Les Biotechnologies de la Reproduction Animale (BRA) : quels impacts ?

Les BRA se sont développées au cours de la seconde moitié du XXe siècle. En raison de leur impact économique important dans la gestion des troupeaux, les techniques ont progressé rapidement et se sont développées dans le monde entier.

Les BRA concernent essentiellement les mammifères, mais aussi les volailles, les poissons, voire les abeilles. Cette fiche de l’Académie d’agriculture de France (AAF) se limite à l’analyse des évolutions chez les grands mammifères domestiques de ferme, et prend comme modèle l’espèce bovine.

L’évolution des BRA est classiquement décrite en quatre générations, comme l’illustre la figure ci-dessous. Conjointement à la troisième génération s’est aussi mis en place, à la fin du XXe siècle, le sexage de la semence, bovine notamment.

Première génération : l’insémination animale

L’insémination animale est la BRA la plus répandue dans le monde. Les premiers essais ont débuté dans les années 1935-39, puis cette technique s’est développée après la deuxième guerre. Différentes méthodes de collecte sont utilisées selon les espèces. Ainsi, le sperme peut être conservé à plusieurs températures selon la finalité, jusqu’à être conservé durant plusieurs années ou être commercialisé à l’international. Récemment, l’évolution de la technique permet de sélectionner le sexe du futur produit à naître. Seulement, une des contraintes majeures du recours à l’insémination animale est la détection des chaleurs, afin d’inséminer en temps opportun. Des techniques de maîtrise des cycles sexuels permettent de lever en partie de telles contraintes.

Selon les statistiques mondiales, le taux de gestation obtenu par insémination, dans l’élevage bovin laitier par exemple, est de l’ordre de 60 % (le plus souvent après une double insémination). En règle générale, la semence congelée possède un taux de fécondation légèrement plus faible par rapport à la semence fraîche, par exemple chez les porcins.
En France, au cours de la campagne 2017-2018 :

• 3,8 millions de femelles bovines inséminées (110 millions dans le monde), dont plus de 80 % de races laitières, avec 500 000 doses de semence sexée
• 800 000 inséminations ovines (3.3 millions dans le monde)
• 74 000 inséminations caprines (500 000 dans le monde)
• 30 000 inséminations équines
• pour les porcins, 90 % des truies sont inséminées et 5,4 millions de doses de semence ont été mises en place en 2018 (40 millions dans le monde).

Un tel succès traduit le fort impact économique de l’insémination, en raison de trois avantages majeurs :

• le gain génétique généré par cette technique, dont la révolution génomique récente,
• la flexibilité d’usage, notamment le dé-saisonnement, ou encore la possibilité d’éviter la présence d’un mâle dans le troupeau, parfois dangereux ou difficile à gérer,
• l’intérêt sanitaire, avec la garantie qu’apporte la dose de semence préparée dans un centre agréé soumis à un contrôle sanitaire extrêmement précis.

Enfin la réussite technique offre aux éleveurs un prix de la dose très accessible, qui complète un schéma économiquement très favorable. À ce titre, on peut écrire que l’insémination animale représente une démocratisation de l’accès aux reproducteurs d’élite.

Deuxième génération : la transplantation embryonnaire

Cette deuxième génération consiste à prélever chez une femelle des embryons fécondés in vivo, c’est-à-dire dans l’utérus de l’animal, puis d’évaluer la qualité de ces embryons, voire de procéder à une conservation de longue durée grâce à la congélation, avant de les transférer chez un animal receveur. A savoir qu’une donneuse ayant été l’objet d’un traitement de superovulation donne naissance en moyenne à 3 veaux par intervention. Cependant, le taux de gestation pour la receveuse est faible, avec une moyenne de comprise entre 50 et 60% selon le mode de conservation des embryons.

La France en 2017, c’est :

• 36 000 transferts d’embryons bovins
• 2/3 en races laitières
• 50% en congélation

Dans le monde :

• 400 000 transferts d’embryons bovins
• Plus de 50% issus d’Amérique du Nord
• 1/3 issus de l’Europe

Bien que le coût de tels transferts soit de 5 à 10 fois supérieur à celui d’une insémination animale, le succès de cette BRA provient d’avantages majeurs :

• génétique : par la disponibilité pour le propriétaire de la receveuse d’un animal génétiquement amélioré par ses deux composantes paternelle et maternelle
• sanitaire : la transplantation embryonnaire est le moyen le plus sûr d’échanges de gènes au plan sanitaire.

Troisième génération : la fécondation in vitro

Cette troisième génération des BRA s’est mise en place chez les bovins au milieu des années 1980, bien que la première réussite de fécondation in vitro publiée fut celle réalisée chez le lapin, en 1954. Cette technique s’étend à d’autres espèces, telles les petits ruminants ou les chevaux.

La première étape est la collecte des ovocytes chez un animal donneur (en général de qualité génétique supérieure) grâce au prélèvement par aspiration sous contrôle échographique ou par les provenances d’abattoirs, après abattage des femelles. Les étapes suivantes de la manipulation nécessitent un laboratoire hautement équipé, et sous maîtrise sanitaire drastique afin d’éviter toute introduction d’agents pathogènes dans le processus. La suite du processus est semblable à celui du transfert d’embryons fécondés in vivo. Concernant l’efficacité, les taux de réussite peuvent être voisins de ceux observés lors de transfert d’embryons fécondés in vivo, soit des taux de gestation de 50%.

En France, 1 215 embryons produits in vitro ont été transférés en 2017, dont un tiers à l’état congelé. Dans le monde, chez les bovins, il est frappant de constater que le nombre d’embryons produits in vitro transférés est de près de 50 % supérieur à celui provenant d’embryons fécondés in vivo. Ceci résulte essentiellement de la politique de développement de l’élevage, d’abord en Amérique du Sud, puis en Amérique du Nord. L’Europe demeure en retard à cet égard.

Quatrième génération : clonage somatique, transgénèse et réécriture du génome

Cette quatrième génération ne concerne presque exclusivement que des activités de recherche ou de développement de molécules pharmacologiques. L’intérêt de cette BRA est limité et seuls quelques centaines de bovins ont vécu à des fins zootechniques, notamment aux USA et au Brésil. Autre exemple : quelques personnes fortunées se sont attachées à cloner chevaux ou bovins de très grande valeur. L’intérêt actuel du clonage est qu’il constitue un excellent modèle d’étude de la relation génome-épigénome.

Une révolution est en cours avec le recours à la technique d’édition (ou de réécriture) : celle-ci permet d’intervenir de façon spécifique et précise sur un gène pour l’inactiver (ce qui n’est plus une transgénèse à proprement parler) ou le remplacer. Les mois et années à venir nous réservent sans doute quelques bonnes surprises telles que l’inactivation des gènes codant pour des récepteurs de virus de maladies animales, rendant ainsi les animaux insensibles à ces agents pathogènes, certains redoutables comme celui de la Fièvre Aphteuse ou de la peste porcine africaine. Contrairement aux trois générations précédentes de BRA, le clonage somatique, la transgénèse et la récriture du génome font l’objet d’une acceptation sociale variable selon les continents. C’est manifestement en Europe que la controverse est la plus vive.

Les trois premières générations de BRA se sont donc largement développées de par le monde, témoin de leur impact sur l’élevage mondial. Elles apportent chacune leur avantage comparatif. Grâce aux outils efficaces mis en oeuvre, ces techniques peuvent être utilisées dans toutes les parties du monde, permettant aux éleveurs de disposer de toutes les entités génétiques disponibles sur notre planète.

Pour la quatrième génération, la réécriture génomique est actuellement l’objet d’une révolution technique et sera la source de recherches actives prometteuses…

https://www.academie-agriculture.fr/