Dynamics of the faecal microbiota in dairy cows around calving and its associations with health

La période de transition (± 3 semaines autour du vêlage) est un moment clef pour la santé et la productivité des vaches laitières. A cette phase, des changements physiologiques et métaboliques importants se produisent, dont une réduction de l’ingestion et une augmentation des besoins énergétiques pour la lactogenèse. Les vaches sont alors plus vulnérables aux maladies métaboliques et infectieuses. Le rôle du microbiote intestinal dans le développement de l'immunité intestinale et systémique via les interactions hôte-microbiote a été étudié en biologie humaine, mais il est encore méconnu chez la vache laitière. Chez les ruminants, l'analyse des fèces s'impose comme une approche pratique et représentative du microbiote intestinal, pouvant constituer un indicateur pertinent de la santé globale.L'objectif de cette thèse était d'améliorer la description de la composition du microbiote fécal des vaches laitières et de son lien avec la santé globale et l'immunité pendant la période de transition. Une méta-analyse de données publiées sur des vaches de race Holstein en lactation a été réalisée, incluant plus de 2 000 échantillons. Malgré la qualité variable des données et l'hétérogénéité méthodologique, trois profils microbiens ont été décrits. Le microbiote fécal commun a été identifié avec 21 familles représentant plus de 80 % de l'abondance relative, dont les deux principales étaient les Oscillospiraceae et les Lachnospiraceae. Les résultats de cette étude fournissent une base solide pour de futures études comparatives. Une étude expérimentale a également été menée dans 25 exploitations laitières commerciales en Bretagne (France) afin d'étudier le microbiote fécal autour du vêlage chez 411 vaches laitières. Des changements de la composition microbienne ont été observés, soulignant la nature dynamique des communautés intestinales pendant cette période sensible. Parmi les changements majeurs, nous avons constaté une diminution de l'abondance de Campylobacter et une augmentation de l'abondance de Bifidobacterium. Nous avons étudié la relation entre le microbiote fécal et des paramètres immunitaires, en particulier l'expression des cytokines et la réponse inflammatoire. Quatre catégories de vaches aux profils cytokiniques distincts ont été établies. Malgré l'absence de lien évident entre ces quatre profils immunitaires et le microbiote, nous avons constaté que la variabilité de l'expression des cytokines peut s'expliquer en partie (<10%) par le microbiote. En outre, un lien a été identifié entre certains taxons (notamment certains Oscillospirales ; UCG-010, Lachnospiraceae et Clostridia) avant le vêlage et la production de certaines cytokines (IL-1α, IL-1β, TNFα, IL-17A et IFNγ) après le vêlage, ce qui confirme l'hypothèse selon laquelle le microbiote intestinal est associé à la réactivité immunitaire chez la vache laitière. Il est difficile de déterminer si la diminution de l’ingestion entraîne une modification du microbiote, entrainant une modification concomitante de l'immunité, ou vice versa. Cette thèse présente une étude approfondie du microbiote fécal des vaches laitières, en particulier durant la période de transition. En établissant de nouvelles associations entre les taxons bactériens et des indicateurs immunitaires, ce travail pourrait permettre d'approfondir la compréhension fondamentale des troubles de la santé à cette période et d'envisager des applications pratiques; notamment la détection précoce des maladies, la conception d'interventions nutritionnelles, la sélection génétique pour la résilience et la gestion plus durable des troupeaux. Ces résultats soutiennent les efforts visant à améliorer le bien-être animal, la rentabilité des exploitations agricoles et la durabilité de l’agriculture dans une perspective One Health, qui allie la santé animale, environnementale et humaine.