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Améliorer l'efficience de la production porcine

Avec l'augmentation de la population mondiale et la prise de conscience des impacts environnementaux négatifs associés à l'élevage, satisfaire de façon durable la demande croissante en protéines animales est un défi majeur pour assurer la sécurité alimentaire à l'avenir. Dans ce contexte, il est nécessaire d'améliorer l'efficience de la production porcine. L'augmentation du ratio entre masse maigre et masse grasse et la diminution de l'adiposité de la carcasse sont des leviers pertinents pour améliorer cette efficience. Le contrôle de ces deux paramètres nécessite une meilleure compréhension de l'équilibre dynamique entre le nombre et le volume des adipocytes, responsables du stockage des lipides tissulaires, par rapport aux cellules musculaires. Les mécanismes qui régissent les nombres de cellules musculaires et adipeuses restent encore largement inconnus quelles que soient les espèces considérées.

L'objectif de notre travail est d'identifier les cellules souches adultes, aussi appelées progéniteurs de tissus différenciés, qui pourraient s’engager vers les lignages musculaires ou adipeux et ainsi contribuer au contrôle de la composition corporelle et tissulaire au cours de la croissance du porc. C’est pourquoi nous avons déterminé le type de progéniteurs présents dans les tissus musculaires ou adipeux, leur proportion respective en réponse à différents leviers de contrôle de la composition corporelle (alimentation, type génétique, sélection divergente sur l’efficacité alimentaire) et leur capacité à se différencier en adipocytes ou en cellules musculaires.

Des compositions cellulaires du tissu adipeux et du muscle sensibles à l’alimentation et à la génétique

Des outils spécifiques ont d’abord été développés à partir des marqueurs de surface cellulaire (CD11b, CD14, CD31, CD34, CD45, CD56, PDGFRα et CD90) définis dans la littérature, afin d’identifier les populations de cellules souches adultes au cours de la croissance du porc. Nos travaux indiquent pour la première fois chez le porc, les proportions et les spécificités des populations de progéniteurs dans le muscle squelettique et le tissu adipeux. Les progéniteurs musculaires se caractérisent par une plus grande plasticité, puisqu’ils peuvent se différencier vers un phénotype complet myogénique et/ou adipogénique, tandis que les cellules souches adipeuses se différencient en adipocytes mais n'atteignent pas une différenciation myogénique complète. Afin d’établir si des modifications de composition corporelle sont associées à des variations de proportion ou de fonctionnalité des cellules souches adultes, nous avons étudié les caractéristiques des cellules souches dans des tissus prélevés chez des porcs sélectionnés de manière divergente sur l’efficacité alimentaire et ayant reçu des régimes contrastés quant à la source d’énergie alimentaire. Nous avons observé que les compositions cellulaires du tissu adipeux et du muscle étaient sensibles à la fois à l’alimentation et au processus de sélection génétique. Notamment, une diminution de la proportion de cellules CD56+/PDGFRα+ dans le tissu adipeux est associée à la réduction de la masse grasse chez le porc en relation avec le type d’aliment reçu. L'augmentation de la proportion de cellules CD34+/PDGFRα- dans le muscle serait associée à l’augmentation du pourcentage de maigre dans la carcasse des porcs à faible consommation moyenne journalière résiduelle.

Des cibles potentielles pour mieux répondre aux objectifs de production et de qualité de la viande de porc

Ces nouvelles données sur les cellules souches, caractérisées à la fois dans le tissu adipeux et le muscle squelettique, sont d'un grand intérêt pour la maitrise de la production des animaux d’élevage. Elles pourraient constituer de nouvelles cibles à moduler pour adapter le développement des tissus musculaires et adipeux aux objectifs de production et de qualité. D'autres études sont en cours pour étudier plus finement la plasticité de chaque population de cellules souches adultes au cours de la croissance de l’animal et dans différentes modalités d’élevage.

Ces travaux ont été financés par les crédits incitatifs du département Phase en 2010 et 2012.

Bibliographie

• M.H. Perruchot, L. Lefaucheur, C. Barreau, L. Casteilla, I. Louveau. 2013. Age-related changes in the features of porcine adult stem cells isolated from adipose tissue and skeletal muscle. American Journal of Physiology - Cell Physiology 305: C728-C738. (DOI)
• M.H. Perruchot, C. Tréfeu, L. Lefaucheur, C. Barreau, L. Casteilla, I. Louveau. 2012. Exploration of progenitor cells in adipose tissue and skeletal muscle during growth. Satellite ECO Congress, Paris – 7 and 8 May. [lien]
• M.H. Perruchot, L. Lefaucheur, F. Gondret, I. Louveau. 2014. Adult stem cells in adipose tissue and skeletal muscle of pigs differing in body composition. In Book of Abstract of the 65th EAAP, EAAP 2014 Copenhagen, Denmark, 25-29 August 2014. P84. (Wageningen Academic Publishers, eds). [lien]

Contact

Marie-Hélène Perruchot (marie-helene.perruchot[at]rennes.inra.fr)