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Enjeux de santé (DS0504)
Edition 2014


DECIPHER


Déchiffrage des maladies multifactorielles: cas des mortalités de l'huître

Déchiffrage des maladies multifactorielles: cas des mortalités de l’huître
Au cours de ces dernières années, des mortalités récurrentes et massives affectent les huîtres. Ainsi, l'ostréiculture, qui est aujourd’hui un secteur en pleine expansion à l’échelle mondiale, est aux prises avec des épizooties qui mettent cette activité économique en danger. Pour identifier un moyen de sortir de cette crise sans précédent et trouver les solutions d’une aquaculture durable de l’huître, il est nécessaire de déchiffrer ce pathosystème complexe. C’est l’objectif de DECIPHER.

The objectives of the DECIPHER project is to contribute to our understanding of the multi-factorial dimension of oyster pathologies.
The objectives of the DECIPHER project is to contribute to our understanding of the multi-factorial dimension (infectious agents, microbiota, genetics) of the “summer mortality” disease affecting oysters and to propose adequate and effective control strategies. To achieve these ambitious objectives, the DECIPHER project proposes a collaborative framework and a set of experiments able to tackle the main scientific and technical issues remaining unsolved. The main obstacle encountered so far towards understanding oyster mortalities was the complexity of this pathosystem and the lack of an experimental model permitting to unravel the factors involved. This is why until recently only correlative studies using a limited number of arbitrarily chosen factors were possible, making the interaction between all factors difficult to investigate. Only an integrative research program using an experimental model of infection able to reproduce the pathogenesis in controlled conditions could address this difficult challenge. The recent development (2013) of such an experimental model of pathogenesis (EMP) by partner 3 will allow us for the first time (i) to break those conceptual and technical limitations and (ii) to move towards an integrative and dynamic view of the pathosystem in which all the parameters can be controlled.
In addition, DECIPHER will benefit from the recent emergence and constant progress done in Next Generation Sequencing (NGS) and associated analytical methods. It is now possible to monitor the holobiont dynamics and the functional response of each partners of the interaction (oyster, microbiota, pathogens) during the whole process from the beginning of the protocol until the pathogenesis. Combined together, EMP and NGS give us today the unique opportunity to study and quantify the respective influence of the genetic status of the oyster, the microbiota and the history of microbial challenge (during life or ontogenesis) on the emergence of the pathology.

The objectives of the DECIPHER project is to contribute to our understanding of the multi-factorial dimension of oyster pathologies. DECIPHER project proposes a research program organized in 5 tasks
TASK 0 will be dedicated to the management, the coordination of the project and reports.

TASK 1 will be dedicated to the production of oyster families and to implement an experimental model of pathogenesis (EMP). In subtask 1.1., full-sib families of diploid oysters with different genetic backgrounds will be produced using wild broodstock from different farming areas (i) displaying different environmental conditions (the Bay of Brest, cold and oceanic open sea zone - and the Thau lagoon, warm and lagoon coastal site) and (ii) being differentially impacted by summer mortalities.

TASK 2 will be dedicated to the characterization of the oyster holobiont dynamics throughout the development of pathogenesis in the different samples collected during the first task.

TASK 3 will be dedicated to (i) the handling and treatment of the large sets of data generated in task 2 and (ii) their statistical analysis to disentangle the relative importance of each factor (oyster genetic background, microbial environment, oyster associated microbiota and history of interactions) on the breakdown of oyster homeostasis and pathogenesis.

TASK 4 will be dedicated to the validation of the indicators identified in task 3 as biomarkers useful to monitor the oyster health status in farming conditions.

Résultats

In progress

Perspectives

DECIPHER will generate knowledge on unexplored questions in mollusks related to the structure and function of bivalve microbiota and its contribution to homeostasis and disease resistance in bivalves. It will thus open prospects for scientific knowledge advancement on a complex multifactorial disease but also decision-making tools and applied innovations in view of the sustainable and integrated management of oyster aquaculture in France. We expect DECIPHER to have important socio-economic implications. We want to mention that the project DECIPHER will also be a first step leading to a deeper analysis the relative importance of genetic vs. epigenetic mechanisms in the heritability of the trait susceptibility/resistance to “summer mortalities”. This will be achieved through the development of a following project which will use F2 and F3 generations of the oyster full-sib families prepared in the present project and by studying (i) the transcriptomic response of the F1, F2 and F3 generation as well as (ii) their genomic and epigenomic features.

Finally, DECIPHER will be committed to a rapid and effective dissemination of advances, knowledge and their exploitation. This will be assumed by all DECIPHER partners at all levels of society including scientific dissemination, higher education, professional associations, SMEs (small and medium-sized enterprises) and general public. For that, the partners will develop the means for constructive and effective communication between researchers and professionals through a dedicated website and a specific committee in charge of dissemination. Thanks to this communication plan, all actors and stakeholders concerned at the local, national, and even European scale will be informed of the DECIPHER advances and exploitation potentials.

Productions scientifiques et brevets

none

Partenaires

UMR 5119 Ecologie des systémes marins cotiers

UMR5244 Ecologie et évolution des interactions

UMR 8621 Institut de Génétique et Microbiologie

UMR 6539 Laboratoire des sciences de l'environnement marin

Aide de l'ANR 793 892 euros
Début et durée octobre 2014 - 60 mois

Résumé de soumission

Au cours de ces dernières années, des mortalités récurrentes, massives et d'étiologie complexe ont touché un nombre croissant d’espèces d’invertébrés d'intérêt écologique et/ou économique comme les abeilles domestiques, les coraux ou les huîtres.
Ainsi, l'ostréiculture, qui est aujourd’hui un secteur en pleine expansion à l’échelle mondiale, est aux prises avec des épizooties qui mettent cette activité économique en danger. La principale espèce d'huître exploitée en France et dans le monde, Crassostrea gigas, subit ainsi des mortalités estivales très importantes. La gravité du phénomène ne cesse d’augmenter depuis 2008. Il affecte particulièrement les stades juvéniles partout en France et décime jusqu’à 90% des cheptels selon les zones, ce qui entraîne des pertes économiques considérables. L'intensification de la production, les transferts d’espèces, l’anthropisation ou encore le réchauffement climatique en zone côtière sont autant de facteurs susceptibles d’affaiblir les animaux et/ou d’augmenter la fréquence des épizooties contribuant ainsi à l’émergence de ces mortalités récurrentes. Une série de projets de recherche dédiés à la question des « mortalités estivales » d’huître ont permis de montrer que ce phénomène était lié à la superposition d’une série de facteurs: (i) la maladie dépend de la température de l'eau de mer, qui modifie potentiellement à la fois la physiologie de l'hôte (reproduction, état de santé) et la composition/fonction de son microbiote associé (y compris la virulence des pathogènes) ; (ii) la sensibilité des huîtres à des micro-organismes pathogènes potentiels (virus herpès, bactéries Vibrio splendidus ,V. aestuarianus) dépend de la génétique des huîtres; (iii) une espèce/souche de micro-organisme unique n'est pas suffisante pour provoquer la maladie ce qui suggère que les micro-organismes coopèrent pour déclencher la pathogenèse; (iv) des dynamiques différentes de mortalités d'huîtres sont observées selon les sites de production. Ceci suggère que tous ces facteurs abiotiques, anthropiques, génétique des huîtres, leur histoire de vie, leur statut immunitaire et bien sûr les agents pathogènes interviennent et s’influencent mutuellement. Toutefois, le poids respectif de ces facteurs, leurs interactions, leur synergie et leur dynamique au cours de la pathogenèse sont largement méconnus, ce qui rend ces maladies difficile à comprendre, à prévoir et à contrôler.
Pour identifier un moyen de sortir de cette crise sans précédent et trouver les solutions d’une aquaculture durable de l’huître, il est nécessaire de déchiffrer ce pathosystème complexe. C’est l’objectif du projet DECIPHER. Pour atteindre cet objectif ambitieux, DECIPHER propose de développer un programme de recherche multidisciplinaire intégré mettant en relation les différents niveaux de compréhension de la maladie. Il se concentrera sur l'étude dynamique de l’« holobionte huître » (hôte et microbiote associé, y compris les agents pathogènes) et intégrera le fond génétique de l'hôte, les variations de l'environnement et l'histoire des interactions entre les protagonistes de ce pathosystème et l'émergence de la pathologie.
Cet objectif ambitieux est aujourd’hui réalisable grâce à des percées scientifiques et l’émergence de nouvelles méthodes que le consortium de scientifiques réunis dans ce projet se propose d’utiliser et/ou de mettre en œuvre. DECIPHER devrait apporter (i) des réponses claires à la question des mortalités estivales affectant l'ostréiculture et (ii) des solutions pour améliorer l’éco-efficacité de la culture de l'huître et contribuer à la durabilité de cette industrie.

 

Programme ANR : Enjeux de santé (DS0504) 2014

Référence projet : ANR-14-CE19-0023

Coordinateur du projet :
Monsieur Guillaume Mitta (Ecologie et évolution des interactions)

Site internet du projet : http://ihpe.univ-perp.fr/decipher/

 

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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.