Bovins

92 bovins, vaches et veaux, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, les vaches replacées dans l'élevage et les veaux vendus pour la croissance selon la pratique commerciale. L'essai teste des variétés de colza et des procédés de fabrication de tourteaux censés réduire le "stress oxydant" autour de la mise bas, avec sept prises de sang sur les vaches et cinq sur les veaux. Le porteur affirme qu'aucun impact négatif de l'alimentation n'est attendu et que la traite reste conforme à la pratique standard. La finalité affichée est de fournir à la filière laitière un tourteau valorisable et un lait enrichi en antioxydants, un objectif commercial autant que sanitaire.

Objectifs

Nous étudions les effets de régimes à base de colza sur le concept d'une seule Santé pour l'animal et pour l'homme. Certaines variétés de colza apporteraient des composés spécifiques permettant de diminuer le stress oxydant des vaches ingérant des tourteaux de ces colzas. Le stress oxydant de souris modèle de l'homme et de veaux ingérant le lait de ces vaches pourrait également être diminué. Cette demande d'autorisation à expérimenter porte spécifiquement sur un essai sur vaches autour de la période de mise bas et sur des veaux recevant le colostrum et le lait de ces vaches. La période autour de la mise bas pour la vache et de la naissance pour son veau sont des périodes où le stress oxydant est important. Les vaches (4 groupes) recevront donc avant la mise bas et en début de lactation 4 régimes alimentaires. Deux régimes contiennent ces variétés de colza spécifiques et un régime n'en contient pas. Un quatrième régime permettra de tester sur une des 2 variétés de colza si le processus de fabrication du tourteau a dégradé l'apport de ces composés spécifiques par une intensité de chauffage du tourteau trop importante à la fabrication. Le lait des mères sera distribué aux 4 groupes de veaux pendant 5 semaines à partir de la naissance.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’identifier l’effectivité de variétés de colza et de traitements technologiques protecteurs lors de la fabrication de tourteaux pour préserver la vache et son veau du stress oxydant autour de la mise bas. Il pourrait donc fournir des pistes pour la filière bovine laitière pour développer des tourteaux de colza qui seraient bénéfiques à la santé des vaches et des veaux, avec le potentiel de réduire l’usage des traitements médicamenteux en élevage. Ces tourteaux pourraient apporter un atout nutritionnel supplémentaire au lait de consommation, enrichi ainsi en antioxydants. D’un point de vue des connaissances scientifiques, il permettra d'étudier si les molécules d'intérêt contenues dans ces colzas sont métabolisées et présentes dans le sang des vaches alimentées avec ce type de régime, puis dans leur colostrum et le lait, et enfin, s’ils sont transmis au veau in utero puis lorsqu’ils sont nourris avec le colostrum puis le lait. L’objectif est de déterminer le statut oxydant des vaches et de leurs veaux et les relations avec leur statut immunitaire.

Procédures

Des prises de sang, réalisées sur vaches (7 prélèvements répartis sur 9 semaines) et veaux (5 prélèvements répartis sur 5 semaines), permettront un suivi précis des hormones et métabolites d’intérêt. Ces prises de sang dureront chacune au maximum 5 min.

Impact sur les animaux

Dans cet essai, les apports alimentaires sont conformes aux recommandations préconisées en alimentation pour l’élevage de vaches en fin de gestation et début de lactation ainsi que pour celui des veaux dans les 5 premières semaines de vie. Il ne devrait donc y avoir aucun impact négatif de l’alimentation sur la santé ou le bien-être des animaux. La traite est pratiquée selon la pratique standard en élevage et n’engendre pas de contrainte aux vaches. Les prises de sang, réalisées sur vaches et veaux, peuvent générer un léger stress pour les animaux, mais leurs réalisations rapides (au plus 5 min), par le personnel formé de l’établissement utilisateur, permettront de limiter ce stress.

Devenir

Les 2 procédures expérimentales, l'une sur vaches, l'autre sur veaux, sont légères. Les vaches seront replacées dans l'établissement utilisateur après l'essai, les veaux seront vendus pour continuer leur croissance selon la pratique commerciale standard.

Remplacement

Il n’existe pas d’alternative in vitro pour tester l’effet des composés bioactifs présents dans la ration pour réduire à la fois le stress oxydant qui survient chez la vache laitière au moment de la mise bas et celui de son veau recevant son colostrum (première sécrétion lactée, riche en immunoglobulines) puis son lait.

Réduction

Nous avons réduit le nombre de vaches et de veaux à utiliser dans ces 2 procédures en nous référant à des essais similaires publiés sur l’effet d’autres types de composés (comme les vitamines) sur le stress oxydant des vaches à la mise bas et sur celui des veaux à la naissance et dans les premières semaines de vie. Le nombre de vaches (52) a été raisonné pour avoir 4 lots de 12 vaches en début d’essai (48 vaches) qui recevront 4 traitements alimentaires. De plus, 4 vaches nourrices recevant chacune un des 4 régimes alimentaires fourniront du lait en début de lactation aux premiers veaux à naitre. Le nombre de veaux retenu pour réaliser l’essai est de 40 veaux mâles (4 lots de 10 veaux qui recevront 4 traitements alimentaires). Dans les 2 essais, le schéma expérimental sera continu. Les analyses statistiques pratiquées seront des analyses de variance.

Raffinement

Hormis les prises de sang, le protocole ne modifie pas les conditions d’élevage des vaches et des veaux nouveaux nés. En effet, les apports énergétiques et protéiques des rations seront ajustés dans la gamme des apports recommandés pour les vaches et leurs veaux, visant à ne pas engendrer de perturbation par rapport à une conduite d’élevage classique non expérimentale. La traite des vaches est pratiquée selon la pratique standard en élevage et n’engendre pas de contrainte aux vaches. Pour réaliser les prises de sang, les vaches seront placées devant leur auge et bloquées au cornadis comme au moment de l'alimentation. Elles ne subiront donc aucun stress lié à ce blocage car elles y sont habituées (pratique quotidienne). La durée maximale pour le prélèvement de sang est limitée à 5 min chez la vache comme chez le veau afin de limiter le stress induit. Lors de la réalisation des prises de sang, le temps de contention manuel pratiqué sur les jeunes veaux sera minimisé à 5 min afin de limiter le stress induit. De plus, le personnel des installations est formé à la réalisation de ce geste ce qui contribue à minimiser le stress induit. Ce personnel est de plus formé en expérimentation animale et est sensibilisé à la douleur animale.

Choix des espèces

La problématique de l’étude, assez spécifique aux vaches laitières et à leurs veaux, nécessitera de travailler avec cette espèce. Les vaches seront de race Prim’Holstein. Il s’agit de la race de vache laitière la plus répandue dans le monde. Les veaux sont des veaux mâles croisés Prim’Holstein et Blanc Bleu Belge qui est une race à viande. Les résultats de ce projet ont vocation à être diffusés au niveau international. Il nous faut des vaches laitières adultes pour étudier l’effet des molécules d’intérêt présentes dans le lait apporté aux veaux. Dans cet essai, nous utiliserons des vaches multipares ayant déjà mis bas au moins une fois et ayant réalisé au moins une lactation. Le stress oxydant chez les vaches laitières se produit au moment de la mise bas ; c’est pourquoi nous étudierons la phase autour de la mise bas (4 semaines avant la mise bas et 5 semaines après). Le stress oxydant chez les veaux est maximum au cours des premières semaines de vie et l’immunité propre s’acquiert lors de cette période. Le veau dispose d’abord d’une immunité transmise via le colostrum de sa mère, qui diminue pour être minimale à l’âge de 3 semaines de vie, avant de développer sa propre immunité. C’est pourquoi, nous avons choisi d’étudier l’effet de ces apports de molécules par le lait, de la naissance à l’âge de 5 semaines chez le veau.

299 vaches laitières de race Holstein vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, sans mise à mort, et restent ensuite dans leur élevage. Chaque animal subit une seule prise de sang à la queue, réalisée lors d'un blocage au cornadis ou pendant la traite. Le projet cherche à mesurer l'épigénome des vaches pour construire un nouvel index de sélection favorisant des animaux plus adaptables aux variations d'environnement. Le porteur présente cet index comme un outil au service du "bien-être" des vaches, tout en le rattachant à la sélection et à la productivité d'un "élevage durable".

Objectifs

Le projet proposé a pour ambition d’étudier les relations entre les variations des performances (telles que la production et la qualité du lait qui sont des caractères observables), la génétique des animaux (déterminée en routine par la méthode du génotypage), un nouveau critère appelé « épigénome » (ensemble des modifications de l’expression du génome liées notamment à l’environnement de vie) et l'environnement (incluant les conduites d’élevage, l’alimentation et les variations climatiques). Nous avons développé un outil de mesure de l’épigénome des individus qui permet de considérer leur historique de vie et leurs capacités d’adaptation à l’environnement. L’étude est menée sur un cheptel conduit en ferme expérimentale, offrant un suivi précis des animaux. L’idée du projet est de contribuer à définir les caractéristiques d’une population de vaches de référence afin d’offrir de nouveaux critères d’évaluation. Pour l’élevage et les éleveurs, une des finalités de l’étude est l’identification de nouveaux indicateurs en combinant l’ensemble des données collectées. Associées à une démarche de sélection déjà utilisée pour la race étudiée (ici la race Holstein), les données d’épigénome seront utiles pour la recherche d’animaux capables de s'adapter aux changements environnementaux. Ces connaissances obtenues aideront à définir de nouvelles stratégies de sélection pour la sélection d’animaux plus robustes, aptes à exprimer leur potentiel dans des conditions environnementales variables, tout en préservant leurs santé et bien-être pour un élevage durable.

Bénéfices attendus

La collection d’échantillons biologiques ainsi que l’ensemble des données fourniront pour la première fois l’opportunité de traiter une large cohorte de vaches Holstein et d’en identifier l’épigénome. Cette étude originale est une première pour le monde de l’élevage. Cette étape est absolument incontournable pour déterminer la puissance de l’outil de mesure de l'épigénome que nous développons et définir un nouvel index de management (calculé à partir de la combinaison de différents critères) apte à considérer tout l’historique de vie de l’animal. Cette démarche met les derniers progrès technologiques et méthodologiques de la biologie au service d’un élevage responsable et durable.

Procédures

Les vaches seront soumises à une seule prise de sang à la veine caudale pour le projet.

Impact sur les animaux

Les prélèvements sanguins seront effectués lors de contentions qui sont habituelles pour les animaux et prévues dans leur suivi : soit au moment de l’alimentation aux cornadis soit au cours de la traite (robot de traite). La douleur occasionnée par l’aiguille de prélèvement est légère et transitoire. La ponction de sang est très limitée en proportion du volume sanguin de l’animal.

Devenir

Les animaux restent dans les élevages à l'issue de la prise de sang.

Remplacement

Le projet est conduit sur l’espèce bovine pour l’espèce bovine. Il ne peut donc y avoir de remplacement. Il s’agit d’une démarche nécessitant la prise en compte de tous les processus biologiques ; elle ne peut être conduite qu’au niveau de l’animal entier. La race Prim’Holstein est la race la plus représentée dans les troupeaux laitiers français (60%) ce qui justifie le choix de cette race pour cette première étude. Nous étendrons l’étude à d’autres races laitières et allaitantes dès obtention des financements complémentaires.

Réduction

Le nombre de vaches à inclure dans l’analyse est le nombre de répétitions nécessaire aux approches mathématiques mises en œuvre pour le traitement des données dans l’objectif d’établir un lien entre phénotype et épigénome. Pour atteindre a minima ce nombre de vaches, il est donc nécessaire d’inclure non seulement des vaches Holstein des fermes expérimentales mais aussi des vaches de fermes commerciales. Notre démarche s’apparente aux analyses épidémiologiques menées chez l’homme : un grand nombre d’individus inclus dans le protocole est indispensable pour appréhender la grande variabilité des caractères. Le prélèvement de sang effectué permettra de déterminer le génome et l'épigénome des vaches.

Raffinement

L'expérimentation est basée sur un unique prélèvement sanguin. Cette prise de sang sera réalisée à la queue, partie de l'animal peu douloureuse. Les vaches seront bloquées au cornadis au moment de l'alimentation ou de la traite, donc sans stress lié à ce blocage car c'est une situation habituelle. Les vaches seront maintenues dans leur environnement d’élevage habituel qui est parfaitement adapté à leurs besoins comportementaux, environnementaux, sanitaires, et elles ne seront jamais en isolement social. Les prélèvements et la surveillance des animaux se feront par des personnes compétentes et habilitées.

Choix des espèces

Le projet s’intéresse à l’espèce bovine et toute la démarche expérimentale proposée doit aboutir à la création d’un nouvel index de management permettant de considérer l'historique de vie de l’animal. Cet index doit donner une indication du bien-être et de la santé des vaches. L’établissement de cet index sera associé à une série de recommandations dont l’objectif final est l’expression du potentiel génétique de l’animal dans le respect de ses besoins. Une simple prise de sang reste un geste très peu invasif et peu douloureux, n’occasionnant qu’une gêne transitoire. Toutes les vaches seront incluses dans le protocole, quels que soient leur âge, parité ou stades physiologiques (en cycle, en gestation, en lactation, tarie). Néanmoins leur statut sera noté avec précision.

56 vaches laitières vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, gardées en vie et replacées dans le troupeau. Pendant huit semaines, elles reçoivent des tourteaux traités par différents solvants, avec prises de sang à la queue, fouilles rectales, prélèvements d'urine et sondages du rumen susceptibles de les gêner. L'objet réel est industriel, valider un solvant biosourcé, le 2-méthyloxolane, pour remplacer l'hexane et développer son usage commercial. Le porteur affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit la réponse de l'animal à l'ingestion des aliments prévus.

Objectifs

Afin d'améliorer les rendements en huile des graines d'oléagineux et de permettre la conservation des tourteaux à destination de l'alimentation animale, l'extraction mécanique par pression à froid ou à chaud est souvent suivie d'une extraction par solvant. Classiquement, c'est l'hexane qui est utilisé. Or, il est issu de la pétrochimie et est classé comme reprotoxique, alors même qu'en sortie d'usine des résidus restent présents dans l'huile et dans les tourteaux. Dans un contexte de gestion durable des ressources, il apparaît donc nécessaire de tester l'utilisation de solvants alternatifs qui seraient biosourcés, permettraient de maintenir de bons rendements d'extraction, et n'auraient pas d'effets nocifs sur la santé humaine. Le 2-methyloxolane pourrait représenter une telle alternative. Les objectifs scientifiques de cette expérimentation sont alors de comparer les effets de la complémentation de la ration des vaches laitières en tourteaux de soja, colza ou tournesol et du mode de délipidation (hexane vs 2-méthyloxolane) sur : - les performances de production laitières - la santé animale - la qualité biochimique, nutritionnelle et technologique du lait - la qualité nutritionnelle et sensorielle du beurre - le microbiote ruminal - le métabolisme azoté et lipidique. Les transferts de résidus desolvant de l'ingéré vers le lait et le beurre seront également étudiés..

Bénéfices attendus

Le projet permettra de produire des références sur l'utilisation de 2-méthyloxolane, un solvat biosourcé, pour la production de tourteaux délipidés, en vue de développer son utilisation commerciale en remplacement de l'hexane.

Procédures

Au cours des 8 semaines d'expérimentation les animaux seront soumis à des prélèvements de sang à la veine caudale (~1 min), de fèces par fouille rectale (~2 min), d'urine par stimulation de la miction(~2-10 min) et de liquide ruminal par sondage gastro-oesophagien (

Impact sur les animaux

Les prélèvements envisagés sont pour la plupart non ou faiblement invasifs. Il est toutefois envisagé de prélever du sang à la veine caudale, des fèces par fouille rectale et de réaliser des prélèvements gastro-oesophagiens de jus de rumen. Ces prélèvements seront réalisés au cornadis et sont susceptibles d'induire de l'inconfort pendant la manipulation. Les prélèvements d'urine et de lait ne présenteront aucune manipulation inconfortable pour les animaux.

Devenir

Les procédures mises en oeuvre sur les aimaux étant de classe légère, les animaux seront gardés en vie et replacés dans le troupeau à la fin de l'expérimentation.

Remplacement

L'expérimentation porte sur la réponse zootechnique et métabolique des vaches laitières à la distribution de tourteaux protéiques dont le procédé d'extraction est nouveau. Aucun modèle in vitro ou in sillico ne permet actuellement de reproduire la réponse de l'animal à l'ingestion des aliments prévus pour cette expérimentation.

Réduction

D'un point de vue statistique, un calcul de puissance (test d'égalité des moyennes de deux populations [power.t.test]) sur la base de données précédemment acquises sur l'établissement utilisateur a montré que le minimum d'animaux nécessaire pour mettre en avant des différences de réponses zootechnique est de 8 animaux. Nous prendrons donc 9 animaux au cas où un problème survenait au cours de l'expérimentation et afin de ne pas risquer de remettre en cause la validité statistique des résultats obtenus. 2 animaux seront également gardés en réserve, et ne subirons pas de prélèvements, au cas où un des animaux précédemment ciblé devait être évincé de l'expérimentation.

Raffinement

Les conditions de logement des animaux en stabulation répond aux exigences réglementaires et va même au-delà grâce à des équipements pemettant un confort optimum des vaches (matelas, brosses) et un suivi fin de leur santé et de leur bien-être (outils d'élevage de précision). Le recours a des procédures faiblement invasives, mises en oeuvre par du personnel formé et habitué à ces prélèvements, assure que ceux-ci se feront dans les meilleures conditions possibles pour les animaux. Des points limites adaptés sont mis en place pour limiter toute souffrance ou douleur pouvant survenir lors des prélèvements, notamment de jus de liquide ruminal. Ces derniers seront arrêtés dès lors que l'animal ne déglutit pas la sonde par lui-même et/ou si une gène est observé à l'intubation.

Choix des espèces

La consommation de tourteaux est exclusivement à destination des animaux d'élevage, notamment des bovins laitiers qui en sont les plus consommateurs. Il apparait donc judicieux de tester l'utilisation d'un solvant biosourcé sur cette espèce. Les vaches laitières étudiés seront des animaux en production (nécessité d'étudier le transfert du solvant dans la matrice lait).

150 vaches Holstein vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis maintenues dans leur élevage. Chacune subit une prise de sang à la queue, pour développer une "puce d'épigénotypage" reliant leur épigénome à leurs performances. Le porteur présente l'objectif comme un outil de sélection au service d'un élevage "durable", et revendique une étude impossible ailleurs que sur "l'animal entier". Il reconnaît n'avoir fait aucun calcul statistique préalable, cherchant à récolter "un maximum de données".

Objectifs

Depuis plusieurs décennies, la sélection génétique des animaux de rente a permis de net progrès dans les capacités de production, d’efficacité alimentaire et de santé. Néanmoins, dans un certain nombre de cas, le potentiel génétique de l’animal semble sous-exprimé sous l’influence de facteurs environnementaux. L'épigénétique est actuellement reconnue comme l'un des domaines les plus prometteurs des sciences biologiques, basé sur l’étude des mécanismes moléculaires directement impliqués dans le contrôle du fonctionnement du génome, en réponse à l’environnement. Ce projet doit contribuer à améliorer la compréhension des processus épigénétiques mis en oeuvre et à intégrer ses nouvelles données aux connaissances génétiques afin de fournir une prédiction précise du phénotype chez les bovins. Les relations entre épigénome des bovins et leurs performances seront évaluées, sous différents environnements (différents types d’alimentation, d’hébergements ou encore effet du stress thermique). Le projet met en place un nouvel outil, dit « puce d’épigénotypage », à partir d'une simple prise de sang. Elles seront réalisées sur 100 vaches de race Holstein pour lesquelles des données de santé, de production, de conduite et d’environnement seront collectées. Cette démarche nous permetra de déterminer dans quelle mesure les biomarqueurs épigénétiques peuvent expliquer une partie de la variance phénotypique observée. Des modèles statistiques seront développés pour combiner les informations génomiques et épigénomiques afin d'améliorer les modèles de prédiction génomique. Ce projet établira les relations entre variations phénotypiques observables, la génétique, l’épigénome et l’environnement. La démarche mise en oeuvre va contribuer à mieux définir les caratéristiques de chaque individu et offrira de nouveaux modèles d’évaluation plus fiables. Il consistera dans l’identification de nouveaux indicateurs de gestion intégrant des données épigénétiques. Il sera utilisé pour rechercher des animaux capables de s'adapter aux changements environnementaux de par leur plus grande plasticité épigénétique et génomique. Ces connaissances aideront à définir de nouvelles stratégies de sélection visant des animaux plus robustes, aptes à exprimer leur potentiel dans des conditions variables tout en maintenant leur santé et bien-être pour un élevage durable.

Bénéfices attendus

La collection d’échantillons biologiques ainsi que l’ensemble des données fourniront pour la première fois l’opportunité de traiter une cohorte de vaches Holstein et d’en identifier l’épigénome. Cette étude originale est une première pour le monde de l’élevage. Cette étape est absolument incontournable pour déterminer la puissance de l’outil d’épigénotypage que nous développons et définir un nouvel index de management apte à prendre en considération tout l’historique de vie de l’animal. Cette démarche met les derniers progrès technologiques et méthodologiques de la biologie au service d’un élevage responsable et durable. En concertation avec le responsable de l'établissement, l’ensemble des vaches des différents troupeaux seront incluses dans le protocole de prélèvements. Le prélèvement consiste en une simple prise de sang à la veine caudale lors d’une contention au cornais ou dans un couloir de contention. Toutes les vaches, exceptées celles porteuses d’une pathologie avérée et suivant un traitement médicamenteux, seront incluses, quelques soient leur âge, leur parité ou stade physiologique. Au moment du prélèvement, un maximum de données relatives à l’élevage et à l’animal seront collectées à partir d’un questionnaire : système d’élevage, conduite du troupeau, alimentation et historique de vie de l'animal, ainsi que des relevés climatiques (températures et hydrométrie).

Procédures

Une seule prise de sang par voie caudale, faite de manière rapide 'moins d'une minute par animal) par du personnel formé.

Impact sur les animaux

Il peut rarement se produire un léger hématome au niveau du site du prélevement qui disparait naturellement au bout de quelques jours.

Devenir

La prise de sang n’aura aucun effet indésirable et sera sans effet secondaire sur les vaches ; par conséquent, nous considérons qu’aucun changement n’interviendra dans la conduite des vaches.

Remplacement

Le projet est conduit sur l’espèce bovine pour l’espèce bovine. Il ne peut donc y avoir de remplacement. Il s’agit d’une démarche de biologie intégrative pouvant prendre en compte tous les processus biologiques et ne pouvant être conduite qu’au niveau de l’animal entier. Le choix de la race Holstein tient à sa prépondérance dans la production de lait française : nous étendrons l’étude à d’autres races laitières et allaintantes dès obtention des financements.

Réduction

Le nombre de vaches à inclure dans l’analyse est de l’ordre de 150. Un nombre maximal d’individus est à inclure dans le protocole afin d’appréhender la grande variabilité phénotypique. L'intérêt de la démarche de génotypage étant de récolter un maximum de données pour avoir une étude de grande ampleur et significative à l'échelle du cheptel français, aucun test statistique préalable n'a été effectué pour déterminer le nombre d'individus à recruter.

Raffinement

La procédure de prise de sang par la veine caudale est une procédure classique en élevage pour un suivi sanitaire des animaux de ferme, pour lesquels les animaux sont habitués (prophylaxie). Les animaux sont déjà très largement habitués aux systèmes de contention qui seront mis en place (cornadis ou couloir de contention). Les prises de sang seront réalisées par du personnel qualifié et aguerri à ce geste simple.

Choix des espèces

Ce projet s’interesse à l’espèce bovine et toute la démarche expérimentale proposée doit aboutir à la création d’un nouvel index de management permettant une intégration de l’historique de vie de l’animal. Cet index doit être un indicateur du bien etre et de la santé des vaches. L’établissement de cet index sera associé à une série de recommandations dont l’objectif final est l’expression du potentiel génétique de l’animal dans le respect de ses besoins. Une simple prise de sang reste un geste très peu invasif et peu douloureux, n’occasionnant qu’une gêne transitoire. Il n'existe pas de contre indication à utiliser différents stades de développement. C'est pourquoi toutes les vaches du troupeau seront incluses dans le protocole car il s'agit de caractériser leur épigénome, quelques soient leur âge ou stades physiologiques (en lactation ou tarie).

100 vaches de race Holstein vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis réutilisées. Chaque animal fait l'objet d'une seule prise de sang à la veine caudale, complétée par un questionnaire sur l'élevage. Le porteur cherche à relier l'épigénome des bovins à leurs "performances" de production et à définir de nouveaux indicateurs de sélection. Il présente cette démarche comme utile au "bien-être" des vaches et à un "élevage durable", alors que l'objectif décrit reste l'expression de leur potentiel de production.

Objectifs

Depuis plusieurs décennies, la sélection génétique des animaux de rente a permis de net progrès dans les capacités de production, d’efficacité alimentaire et de santé. Néanmoins, dans un certain nombre de cas, le potentiel génétique de l’animal semble sous-exprimé sous l’influence de facteurs environnementaux. L'épigénétique est actuellement reconnue comme l'un des domaines les plus prometteurs des sciences biologiques, basé sur l’étude des mécanismes moléculaires directement impliqués dans le contrôle du fonctionnement du génome, en réponse à l’environnement. Ce projet doit contribuer à améliorer la compréhension des processus épigénétiques mis en œuvre et à intégrer ses nouvelles données aux connaissances génétiques afin de fournir une prédiction précise du phénotype chez les bovins. Les relations entre épigénome des bovins et leurs performances seront évaluées, sous différents environnements (différents types d’alimentation, d’hébergements ou encore effet du stress thermique). Le projet met en place un nouvel outil, dit « puce d’épigénotypage », à partir d'une simple prise de sang. Elles seront réaliser sur 100 vaches de race Holstein pour lesquelles des données de santé, de production, de conduite et d’environnement seront collectées. Cette démarche nous permetra de déterminer dans quelle mesure les biomarqueurs épigénétiques peuvent expliquer une partie de la variance phénotypique observée. Des modèles statistiques seront développés pour combiner les informations génomiques et épigénomiques afin d'améliorer les modèles de prédiction génomique. Ce projet établira les relations entre variations phénotypiques observables, la génétique, l’épigénome et l’environnement. La démarche mise en œuvre va contribuer à mieux définir les caratéristiques de chaque individu et offrira de nouveaux modèles d’évaluation plus fiables. Il consistera dans l’identification de nouveaux indicateurs de gestion intégrant des données épigénétiques. Il sera utilisé pour rechercher des animaux capables de s'adapter aux changements environnementaux de par leur plus grande plasticité épigénétique et génomique. Ces connaissances aideront à définir de nouvelles stratégies de sélection visant des animaux plus robustes, aptes à exprimer leur potentiel dans des conditions variables tout en maintenant leur santé et bien-être pour un élevage durable.

Bénéfices attendus

En concertation avec le responsable de l'établissement, l’ensemble des vaches des différents troupeaux seront incluses dans le protocole de prélèvements. Le prélèvement consiste en une simple prise de sang à la veine caudale lors d’une contension au cornais ou dans un couloir de contention. Toutes les vaches, exceptées celles porteuses d’une pathologie avérée et suivant un traitement médicamenteux, seront incluses, quelques soient leur âge, leur parité ou stade physiologique. Au moment du prélèvement, un maximum de données relatives à l’élevage et à l’animal seront collectées à partir d’un questionnaire : système d’élevage, conduite du troupeau, alimentation et historique de vie de l'animal, ainsi que des relevés climatiques (températures et hydrométrie).

Procédures

Une seule prise de sang par voie caudale, faite de manière rapide (moins d'une minute par animal) par du personnel formé.

Impact sur les animaux

Il peut rarement se produire un léger hématome au niveau du site du prélevement qui disparait naturellement au bout de quelques jours.

Devenir

La prise de sang n’aura aucun effet indésirable et sera sans effet secondaire sur les vaches ; par conséquent, nous considérons qu’aucun changement n’interviendra dans la conduite des vaches.

Remplacement

Ce projet est conduit sur l’espèce bovine pour l’espèce bovine. Il ne peut donc y avoir de remplacement. Il s’agit d’une démarche de biologie intégrative pouvant prendre en compte tous les processus biologiques et ne pouvant être conduite qu’au niveau de l’animal entier. Le choix de la race Holstein tient à sa prépondérance dans la production de lait française : nous étendrons l’étude à d’autres races laitières et allaintantes dès obtention des financements.

Réduction

Le nombre de vaches à inclure dans l’analyse est de 100. Notre démarche s’apparente aux analyses épidémiologiques menées chez l’homme, le nombre important d’individus à inclure dans le protocole permet d’appréhender la grande variabilité phénotypique.

Raffinement

La procédure de prise de sang par la veine caudale est une procédure classique en élevage pour un suivi sanitaire des animaux de ferme, pour lesquels les animaux sont habitués (prophylaxie). Les animaux sont déjà très largement habitués aux systèmes de contention qui seront mis en place (cornadis ou couloir de contention). Les prises de sang seront réalisées par du personnel qualifié et aguerri à ce geste simple.

Choix des espèces

Ce projet s’interesse à l’espèce bovine et toute la démarche expérimentale proposée doit aboutir à la création d’un nouvel index de management permettant une intégration de l’historique de vie de l’animal. Cet index doit être un indicateur du bien etre et de la santé des vaches. L’établissement de cet index sera associé à une série de recommandations dont l’objectif final est l’expression du potentiel génétique de l’animal dans le respect de ses besoins. Une simple prise de sang reste un geste très peu invasif et peu douloureux, n’occasionnant qu’une gêne transitoire. Il n'existe pas de contre indication à utiliser différents stades de développement. C'est pourquoi toutes les vaches du troupeau seront incluses dans le protocole car il s'agit de caractériser leur épigénome, quelques soient leur âge ou stades physiologiques (en lactation ou tarie).

16 jeunes bovins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis gardés vivants et placés à l'issue. Ils subissent sept prélèvements de fèces et cinq prises de sang sur animal vigile, espacés de deux semaines, pour évaluer l'effet d'un mélange de plantes sur le parasitisme intestinal. Le porteur indique que les prélèvements provoquent une gêne passagère et une douleur légère de quelques minutes et qu'aucun effet indésirable n'est attendu du produit. Il affirme qu'aucun modèle ne reproduit la complexité des interactions entre parasites et hôte et que l'essai doit se faire sur l'espèce cible, le bovin.

Objectifs

Le parasitisme gastro-intestinal a des conséquences non négligeables sur la production, la santé et le bien-être des ruminants, en particulier chez les jeunes animaux lors de leur première saison de pâturage. L’utilisation de vermifuges chimiques est aujourd’hui la méthode la plus couramment utilisée pour lutter contre les parasites. Si elle a permis de réduire considérablement le parasitisme gastro-intestinal, des résistances aux vermifuges se sont aussi développées. Des alternatives à ces produits sont donc étudiées pour tenter de réduire la pression parasitaire. L’objectif de ce projet est donc d’évaluer in vivo les effets d’un mélange de plantes sur le parasitisme intestinal des ruminants afin de prévenir l’infestation et la ré-infestation des animaux au pâturage sans produit médicamenteux.

Bénéfices attendus

Le produit testé dans ce projet pourrait permettre de prévenir l’infestation et la ré-infestation des animaux au pâturage sans produit médicamenteux.

Procédures

Au cours du projet, les animaux sont soumis à sept prélèvements de fèces et cinq prélèvements de sang séparés de deux semaines chacun. Ces prélèvements s'effectuent sur animal vigile et ne durent que quelques minutes.

Impact sur les animaux

Toutes les matières premières contenues dans le produit étant déjà autorisées en Union Européenne, aucun effet indésirable lié à l'ingestion de celui-ci n’est attendu. Concernant les prélèvements, les prélèvements de fèces peuvent entrainer une gêne passagère qui cessera au moment du retrait du bras du manipulateur et du gel est utilisé pour faciliter le passage. De même, une douleur légère et passagère peut être éprouvée au moment de la prise de sang, mais celle-ci ne devrait pas durer plus de quelques minutes.

Devenir

Les seize animaux seront placés à la fin de la procédure expérimentale. En effet, ils recevront un mélange de plantes, dont chaque plante est autorisée dans l'Union Européenne, et ne subiront qu'une procédure de classe légère permettant leur placement dans de bonnes conditions.

Remplacement

Des premiers résultats in vitro ont démontré une réduction de 50% du développement et de la mobilité des strongles (parasites présents dans l’intestin des bovins) avec le mélange de plantes testé. Il est maintenant nécessaire d’évaluer l’effet du produit in vivo sur l’espèce animal cible, ici le bovin, car il n’existe actuellement pas de modèle permettant de reproduire la complexité des interactions entre les parasites et leur hôte.

Réduction

Les bovins sont conduits en conditions contrôlées et uniformes afin de minimiser les variations liées à l’environnement. Seize bovinss sont inclus dans cet essai mené en longitudinal. Ce nombre a été déterminé par une analyse statistique et s'appuie sur des résultats de la littérature.

Raffinement

Les bovins sont manipulés dans un couloir adapté à leur contention pour éviter tout risque de blessure, et lors des prélèvements de fèces, le gant du manipulateur est enduit de gel pour faciliter le passage. Afin de respecter leur bien-être et leur instinct grégaire, les animaux sont logés par quatre sur une litière de paille. Au quotidien, le personnel animalier observe le comportement de chaque animal le matin et le soir au moment de la distribution du repas afin de repérer les signes de mal-être ou de souffrance. Ces signes inhabituels sont immédiatement signalés au responsable de l’expérimentation. Ces animaux seront soignés et si jugé nécessaire par le vétérinaire retirés de l’essai.

Choix des espèces

L’essai doit nécessairement être conduit avec des bovins car c’est l’espèce cible du produit testé et le parasitisme et son interaction avec l'hôte sont spécifiques de chaque espèce. Les animaux utilisés sont de jeunes bovins sevrés, ayant entre 6 et 10 mois au début du projet. Il s'agit d'un âge critique pour l'infestation parasitaire. De plus ces animaux auront eu le temps de pâturer au minimum un mois avec des adultes, ce qui assure leur infestation.

40 génisses vont être utilisées dans des procédures classées d'un niveau de souffrance léger, gardées en vie à l'issue, dix réutilisées et trente rendues à l'élevage. Elles reçoivent un traitement hormonal de synchronisation, un dispositif vaginal et un ou deux transferts d'embryons sous anesthésie épidurale, avec des prélèvements sanguins. Le projet compare deux protocoles de production d'embryons in vitro pour améliorer les taux de gestation des schémas de sélection bovine, dont le porteur reconnaît qu'ils servent des activités commerciales. Il conclut lui-même que l'effectif limité rend peu probable la mise en évidence d'une différence significative entre les lots.

Objectifs

Actuellement, les biotechnologies de l’embryon sont largement utilisées par les entreprises de sélection bovines afin d’accroitre le progrès génétique par la réduction de l’intervalle entre générations et l’augmentation de l’intensité de sélection. La production in vitro d’embryons après ponction ovocytaire, couplée au génotypage, est théoriquement l’approche la plus efficace. Toutefois, les conditions de production in vitro sont sub-optimales et altèrent globalement la compétence au développement des embryons: alors que le taux de gestation atteint les 60% pour des embryons produits in vivo, la réimplantation d’embryons génotypés produits in vitro et congelés ne conduit à une gestation que dans moins de 35% des cas. Ces résultats engendrent d’importantes pertes économiques et de progrès génétique qui rendent nécessaire une optimisation des conditions de production in vitro. Au cours d’un précédent projet de recherche, un nouveau protocole de production d’embryons in vitro a été développé. Ce nouveau protocole a donné des résultats prometteurs en utilisant des critères d’évaluation in vitro (taux de développement, qualité morphologique, comptage cellulaires, survie à la congélation) et doivent désormais être validés par mesure des taux de gestation après transfert dans des femelles receveuses. En effet, l’évaluation in vitro de la qualité des embryons constitue encore un vaste sujet d’études car aucun critère in vitro ne semble aujourd’hui prédire de manière fiable le potentiel de développement in vivo après transfert dans des femelles receveuses. Avant d’être transféré aux professionnels et épprouvé à plus large échelle, le nouveau protocole de production doit donc être testé en conditions expérimentales, sur un nombre réduit de receveuses bien caractérisées. Le projet présenté dans ce document vise donc à obtenir des données préliminaires en transférant des embryons produits in vitro selon 2 protocoles différents (témoin et le protocole optimisé) dans 40 femelles receveuses préalablement synchronisées (2 lots de 20 receveuses).

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d'obtenir des données préliminaires sur les taux de gestation permis par le protocole optimisé et donc rassurer les professionnels sur son efficacité avant de l'intégrer à leurs activités commerciales et ainsi de le tester à plus large échelle. In fine, l'amélioration des taux de gestation conduira à une meilleure efficacité des schémas de sélection, notamment par la diminution du nombre d'animaux donneurs et receveurs nécessaires à la procréation des futurs taureaux d'insémination (impacts économique, environnemental, social).

Procédures

Les génisses expérimentales seront soumis à 1 ou 2 transferts d'embryons après anesthésie épidurale et traitement hormonal de synchronisation des chaleurs (incluant 1 injection intra-musculaire et la pose/retrait d'un dispositif vaginal) ainsi qu'à des prélèvements sanguins (2 à 4 en fonction du nombre de transferts d'embryons réalisés).

Impact sur les animaux

Peu de nuisances sont attendues sur les animaux de ce projet. La procédure expérimentale 1 est une pratique courament utilisée par les professionnels chez les bovins et qui ne semble pas impacter la santé et le bien-être des animaux. La procédure expérimentale 2 concerne peu de prise de sang (2 à 4 prises de sang

Devenir

Tous les animaux expérimentaux resteront en vie après chacune des procédures expérimentales. Les génisses gestantes à l'issue des transferts d'embryons seront vendues dans des élevages commerciaux comme femelle laitière prête à vêler. Les génisses vides après 2 transferts seront éventuellement recyclées pour un autre projet de recherche ou de formation mais pourront également être mises à la reproduction hors expérimentation.

Remplacement

Compte-tenu de l’objectif même de l’étude, le modèle animal ne peut être substitué par un modèle d’étude ex vivo. De plus, les techniques utilisées dans ce projet sont des pratiques couramment réalisées en élevages qui ne sont susceptibles d'engendrer qu'une douleur légère et très ponctuelle chez les génisses.

Réduction

Au total, 40 femelles seront utilisées dans ce projet. Compte-tenu de ces effectifs limités, il est peu probable que le dispositif puisse mettre en évidence une différence significative de taux de gestation entre les lots. Cette première étape de validation permettra essentiellement d’obtenir des données préliminaires avant d’envisager une validation à plus large échelle, en conditions de terrain.

Raffinement

les génisses utilisées dans ce projet seront placées sous surveillance quotidienne (activité, comportement) et hébergées dans une stabulation répondant aux normes de bien-être animal chez cette espèce (accès aisé à l'auge et aux points d'abreuvements, présence de tapis caoutchouc derrière pour le confort des aplombs, accès à des brosses latérales et dorsales...). De plus, une anesthésie épidurale sera réalisée préalablement au transfert d'embryons.

Choix des espèces

Compte-tenu de l’objectif même de l’étude, aucune autre espèce animale ne peut être choisie. La race Prim’Holstein choisie est la 1ère race laitière française en effectif, et est particulièrement concernée par les biotechnologies de l’embryon. Les animaux utilisés dans ce projet seront des génisses, toutes pubères. Le modèle génisse a l’avantage, par rapport à un modèle vache, de ne pas présenter de biais expérimentaux liés à l’historique des femelles (conditions de mise bas, interactions avec la production laitière….). Sur le terrain, les transferts sont également majoritairement réalisés sur des génisses car les taux de réussite sont supérieurs à ceux obtenus sur vaches.