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International audience; Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis is the etiological agent of Johne's disease in ruminants. Here, we report the annotated draft genome sequences of 142 M. avium subsp. paratuberculosis strains that were isolated from dairy cattle in France between 2014 and 2018. The genomes of these strains were sequenced using Illumina technology.

International audience; Introduction: Paratuberculosis is a chronic infection of the intestine, mainly the ileum, caused by Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (Map) in cattle and other ruminants. This enzootic disease is present worldwide and has a strong impact on the dairy cattle industry. For this species, the typing tools do not make it possible to investigate the genetic diversity of the strains. These limitations can be overcome by the application of Whole Genome Sequencing (WGS), particularly for clonal populations such as Map. WGS analyses can provide comprehensive genetic information, including information on genome evolution, discrimination of closely related strains and virulence determinants.The purpose of the present study was to undertake a whole-genome analysis of Map strains to identify accurate phylogenetic relationships between isolates and establish correlations between genomic traits and epidemiologicaldata within a population of well documented-strains.Materials and methods: A set of 200 animal field strains were selected based on a previous large-scale longitudinal study representative of the French Map population circulating in the West of France. Strains were isolated from bovine of breed Prim’Holstein or Normande naturally infected by Map. For each strain isolated, all information about the animal is available including: breed, herd prevalence, locations, serological status and excretion level. The genomic sequences of Map strains were obtained by Illumina MiSeq sequencing. Genomic sequences were assessed for potential contamination using Kraken2. Cleaned reads were aligned to the reference genome K-10 and SNP were called using FreeBayes. IQ-Tree was used to infer a SNP-based phylogeny.Results, discussion and conclusion: This study provided 200 new genomes of French strains isolates from naturally infected animals. Pangenome analysis of this panel confirmed the degree of Map clonality. SNP analyzes provided accurate phylogeny able to distinguish each strain divided into 4 clusters independently of the breed of the cattle. Interestingly, the phylogeny clearly distinct the two major MLVA profiles. A phylogeny was inferred with French Map isolates and with other Map isolates found across the world. Relations between genetic traits and epidemiological data will be investigated to better understand the transmission dynamics of the disease

International audience; Bovine paratuberculosis is a contagious and incurable disease, caused by Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP), with adverse effects on animal welfare and serious economic consequences. In a previous GWAS conducted on 1644 Holstein cows with an accurately defined status for MAP (controls, non-clinical and clinical cases) and whole genome sequences (WGS) imputed using the 6th Run of the 1000 bull genomes (1kBG) project (multibreed population, UMD3.1 reference genome), we identified three genomic regions on chromosomes 12, 13, and 23. The objective of the present study was to conduct further investigations using the 7th Run of the 1kBG, which includes a larger Holstein population with WGS based on the recent ARS-UCD1.2 reference genome. 50K genotypes of the 1644 Holstein cows were imputed to the high-density (HD) level with FImpute and then up to WGS with Minimac using reference sets of 776 and 700 Holstein bulls, respectively. GWAS was carried out with GCTA, testing the individual effect of ~25M variant and accounting for the population structure through a HD-based genomic relationship matrix. After filtering variants for low imputation accuracy (R² < 0.3) or frequency (MAF < 0.001), 4815 variants had significant effects (6 ≤ -log(P) ≤ 34.5) on resistance to MAP. They were located in eight different genomic regions on chromosomes 6, 9, 12, 13 (2 regions), 14, 18, and 23. Two-thirds of these variants (3194) were located in genes, mainly in introns (2170), upstream or downstream regions (907), and exons (101 including 65 non-synonymous). In each region, the variants with the most significant effects were located in the TMPRSS11F, HS6T3, ABCC4, SNTA1, SNTB1, NOTCH4, NFKBTL1, ATP6V1G2, DDX39B, and ELOVL5 genes. This study confirms the three genomic regions we detected before and reveals five novel regions for resistance to MAP.

Additional file 1: Figure S1. −log(P-value) plotted against the position of variants detected by GWAS (in grey) and conditional GWAS (GWAS_COJO; in blue).

Additional file 1. Complementary information to the material and method section. (A) Characteristics of the trade network. (B) Comparison of model outputs from simulations based on real vs. random herd coordinates. (C) Newborn health states. (D) Sensitivity analysis. (E) Probability of herds to be more exposed to one route than the other. (F) Descriptive sensitivity analysis and comparison with summarized epidemiological observed data. (G) Herd infection probabilities. (H) Explanation of the IncMSE in Random Forest analysis.

Additional file 1. Model parameters for processes related to population and infection dynamics. Value and source for each parameter of the population and infection dynamics processes.

National audience; Les modèles mécanistes sont puissants pour une meilleure compréhension des pathosystèmes, tant à l'échelle de l'hôte, de la population, que de la métapopulation. Ils permettent d’appréhender les déterminants de la propagation des pathogènes, d'explorer des hypothèses biologiques, et d'optimiser des scénarios de maîtrise. Cependant, si les paramètres d'un modèle ne sont pas calibrés correctement, la capacité prédictive du modèle est fortement réduite. Il est donc nécessaire de mobiliser toute l'information disponible, souvent fortement hétérogène et éparse (données, avis d'experts...) afin d’accroître la fiabilité et la robustesse des prédictions réalisées. Pour cela, des approches modernes d’inférence peuvent être utilisées, en les adaptant à nos problématiques d’épidémiologie animale, pour produire de nouvelles connaissances sur les pathosystèmes étudiés. La paratuberculose est une maladie enzootique d'importance économique mondiale dont le dépistage sur le terrain est difficile (longue incubation et faible sensibilité des tests diagnostic). La représentation d'un tel pathosystème conduit à un modèle épidémiologique de grande taille. De plus, comme souvent pour de tels systèmes, les processus sous-jacents à la propagation spatiotemporelle du pathogène sont partiellement observés et les données disponibles incomplètes, rendant impossible l’utilisation de méthodes d'inférence classiques. Notre objectif est d’estimer pour cette maladie la proportion de troupeaux infectés, la distribution de la prévalence intra-troupeau, la probabilité d'acheter un animal infecté dans des troupeaux non suivis, le taux de transmission locale, et la sensibilité moyenne du test. Pour cela, nous avons mobilisé des données longitudinales collectées en Bretagne (2005-2013), et mis en oeuvre une méthode d’inférence originale et pertinente pour ces données. Nous avons utilisé un modèle stochastique mécaniste de la propagation du pathogène entre troupeaux via les mouvements commerciaux de bovins, en utilisant les données exhaustives de détention de bovins pour 12 857 troupeaux laitiers et des données partielles sur le statut infectieux des animaux. Après validation de la méthode, les estimations indiquent que plus de 80% des troupeaux sont infectés avec une faible prévalence (

International audience

National audience; Controlling the spread of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (Map) within and betweenherds still represents a major economic challenge. However, the succession of infection stages and the individual shedding pattern are not well known for infected animals, whereas this precise knowledge is required to identify effective control measures in order to limit new infections.Combining field observations and epidemiological modelling appears to be a relevant approach toproduce such knowledge. However, most existing models do not account for individual characteristics of animals (health status, shedding level), or neglect shedding by infected calves and Map survival in the environment, the latter also being a pivotal process involved in Map persistenceat the herd scale. We propose a new individual-based model that accounts for all of the available knowledge on Maptransmission and shedding. By considering precisely individual characteristics of animals and their variation over time, this model can be calibrated on observed longitudinal field data. Our individual-based model is a stochastic model in discrete time, with a time step of one week. It has been programmed in C++ to ensure computing efficiency. It couples population and infection dynamics within a dairy cattle herd, and considers explicitly all of the farming environments and Mapsurvival. It accounts for the five routes of transmission (in utero, contaminated colostrum/milkingestion, and ingestion of contaminated faeces present in the local and in the general environments), as well as for the early shedding of Map by infected calves. Animals are individually characterized, with information about their age group (unweaned calves, weaned calves, youngheifers, heifers, and adult cows), their progression between health statuses (susceptible, resistant, transiently infectious, latently infected, subclinically infectious, and clinically affected), their contact with farming environments, their shedding level, and their detection test history. With our individual-based model, we aim at assessing biological assumptions, notably concerning the probability of adult infection, shedding dynamics, and the succession between infection statuses

• Purpose: There is a consensus on the main role of the wind in the transmission of C. burnetii, the agent of Q fever, between ruminants and from ruminants to humans. However, no study so far has focused on the mechanisms associated with this airborne transmission. The objective of the present study was, using a mechanistic epidemiological approach, to investigate the processes underlying the so-called wind effect and to assess its influence on the incidence risk for C. burnetii infection. This approach was here applied to the transmission process between dairy cattle herds. • Methods: Ninety-five dairy cattle herds located in the Finistère department (western France) were subjected to samplings of bulk tank milk and indoor dust every 4 months over a one-year period, in order to determine their C. burnetii status using PCR tests. A total of 27 incident herd-periods (negativetested on both PCR tests and becoming positive-tested at least once on the subsequent sampling time) and 71 negative herd-periods (negative-tested on both PCR tests over two consecutive sampling time) were retained for analysis. For a given herd, the effect of (i) the cumulated number of bacteria in herds located under the main wind direction (BW), and (ii) the mean wind speed in this area (WI) on its risk of becoming incident was assessed using logistic regression. • Results: Compared to herds in areas with low WI (≤5.5 m/s), the risk was significantly higher (OR = 4.76; CI: [1.42-16.0]) in herds in areas with high WI (>5.5 m/s) and high BW (>20); whereas the risk was not significantly different from unity in other situations. • Conclusions: In agreement with our assumptions, C. burnetii transmission to a free herd occurs only in case (i) the wind itself transporting from infected sources, and (ii) the load of the contaminated particles/aerosols generated, are high enough to act jointly. • Relevance: These results provide decision makers with relevant basis for orienting preventive actions (eg. vaccination) in rural and peri-urbans areas, in order to lower the C. burnetii burden in the environment, and hence to limit both the transmission between ruminant farms and the zoonotic risk, in areas that are particularly at risk

Les objectifs de cette étude étaient (i) de vérifier l’hypothèse selon laquelle les vaches contaminées par voie horizontale (contamination post-natale) auraient une probabilité moindre de transmettre Neospora caninum à leur progéniture que celles contaminées par voie verticale (contamination in-utero)et (ii) le cas échéant de trouver des moyens de les distinguer sur la base de leurs profils sérologiques afin de pouvoir discriminer en pratique les vaches à réformer en priorité. En effet si l’hypothèse se vérifie, il pourrait être conseillé aux éleveurs de conserver les vaches contaminées par voie horizontale dans les troupeaux. Pour cela, une base de données de plus de 250 000 résultats d’analyses sérologiques réalisées sur une période de presque17 ans dans les laboratoires départementaux bretons et de Loire Atlantique dans le cadre des plans de maîtrise mis en place par les GDS a été analysée. Il ressort de l’analyse que les vaches supposées contaminées par voie horizontale ont fortement tendance à moins transmettre la néosporose à leur progéniture que celles supposées contaminées par voie verticale (taux de transmission : 57%versus 91%). Les résultats sont d’autant plus encourageants que le taux de transmission des vaches supposées contaminées par voie horizontale est principalement le reflet de la transmission lors de la gestation à risque, les animaux étant le plus souvent réformés avant de vêler une nouvelle fois (d’un veau sain en théorie). Concernant l’identification « simple» des vaches selon leur mode de contamination, dans les conditions de l’étude, les vaches supposées contaminées par voie horizontale se distinguent des autres car elles se séronégativent dans une proportion plus importante (de l’ordre de 50%) et ce dès 3mois après leur premier résultat positif. Il semblerait également possible de discriminer ces vaches en se basant sur le taux d’anticorps qui serait plus faible chez les vaches supposées contaminées par voie horizontale que verticale. Ces résultats mériteraient d’être confirmés mais permettent déjà d’entrevoir des pistes pour modifier les règles de réforme

International audience

Cette présentation présente les bases d’une démarche harmonisée de diagnostic des avortements répétés mis au point dans le cadre de l’UMT Maîtrise de la Santé des Troupeaux Bovins ainsi que les résultats de la mise en œuvre de cette démarche sur le terrain. Cette étude confirme l’intérêt d’un dispositif de base dans une démarche nationale d’harmonisation du diagnostic des avortements qui devrait comprendre un écouvillon pour PCR FQ et 6 prises de sang sur congénères à problèmes pour sérologie Néosporose, BVD et Fièvre Q. Au final, en combinant les résultats PCR et sérologiques, un agent pathogène est fortement suspecté dans environ 6 cas sur 10. Les outils PCR permettant lma détection simultanée de nombreux pathogènes ouvre également des perspectives intéressantes pour augmenter la sensibilité des démarches diagnostiques.

Une technique PCR a permis la détection simultanée de 8 agents pathogènes (Coxiella burnetii, Chlamydophila spp, Listeria monocytogenes, Salmonella spp, leptospires pathogènes, BHV4, Campylobacter fetus et fetus venerealis, Anaplasma phagocytophilum) dans le cadre du diagnostic des avortements infectieux chez les bovins. 925 avortements ont été étudiés dans 3 zones (Ille-et-Vilaine, Morbihan, Deux-Sèvres), avec une matrice à analyser pour chacun (placenta, mucus vaginal, avorton ou organes d’avorton). L’agent principalement identifié est C. burnetii (presque 18 % des cas) ; l’agent de l’ehrlichiose est souvent retrouvé également. Les résultats sérologiques associés confirment le rôle de Neospora caninum et du virus de la BVD comme participant, avec la fièvre Q, des 3 agents abortifs majeurs chez les bovins. En combinant les résultats PCR et sérologiques, un agent pathogène est suspecté dans environ 6 cas sur 10. Dans la démarche nationale d’harmonisation du diagnostic des avortements, cette étude confirme l’intérêt d’un dispositif devant comprendre un écouvillon pour PCR fièvre Q et 6 prises de sang sur congénères à problèmes pour sérologie néosporose, BVD et fièvre Q

Coxiella burnetii infection occurs mainly after inhalation of aerosols contaminated by shedder ruminants. The propagation of C. burnetii between ruminant herds may result from a contiguity transmission between neighbours herds and/or the introduction of infected shedder animals in free herds. The objective of this study was to quantify and compare the relative impacts of the local cattle density and the introduction of possibly infected animals on C. burnetii spread between herds. Dairy herds located in France (n=2,829) and Sweden (n=117) were included. Herds were tested using ELISA kits in the bulk tank milk in May 2012 and June 2011 respectively. The total number of cattle introduced (ID) in herds was calculated during a period of 2 years before the date of ELISA test. The local cattle density was calculated using the total number of cattle located in a 5 km radius circle around herds. Logistic regression was used to assess the risk for a herd to be tested positive associated with an increase in the local cattle density and in the ID. The risk for a herd to be tested positive was higher for herds with a higher local cattle density (e.g. OR=4.05, CI95% 1.5-10.9, for herds with a local density between 100 and 120 compared to herds with a local density below 20). The risk was higher for herds with higher ID (e.g. OR=2.4, CI95% 1.7-3.4, for herds with ID over 3 compared to herds with no animal introduction). The variable country was not significant, indicating that results are not country specific. Population attributable fraction was 64% for the local density and 16% for ID. Results highlight the main role of contiguity in the dispersion process of C. burnetii between herds, suggesting the main role of wind. These results will enlighten the type of control measures to be implemented in herds at the regional level.

L’objectif de cet article est de synthétiser les résultats issus d’un essai clinique multi-centrique dans 120 élevages visant à comparer l’efficacité de différentes stratégies médicales vis-à-vis de la fièvre Q reposant sur la vaccination à l’aide d’un vaccin phase I et/ou d’une antibiothérapie à base d’oxytétracycline. Il en ressort un intérêt marqué de la vaccination tant sur les génisses que sur les vaches, d’emblée, que ce soit sur des paramètres cliniques (diminution des avortements, moindre retour à l’IA) que sur l’excrétion (mesurée dans le mucus vaginal au vêlage ou dans le lait de tank). Le recours à l’antibiothérapie au tarissement notamment, associé à une moindre survenue de l’excrétion et des rétentions placentaires, peut s’envisager dans des situations épidémiologiques bien particulières. Il n’y a en tout cas aucun intérêt à réaliser une seconde injection au tarissement. Ces résultats confortent la nécessaire prise en compte de la situation épidémiologique des troupeaux afin de mettre en œuvre les mesures les plus adaptées.