L’impact des plasmides en élevage : une arme microbienne ou un précieux outil génétique de l'homme?

Nicolas Deslauriers (CRIPA-FRQNT, Université de Montréal)

L’industrie de la production animale fait face à plusieurs obstacles dont les maladies infectieuses. Les agents pathogènes développent de nouvelles stratégies de survie telles que l’acquisition et la transmission de plasmides. L’étude de ces derniers est essentielle dans la prévention des maladies infectieuses en élevage ainsi que le développement de nouveaux outils génétiques.

Une multitude de facteurs physiques, biologiques ou socio-économiques impactent négativement l’industrie de la production animale. Parmi ceux-ci, les maladies infectieuses causées par divers agents pathogènes (bactéries, parasites, virus et autres) affectant les animaux d’élevage représentent de lourdes pertes économiques pour les producteurs.

De nos jours, plusieurs outils sont à notre disposition pour contrer ces assaillants tels que les antibiotiques, les vaccins ou encore les détergents qui préviennent ou réduisent les infections. Cependant, puisque les microorganismes sont des champions de l’adaptation à leur environnement, ces derniers évoluent et développent de nouvelles stratégies de survie telles que l’acquisition de gènes de résistance aux antibiotiques, de facteurs de virulence ou de fonctions métaboliques bénéfiques.

Ces nouvelles armes se retrouvent fréquemment sur des éléments génétiques mobiles que l’on appelle plasmides. Un plasmide est un morceau d’ADN circulaire indépendant de l’ADN chromosomique de son hôte ayant une taille et des fonctions diverses et se retrouvant principalement chez les bactéries. En plus des avantages qu’ils confèrent à leur hôte, les plasmides ont la capacité de se multiplier et d’être transmis aux bactéries voisines par un phénomène nommé conjugaison. Tout comme un professeur transmet son savoir aux étudiants, une bactérie portant un ou plusieurs plasmides peut transmettre cette information génétique aux bactéries avoisinantes. Ainsi, une bactérie possédant un plasmide sur lequel on retrouve un gène de résistance à un antibiotique donné peut non seulement survivre et infecter les troupeaux d’élevage, mais celle-ci peut aussi transmettre cette résistance aux bactéries de l’environnement. Par conséquent, la présence et la transmission de cette information génétique représentent une menace de taille pour l’industrie de la production animale.

Figure 1. Transmission par conjugaison d’un plasmide provenant d’une bactérie donneuse à une bactérie receveuse. En A., représentation du chromosome bactérien et d’un plasmide chez les bactéries donneuses et receveuses avant conjugaison. En B., Multiplication du plasmide et transfert du plasmide par conjugaison. En C., représentation des bactéries donneuses et receveuses à la suite de la conjugaison possédant maintenant toutes deux le plasmide.

Bien que les plasmides soient naturellement retrouvés chez les bactéries, ces dernières ne sont pas les seules à bénéficier de leurs atouts. En effet, il est maintenant possible de modifier génétiquement un plasmide à notre avantage. Par exemple, on peut insérer le gène d’un antibiotique donné ou celui d’une vitamine bénéfique à la croissance d’animaux en santé dans un plasmide, puis incorporer ce plasmide dans une bactérie afin de synthétiser en grande quantité les éléments désirés. Dans ce cas, de tels plasmides sont appelés plasmides artificiels et le microorganisme utilisé sert d’usine de fabrication. Que ce soit pour prévenir les maladies infectieuses ou bien pour synthétiser un vaste éventail de produits assurant la santé des animaux en production animale, il est évident que les plasmides recèlent des informations génétiques cruciales et qu’il est essentiel d’approfondir nos connaissances à leur sujet.