La recherche ne manque pas de chien

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1 La recherche ne manque pas de chien Depuis une dizaine d années, le chien dans la recherche n est plus un animal de laboratoire parmi d autres. Avec le séquençage de son génome en 2005, il est devenu un véritable modèle en pathologie comparée, pour l étude de maladies humaines. Pour les vétérinaires impliqués, il est aussi un patient à part entière, susceptible de bénéficier en retour des avancées qu il permet chez l homme, qu il s agisse de techniques diagnostiques ou de traitement. > DOSSIER RÉALISÉ PAR HÉLÈNE ROSE LA SEMAINE VÉTÉRINAIRE - N NOVEMBRE

2 Le chien est une espèce domesti - que dont la physiologie est proche de celle de l homme. De plus, il partage son environnement, il est exposé aux mêmes agents chimi - ques, aux mêmes stress, et, jusqu à récemment, à la même alimentation. Bien médicalisé, ce qui favorise le recrutement de cas cliniques, le chien développe de manière spontanée de nombreuses maladies homologues aux affections humaines. Identifier leur déterminisme génétique est une voie importante de la recherche. Or la diversité raciale chez le chien est une opportunité unique pour isoler les gènes responsables (voir encadré). LE CHIEN, MEILLEUR MODÈLE QUE LA SOURIS Ces particularités font du modèle canin un modèle expérimental plus pertinent que celui de la souris. Pour la myopathie de Duchenne, par exemple, notre confrère Yan Cherel, qui mène des travaux au sein d une unité mixte de recherche (UMR 703 Inra- Oniris), rapporte que «le chien est un très bon modèle pour l homme, notamment le golden retriever, car il développe une maladie quasi identique. Une lignée de souris est porteuse de la même anomalie génétique, mais elle ne développe pas de lésion, nous ne pouvons donc pas voir une éventuelle amélioration clinique». Serge Rosolen, chercheur à l Institut de la vision, explique le choix du modèle canin depuis 2009 : «Nos recherches ont une finalité humaine. La souris a un mode de vie nocturne, sa rétine est dépourvue de macula (seuls les primates et l homme en possèdent), elle est malvoyante. Elle peut servir de modèle génétique pour prouver des concepts thérapeutiques, mais c est un très mauvais modèle d expression clinique d une maladie. Il nous fallait trouver un modèle de taille intermédiaire pour réaliser des injections dans le vitré ou en région sous-rétinienne : le chien a des propriétés anatomo-fonctionnelles proches de celles de l homme et développe des affections homologues aux maladies humaines.» < Le chien développe de manière spontanée de nombreuses maladies homologues aux maladies humaines 40 - LA SEMAINE VÉTÉRINAIRE - N NOVEMBRE 2012

3 FRÉDÉR C DECANTE POURQUOI LE CHIEN EST UN MODÈLE PERTINENT Une sélection intense a été pratiquée depuis le XIX E siècle pour fixer les caractères phénotypiques propres à chaque race (morphologie, comportement, etc.), déterminés par les différents allèles des gènes. De nombreuses races ont été obtenues à partir de petits effectifs de reproducteurs, surexploités pour certains, sans souci de consanguinité. Elles constituent autant d isolats génétiques, avec une forte homogénéité des allèles sélectionnés. Ainsi, les maladies génétiques affectent de manière spécifique une ou plusieurs des 400 races canines. Comme leurs pedigrees sont accessibles, et que les chiens se reproduisent plus que les hommes, la collecte de données sur l ensemble d une famille peut être assez rapide. Des arbres généalogiques informatifs sont ainsi établis sans soulever de problèmes éthiques comme chez l homme. L équipe dirigée par Catherine André, du CNRS de Rennes, a participé activement au séquençage du génome canin. Elle est aujourd hui incontournable dans les études de génétique canine. Lorsqu une maladie est déterminée par une mutation sur un seul gène (maladie héréditaire simple, ou monogénique), les études génétiques peuvent parfois être relativement rapides. Au sein de l UMR 955 Inra ENVA de génétique fonctionnelle et médicale dirigée par Geneviève Aubin Houzelstein, notre consœur Marie Abitbol s est ainsi penchée sur l ataxie cérébelleuse de l american staffordshire terrier : «Cette maladie apparaît en moyenne entre 2 et 5 ans, ce qui en fait un très bon modèle pour les céroïdes lipofuscinoses humaines d apparition tardive, voire pour d autres maladies de surcharge neuronale. Nous avons identifié le gène responsable et la mutation. Un test de dépistage a été mis au point par le laboratoire Antagene, et des généticiens humains de l hôpital Cochin travaillent à l identification de mutations dans le gène équivalent chez l homme.» Certaines maladies ont un déterminisme génétique complexe, lié à plusieurs gènes et à plusieurs mutations. Dans une race canine donnée, une maladie complexe est souvent liée à l altération d un de ces gènes, en raison de l homogénéité génétique de la race. Dans une autre race, un autre gène ou une autre mutation peut être responsable. Cela permet d explorer progressivement les différents mécanismes aboutissant à une même maladie clinique. LA SEMAINE VÉTÉRINAIRE - N NOVEMBRE

4 La pathologie comparée Des retombées pour l homme, mais aussi pour l animal Au sein des équipes pluridisciplinaires de chercheurs, l originalité des vétérinaires est d avoir toujours en tête la santé de l animal, le souci de faire bénéficier les chiens des techniques ou des traitements élaborés sur un modèle canin, mais développés pour soigner l homme. Serge Rosolen exerce en ophtalmologie, comme les membres du Réseau européen en ophtalmologie vétérinaire et vision animale (Reovva), animé collectivement par 39 vétérinaires, issus de 7 pays européens. Il peut ainsi recruter des cas pour la recherche clinique et thérapeutique, sur le glaucome en particulier. Au sein de l Institut de la vision, il travaille notamment sur la thérapie optogénétique pour traiter les rétinopathies dégénératives 1. L implication des vétérinaires est fondamentale pour lui : «Les vétérinaires sont les professionnels de l animal, ils ne sont pas seulement là pour pratiquer des gestes techniques. Ils doivent participer activement à l élaboration des stratégies cliniques et thérapeutiques. Les membres du Reovva considèrent le chien comme un véritable patient. Lui rendre la vue, c est redevenir un vrai prestataire de santé.» Il cite un exemple : «Chez l homme, un nouveau traitement du glaucome est possible grâce à l utilisation d ultrasons thérapeutiques. Cette technique est spécifiquement adaptée au globe oculaire humain, mais elle a été mise au point par un vétérinaire, Fabrice Romano, directeur d une start-up (EyeTechCare). Par son intermédiaire, nous verrons peut-être bientôt cette technique appliquée au chien, ce qui serait un bel exemple de coopération entre médecines humaine et animale, pour un bénéfice mutuel!» (voir schéma). Spécialisée en imagerie cardiovasculaire, notre consœur Valérie Chetboul dirige l unité de cardiologie d Alfort et travaille dans l UMR Inserm-ENVA U 955 (cardiologie), qui regroupe une quarantaine de personnes réparties entre l hôpital Henri- Mondor et l ENVA. Attachée à utiliser des techniques diagnostiques non invasives, elle explique sa démarche : «Pour valider une technique, il faut montrer de manière factuelle la valeur de ce que l on fait (tech LA SEMAINE VÉTÉRINAIRE - N NOVEMBRE 2012 EXEMPLE D INTERACTIONS ENTRE DIFFÉRENTS PARTENAIRES DANS L ÉTUDE DU GLAUCOME CHEZ L EURASIER, DANS LE CADRE PLUS LARGE DU PROJET FIGLAN (FIGHTING GLAUCOMA IN ANIMALS) - Marqueurs cliniques et fonctionnels - Développements thérapeutiques Institut de la vision Ophtimalia Président du Club de l eurasier - Éléments de phénotypage clinique et fonctionnel - Prélèvement, histologie, etc. Problématiques du club : manques et demandes Vébiotel Thèses d université EyeTech Care Informations (normes) validées par le Reovva Cohortes de patients Reovva Institut du glaucome PÔLE PHÉNOTYPE Club de l eurasier (éleveurs et propriétaires) Examens et traitements validés par le Reovva Siem Thèses d université PÔLE GÉNÉTIQUE AFEP/MHOC (base de données) CNRS (P. Quignon) Recherche École d Alfort (M. Abitbol) Clinique Reovva = Réseau européen en ophtalmologie vétérinaire et vision animale. AFEP/MHOC = vétérinaires agréés pour le dépistage des maladies héréditaires oculaires canines. nique répétable, reproductible, détermination d intervalles de référence), afin d en tirer des modèles statistiques. La rigueur est le maître mot du travail de recherche.» Elle a inventé et démontré l efficacité de l échographie sur animal debout, avant de mettre au point la technique du Doppler tissulaire (Tissu Doppler Imaging 2D color mode) chez le chien. Sans anesthésie générale, celle-ci permet une analyse fine du fonctionnement du muscle cardiaque (sur 1 à 2 mm), donc de mieux comprendre la physiopathologie d une cardiopathie. Elle l utilise en clinique, pour diagnostiquer une maladie cardiaque ou détecter précocement une atteinte héréditaire. Elle évalue également l efficacité de médicaments. «Avec l Inserm, l objectif L objectif est de développer des traitements chez l homme, et de faire en sorte qu ils puissent ensuite revenir au chien est de développer des traitements chez l homme, et il me tient à cœur de faire en sorte qu ils puissent ensuite revenir au chien. Grâce à nos travaux, une molécule a été commercialisée en médecine humaine, l ivabradine. Elle pourrait être utile pour traiter la dysrythmie chez le chien.» Ses relations avec l équipe de chirurgie cardiaque de l institut mutualiste Montsouris, dirigée par le P r François Laborde, ont permis quelques interventions pionnières : la correction d une sténose mitrale chez un cairn terrier ou la pose d une valve sous circulation extracorporelle à cœur battant (nécessaire pour éviter l hémolyse provoquée lors du passage du sang canin dans la pompe de la machine). «Ces interventions ne servent pas à l homme, les techniques existent déjà, elles ont été pratiquées uniquement pour le chien!», précise Valérie Chetboul. La collaboration des praticiens, indispensable au recrutement des cas La phase de recrutement est primordiale pour augmenter les chances d aboutir à des résultats. Un protocole rigoureux et des critères diagnostiques précis sont LA SEMA NE VÉTÉR NA RE D APRÈS SERGE ROSOLEN

5 Les prélèvements de chiens sont centralisés dans une biobanque nécessaires pour sélectionner les cohor tes d animaux mala des et sains. «Lorsqu un diagnostic discriminant est nécessaire, des vétérinaires spécialisés établissent la cohorte», explique Guillaume Queney, directeur d Antagene. «Ainsi, quelques dermatologues, en particulier Éric Gaguère, ont collaboré au projet sur l ichtyose chez le golden retriever, qui a permis l identification du gène responsable, retrouvé ensuite chez l homme.» Il poursuit : «Le recrutement est beaucoup moins sélectif aux États- Unis, et les chercheurs font souvent face à une hétérogénéité génétique qui crée un bruit de fond et les ralentit.» Un recrutement large auprès des praticiens peut aussi être approprié, comme pour les études de génétique en cancérologie menée par le CNRS de Rennes. Notre confrère Benoît Hedan en rappelle les modalités : «Pour les analyses génétiques, nous avons besoin d un prélèvement sanguin sur EDTA de chiens atteints et de chiens âgés des mêmes races, mais indemnes de cancer. Dans certains projets, en cancérologie, par exemple, il est nécessaire de prélever les tumeurs, lors d une chirurgie ou en post-mortem, en vue d analyses histologiques et d analyses génétiques complémentaires. Beaucoup de vétérinaires se montrent très réceptifs, motivés pour participer à la recherche». Il ajoute : «Nous sommes là pour répondre à leurs interrogations. Il y a tellement de maladies génétiques qu il est impossible au praticien de les connaître toutes, race par race.» Une banque de prélèvements de chiens, développée et gérée par le CNRS de Rennes, appelée CaniDNA 2, centralise les prélèvements de chiens, avec leurs données généalogiques et cliniques. Comme le précise Catherine André, qui dirige cette unité, «cette biobanque est aussi à la disposition des vétérinaires et des éleveurs intéressés par une maladie pour laquelle il n y a pas de recherche en cours : il importe de l alimenter pour de futures études, plus faciles à lancer lorsqu il y a assez de prélèvements.» Une demande forte des propriétaires et des éleveurs Propriétaires et éleveurs sont souvent demandeurs d avancées pour la santé de leurs animaux. D après Guillaume Queney, les attitudes des clubs de race sont variables : «Nous sommes plus souvent en contact avec les éleveurs que les clubs de race ou la Société centrale canine (SCC). Les clubs motivés existent, mais sont minoritaires. Certains sont même un réel frein. Ils ont peur pour l image de leur race. Cependant, on remarque une prise de conscience de la SCC depuis trois ans.» Pour ses recherches en génétique quantitative, notre confrère Jean-François Courreau (professeur à l ENVA) a un rapport privilégié avec le club du border collie. Il travaille à l indexation génétique de l héritabilité des aptitudes des chiens de troupeau, avec des méthodes de calcul identiques à celles pratiquées chez les animaux de rente. «Les éleveurs de moutons connaissent déjà les principes de l indexation, donc ils comprennent l intérêt de la méthode. Il y a aussi une question de fierté : ils cherchent à améliorer la qualité de leurs chiens pour être plus compétitifs face aux lignées étrangères lors des concours!» Pour recueillir des données standardisées, en limitant les biais (dressage, environnement, etc.), il a mis en place avec le club une évaluation lors de la confirmation : «C est la seule race qui pratique cela!». Auprès de leurs clients éleveurs, les vétérinaires ont un important rôle de conseil à jouer. «Pour diminuer la fréquence de YAN CHEREL portage d un allèle morbide, il est nécessaire de les conseiller pour qu ils pratiquent une sélection raisonnée. Même si les tests génétiques leur permettent de sélectionner les chiens, l expertise du vétérinaire est et restera indispensable, car il est le seul habilité à détecter les symptômes cliniques», rappelle Benoît Hedan. «Soigner est au cœur de notre métier. Il importe de se faire rémunérer pour ses compétences», précise Serge Rosolen. Le financement, un souci récurrent Les financements publics ont pour objectif la santé humaine. La Communauté européenne a ainsi subventionné le projet Lupa, de 2008 à Celui-ci a mobilisé 20 laboratoires, dans 12 pays européens, pour identifier chez le chien les bases génétiques de maladies homologues à celles de l homme. «Le financement s est arrêté, mais pas la recherche!», indique Guillaume Queney, qui ajoute : «Un projet Lupa2 est envisagé, il sera sans doute plus restreint». Pour l étude sur l ichtyose chez le golden retriever, Catherine André rapporte un coût de « au total pour trouver un gène : de l argent est nécessaire pour collecter les échantillons, effectuer >>> L équipe de Yan Chérel a abouti à des résultats prometteurs chez le golden retriever myopathe. Le chien malade (à gauche) soulage ses membres postérieurs en déplaçant son poids vers l avant, et présente une palmigradie, une plantigradie et une ankylose des postérieurs. Chez un chien traité avec des cellules souches (à droite), le poids est réparti équitablement sur les quatre membres et les anomalies posturales ont disparu. «Notre objectif est d aider concrètement les enfants malades, rapporte notre confrère. En thérapie génique, nous cherchons à améliorer l efficacité de la main, pour que les enfants myopathes contrôlent plus longtemps le joystick de leur fauteuil. La protéine produite après l injection de notre vecteur viral (qui permet de sauter la zone mutée lors de la lecture de l ADN) est plus courte que la normale, mais elle est fonctionnelle. Nous espérons qu un essai clinique pourra débuter en 2014.» En thérapie cellulaire, des cellules souches, les MuStem, pourraient être une solution : «Notre plus vieux chien (traité quand il avait 3 mois) a 4 ans, et il est en bonne forme (les chiens atteints ne vivent pas plus d un an). Il n est pas parfait, mais il est dynamique, joueur, il peut se dresser sur ses postérieurs, etc. Ces résultats ont été obtenus grâce à un soutien fort de l Association française contre les myopathies, complété depuis peu par des aides dans le cadre du programme Investissements d avenir. Nous espérons pouvoir appliquer cette technique à l enfant d ici à cinq ans, mais nous sommes des chercheurs, pas des devins. Des problèmes liés à l immunosuppression doivent en particulier être réglés auparavant.» LA SEMAINE VÉTÉRINAIRE - N NOVEMBRE YAN CHEREL