Adaptation du tissu mammaire aux vagues de chaleurs chez la vache laitière

Le réchauffement climatique entraîne une augmentation de la fréquence et de l’intensité des vagues de chaleur, ce qui constitue un défi majeur pour l’élevage laitier. Chez la vache laitière, ces épisodes de stress thermique nuisent à la santé, au bien-être et à la productivité. Parmi les conséquences identifiées, on note une réduction de la production de lait ainsi qu’une hausse du risque de mammites, infections inflammatoires affectant la glande mammaire. Cependant, les effets précis de la chaleur sur le fonctionnement cellulaire de ce tissu demeurent encore insuffisamment explorés.

L’épithélium mammaire assure deux rôles essentiels : la synthèse des constituants du lait et la protection contre l’invasion de pathogènes. La thèse vise à mieux comprendre les perturbations causées par le stress thermique sur cet épithélium, en analysant à la fois le fonctionnement des cellules épithéliales mammaires (CEM), ainsi que l’impact sur la fonction barrière de l’épithélium. L’étude intégrera également les réponses hormonales, oxydatives et immunitaires pouvant expliquer les modifications de l’épithélium mammaire en condition de stress thermique.

Le programme de recherche s’articulera autour de trois essais expérimentaux réalisés sur vaches laitières en environnement contrôlé. Des vaches seront soumises, ou non, à un stress thermique simulé, soit par élévation de la température ambiante dans les salles d’élevage, soit à l’aide de couvertures chauffantes. Un essai mimera une vague de chaleur avec étude des régulations hormonales, un autre mimera deux vagues de chaleur consécutives et un dernier sera mené à un stade plus précoce de la lactation (collaboration Université Wisconsin Madison). L’objectif de ces essais est d’observer si les perturbations mammaires sont dues à une perte de cellules épithéliales (exfoliation dans le lait accrue, renouvellement accéléré) ou à une altération de l’intégrité de l’épithélium (perte des jonctions serrées ou mort cellulaire).

La fonction de production laitière sera caractérisée par la mesure du volume de lait, l’analyse de sa composition, ainsi que l’expression des gènes impliqués dans la lactation. Pour évaluer la fonction barrière, plusieurs indicateurs seront utilisés : la concentration en sodium et en potassium dans le lait (révélatrice d’une altération des jonctions serrées entre cellules), la présence de lactose dans le sang (signe de fuite du lait dans le sang) et la quantité de CEM exfoliées dans le lait, reflétant l’état de renouvellement de l’épithélium.

Le stress oxydant lié à la chaleur sera évalué à l’aide d’analyses réalisées sur des échantillons sanguins et sur des CEM isolées, incluant le dosage des enzymes antioxydantes et l’évaluation du statut redox. En parallèle, l’inflammation systémique sera caractérisée par la mesure des concentrations d’haptoglobine. Une autre approche pour l’inflammation sera de déterminer l’expression des cytokines pro-inflammatoires dans les leucocytes du lait. Enfin, la réponse immunitaire globale sera étudiée à partir d’échantillons de lait en explorant l’expression des interleukines et des gènes impliqués dans les mécanismes de défense de l’organisme.

Cette recherche contribuera à identifier plus précisément les facteurs qui perturbent le fonctionnement de la glande mammaire en situation de stress climatique. En identifiant les fonctions les plus vulnérables au stress thermique, elle fournira des leviers précieux pour préserver la santé animale et la durabilité des systèmes laitiers.

Julie Duclos travaille sur ce sujet de thèse depuis octobre 2024 pour 3 ans dans l’équipe Biofonte. Elle est encadrée par Marion Boutinaud et Marion Falabrègue. La thèse est financée par la région Bretagne et le département Phase INRAE.

Contacts

Julie Duclos : julie.duclos[at]inrae.fr
Marion Boutinaud : marion.boutinaud[at]inrae.fr
Marion Falabrègue : marion.falabregue[at]inrae.fr