Pathologies pulmonaires

Asthme équin

Génétique de l'astme équin

La descendance des  parents affectés présente un risque accru de maladie.

Depuis presque cent ans, il a été observé que certains étalons et juments transmettaient la maladie à leurs descendants. À l’aide des nouvelles méthodes de diagnostique les bases génétiques de la maladie sont examinées à l’ISME. Le but de cette recherche, est à long terme, de pouvoir reconnaître la maladie dans sa phase latente et ainsi de ne pas inclure ces chevaux dans l’élevage. Cela permettrait d’améliorer la qualité de vie des chevaux. Dans le cadre de cette recherche deux étalons souffrant d’OCVR ont été identifiés. Les propriétaires des descendants de ces deux étalons ont été contactés interrogés par questionnaire. Une prise de sang des chevaux a été effectuée. L’ADN a ensuite été isolé et il a été montré que les descendants de chevaux atteints ont 5 fois plus de chances d’être atteints pas la maladie que d’autres chevaux.

Deux régions chromosomiques été identifiées : lien entre allergie cutanée et défense immunitaire contre les parasites intestinaux

Le génome équin étant décodé, il a été possible de mettre en corrélation deux régions chromosomiques avec l’asthme équin. Des gènes importants se situent dans ces régions. Un de ces gènes est mis en lien chez l’homme et chez d’autres espèces, avec les allergies et avec la défense immunitaire contre les parasites intestinaux. De même, nous avons pu mettre en évidence chez le cheval un lien entre l’affectation d’astme équin et l’apparition élevée d’allergies cutanées (exéma, dermatite estivale) et la sécrétion diminuée de parasites intestinaux.

À l’aide de réseau microscopique d’ADN en cours, la régulation  des gènes pour la résistance contre les parasites et les allergies est examinée. Dû aux similarités avec l’asthme et d’autres allergies humaines ainsi qu’avec des affections parasitaires dans les pays émergeants, la recherche sur l’astme équin est un sujet de recherche non limité à la médecine vétérinaire

Identification des allergènes

La poussière de foin, contenant des spores de moisissures et des endotoxines (toxines produites par des microorganismes), est le principal élément déclencheur. Des modifications de l’environnement, comme le changement du type de fourrage, permet de limiter l’exposition des chevaux à la poussière. Si le nombre de cas « classiques » semble avoir diminué au cours des dernières années, nous voyons de plus en plus de cas atypiques qui répondent mal au traitement classique. Il est possible que ces chevaux soient sensibles à des allergènes autres que ceux présents dans le foin.

Une nouvelle approche diagnostique - Une étude menée en collaboration avec un groupe de recherche anglais a montré que d’autres sources d’allergènes telles que le latex (provenant des sols synthétiques ou de l’abrasion des routes), les champignons ou les acariens pouvaient jouer un rôle dans le développement de l’asthme. Ces résultats ont été obtenus grâce à une technologie innovante : la mesure des anticorps IgE par micropuce ("microarray"). Cette micropuce spécialement conçue pour les chevaux permet l’analyse simultanée d’une centaine d’allergènes différents dans le sang et le lavage broncho-alvéolaire.

L'objectif de cette étude est d'identifier les allergènes associés à l'asthme dans la population équine suisse afin de développer une micropuce adaptée à nos chevaux. Plus de 80 chevaux ont été examinés. Les échantillons collectés sont en cours d’analyse. Nous espérons que les résultats de cette étude contribueront au développement d’un traitement personnalisé du cheval asthmatique, comme la gestion ciblée de l’environnement ou la désensibilisation aux allergènes identifiés. 

La phase de recrutement pour cette étude est terminée. De nouvelles études sur l'asthme sont prévues pour 2025. Un appel à participation sera publié en temps voulu.

Projet de recherche CXCL13

Ce projet vise à développer un test pratique permettant de mesurer la protéine immunitaire CXCL13 dans le sang et le liquide de lavage bronchoalvéolaire du cheval.

CXCL13 est une molécule qui contrôle la migration des cellules immunitaires. Elle est associée à la réponse immunitaire de type 3, qui favorise l’inflammation chronique, et se distingue ainsi de l’immunité de type 2, typique des réactions allergiques. Dans certaines formes d’asthme équin, a réponse de type 3 est excessivement exprimée et aggrave l'inflammation chronique des voies pulmonaires. Des études montrent des taux élevés de CXCL13 dans les poumons et le sang chez les personnes asthmatiques. Chez les modèles murins (souris), le blocage de CXCL13 peut même réduire l’inflammation des voies respiratoires. CXCL13 s'impose ainsi comme un biomarqueur prometteur offrant un double potentiel : diagnostic et, à terme, thérapeutique.

Notre équipe a précédemment montré que les chevaux atteints d’asthme sévère présentent davantage de CXCL13 dans leurs cellules pulmonaires et sanguines que les chevaux sains. Dans l’étude en cours, nous développons des tests de laboratoire pour mesurer CXCL13 dans le sang et le liquide de lavage bronchoalvéolaire de manière fiable et pratique.

Pour développer ce test, nous avons un partenaire hors du commun : l’alpaga ! En effet, les camélidés sont célèbres pour produire un type d'anticorps très spécial, appelés nanocorps (ou nanobodies). Après avoir immunisé un alpaga avec notre protéine cible, la CXCL13, une simple prise de sang permet de récupérer ces nanocorps hautement spécifiques à la CXCL13 équine. Ces nanocorps présentent des propriétés biologiques exceptionnelles : leur petite taille et leur stabilité les rendent idéaux pour être intégrés dans des tests diagnostiques rapides ou même pour une utilisation thérapeutique. Un avantage majeur est qu’une fois isolés, ils peuvent être conservés et reproduits artificiellement en laboratoire, sans devoir à nouveau immuniser ou prélever du sang à l'alpaga.

Nous poursuivons deux objectifs majeurs :

1. Faciliter le diagnostic de l’asthme par un test unique
2. Mieux identifier la réponse immunitaire sous-jacent (type 2, allergique, ou type 3, inflammatoire).
   À terme, cette distinction devrait permettre un traitement plus précis et individualisé pour chaque cheval.

La phase de recrutement débutera en 2026 ; nous chercherons des chevaux asthmatiques ainsi que des chevaux témoins en bonne santé. Nous vous tiendrons informé·e·s ici.

Publications

2023

Sage, Sophie E.; Leeb, Tosso; Jagannathan, Vidhya; Gerber, Vinzenz
(2023).Single-cell profiling of bronchoalveolar cells reveals a Th17 signature in neutrophilic severe equine asthma, Immunology, IF: 6.4 Wiley-Blackwell
10.1111/imm.13745

Schnabel, Christiane L; Jentsch, Maria-Christin; Lübke, Sabrina; Kaiser-Thom, Sarah; Gerber, Vinzenz; Vrtala, Susanne; Huang, Huey-Jy; Rhyner, Claudio; Wagner, Bettina; Hoffmann, Ralf; Volke, Daniela (2023).
Immunoproteomics reveal increased serum IgG3/5 binding to Dermatophagoides and yeast protein antigens in severe equine asthma in a preliminary study. Frontiers in immunology, IF: 7.3, 14(1293684) Frontiers Research Foundation 10.3389/fimmu.2023.1293684

2022

Sage, S. E., Nicholson, P., Peters, L. M., Leeb, T., Jagannathan, V., 
Gerber, V., (2022). Single-cell gene expression analysis of cryopreserved equine bronchoalveolar cells. Frontiers in immunology, IF 8.786, 13 Frontiers Research Foundation 10.3389/fimmu.2022.929922, PMID: 36105804 

Sage, S. E., Nicholson, P., Leeb, T., Gerber, V., Jagannathan, V., (2022). Long-Read Transcriptome of Equine Bronchoalveolar Cells. Genes, 13(10)
S. 1722. MDPI, Molecular Diversity, IF: 3.364, Preservation International 10.3390/genes13101722, PMID: 36292607

Wyler, M., Sage, S. E., Marti, E., White, S., Gerber, V., (2022).
Protein microarray allergen profiling in bronchoalveolar lavage fluid and serum of horses with asthma. Journal of veterinary internal medicine, IF: 3.175, Wiley 10.1111/jvim.16600, PMID: 36479920

2021

Herteman, N., Mosing, M., Waldmann, A. D., Gerber, V., Schoster, A., (2021).
Exercise-induced airflow changes in horses with asthma measured by electrical impedance tomography. Journal of veterinary internal medicine IF: 3.333, 35(5), S. 2500-2510. Wiley-Blackwell 10.1111/jvim.16260 PMID: 34505734

2020

Hulliger, M., Pacholewska, A., Vargas, A., Lavoie, J.-P., Leeb, T., Gerber, V., Jagannathan, V., (2020) An Integrative miRNA-mRNA Expression Analysis Reveals Striking Transcriptomic Similarities between Severe Equine Asthma and Specific Asthma Endotypes in Humans. Genes IF: 3.759, 11(10) MDPI, Molecular Diversity Preservation International 10.3390/genes11101143

Couetil, L., Cardwell, J., Leguillette, R., Mazan, M., Richard, E., Bienzle, D.,
Bullone, M., Gerber, V., Ivester, K., Lavoie, J.-P., Martin, J., Moran, G., Niedźwiedź, A., Pusterla, N., Swiderski, C., (2020) Equine Asthma: Current Understanding and Future Directions. Frontiers in veterinary science, IF: 2.245 7(450), S. 450. Frontiers Media 10.3389/fvets.2020.00450

2019

Sperl, C., Gerber, V., Drießlein, D., Klima, A., Becher, A.M. (2019). Are Respiratory Clinical Signs in Horses Associated With Strongyle Egg Shedding Rates on Farms With Varying Egg Shedding Levels? Journal of equine veterinary science, 75, S. 104-111. doi: 10.1016/j.jevs.2019.01.006 PMID: 31002083

Verdon, M., Lanz, S., Rhyner, C., Gerber, V., Marti, E., (2019) Allergen-specific immunoglobulin E in sera of horses affected with insect bite hypersensitivity, severe equine asthma or both conditions. J Vet Intern Med. 2018;33(1):266-274.

White, S.J., Moore-Colyer, M., Marti, E., Hannant, D., Gerber, V., Coüetil, L., Richard, E. A., Alcocer, M., (2019). Antigen array for serological diagnosis and novel allergen identification in severe equine asthma. Scientific reports, 9(15170) Springer Nature 10.1038/s41598-019-51820-7 PMID: 31645629

2018

Mason, V. C., Schaefer, R. J., McCue, M. E., Leeb, T., & Gerber, V. (2018). eQTL discovery and their association with severe equine asthma in European Warmblood horses. BMC genomics, 19(1), 581. doi:10.1186/s12864-018-4938-9