sans une forme de motivation (pénalité ou incitatif), les producteurs laitiers qui produisent déjà, par définition, un lait de bonne qualité (CCS de moins de 400 000 cellules/ml) ne verront aucune raison de changer ou d’adapter leur comportement et leurs actions. En somme, la plupart des producteurs conviennent que quand la routine est correcte, on ne la change pas

Affiche_Histoires_pisv5_Page_2-791x1024En somme, la plupart des producteurs conviennent que quand la routine est correcte, on ne la change pas. Par contre les producteurs peuvent quand même ajouté des bonnes pratiques dans la routine pour prévenir la mammite.

Belage et Kelton espèrent que ces conclusions contribueront à promouvoir un meilleur accès à l’information et à la connaissance dans l’industrie laitière ainsi qu’à trouver des solutions aux obstacles potentiels au contrôle de la mammite, à l’aide d’une approche spécifique à la ferme.

Pour plus de renseignements sur le projet, communiquez avec Emilie Belage ebelage@uoguelph.ca.

Les projets sont financés par la Grappe de recherche laitière 2 (Les Producteurs laitiers du Canada, Agriculture et Agroalimentaire Canada et la Commission canadienne du lait).