Bovins

1 300 cochons, moutons, bovins et chiens vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie d'implantation d'un dispositif vasculaire, parfois précédée d'une seconde intervention destinée à lui créer la lésion à traiter, par section d'un nerf, découpe de tissu ou ligature d'un vaisseau. Ces opérations peuvent durer plusieurs heures et s'accompagnent d'une mise à jeun de douze à seize heures, de prélèvements de sang hebdomadaires et d'une douleur postopératoire que le porteur annonce sur plusieurs jours. La mise à mort finale sert à ouvrir les corps pour évaluer la tolérance et la durabilité des implants, dans un cadre que le porteur présente comme une "obligation règlementaire" pour la mise sur le marché de dispositifs médicaux.

Objectifs

Le système vasculaire comprend les réseaux artériels et veineux qui, reliés à la pompe cardiaque, permettent de faire circuler le sang dans l'ensemble de l'organisme et d'assurer la perfusion de tous les organes. La circulation veineuse est connectée avec le réseau des vaisseaux lymphatiques qui vient s'y déverser avant le coeur. Les pathologies vasculaires telles que les thromboses, les sténoses, les anévrismes, les traumatismes, etc... avec leurs conséquences telles que les accidents vasculaires cérébraux ou l'infarctus du myocarde représentent un enjeu majeur pour la santé publique et constituent une préoccupation croissante avec l’augmentation des populations à risque liée au vieillissement de la population, à la sédentarité et aux nouveaux modes de vie. L’implantation ou la mise en oeuvre de techniques et dispositifs médicaux vasculaires (endoprothèses, filtres, stents, delivery systems, cathéters, ballons et guides ou encore dispositifs pour embolisation ou pour thrombectomie par exemple) sont des approches thérapeutiques indispensables pour soigner ces maladies mais aussi pour permettre un accès régulier au compartiment vasculaire (exemple des chambres implantables pour dialyses ou chimiothérapies). Avec le développement de nouvelles technologies, les limites des actes chirurgicaux sont sans cesse repoussées avec le souci permanent de réduire le traumatisme chirurgical et les complications, de raccourcir les temps opératoires et les phases de récupération. La chirurgie mini-invasive, la chirurgie assistée par la robotique, la chirurgie transluminale, la chirurgie endovasculaire, la chirurgie vasculaire sous coelioscopie sont autant d’exemples qui illustrent ces avancées et la transformation de la pratique de la chirurgie vasculaire. Ce projet de recherche a pour objectif le développement et l'évaluation de nouveaux dispositifs et techniques pour le traitement des affections vasculaires au niveau des coronaires, des vaisseaux périphériques et des vaisseaux cérébraux."

Bénéfices attendus

L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité et de l’efficacité des implants pour éviter leur rejet, et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation qui handicapent les patients, et réduire le traumatisme tissulaire, corollaire de ces interventions, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes. - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. - Des procédures chirurgicales d'implantation de dispositif vasculaire avec ou sans procédure chirurgicale de création de modèle lésionnel préalable. Chaque animal du projet ne subira qu'une seule chirurgie d'implantation de dispositif vasculaire associée ou non à une chirurgie de création de modèle antérieur soit une seule et parfois deux interventions chirurgicales par animal dont une mini-invasive pour la création de modèle lésionnel. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins/bovins, 12 heures pour les chiens) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive de type lésion nerveuse, création d'un defect tissulaire, ligature ou occlusion de vaisseaux par exemple - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale, l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés, la protection des plaies, la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux).

Devenir

Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des examens d'imagerie, scanners, IRM par exemple), par l'interrogation des dispositifs, et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.

Remplacement

La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.

Réduction

Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.

Raffinement

Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en œuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateau technique opératoire et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux : recours systématique à l’anesthésie générale avec prise en charge de la douleur durant les interventions d’imagerie, pendant et après les procédures chirurgicales, utilisation de tapis chauffants et suivi du réveil. La réalisation des examens d’imagerie sur le site même des animaleries permet de réduire au maximum le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge de la douleur sont systématiquement appliqués. Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux ou individuellement pour les besoins de l'étude, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet.

Choix des espèces

Les dispositifs testés dans ce projet doivent l’être sur une anatomie semblable à celle de l’Homme avec les mêmes dimensions. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés à cette fin. - Le système vasculaire du mouton, du porc et du chien reproduisent fidèlement les réactions vasculaires humaines et le processus de cicatrisation des vaisseaux est similaire à celui observé chez l'homme. - La taille relative de ces modèles animaux permet une visualisation à l'aide d'équipements angiographiques et échographiques standards. - Chez l'ovin, la taille des veines iliaques externes est comparable à celle des humains. - Le modèle porcin est pertinent pour l'évaluation de la thrombogénicité des dispositifs. - Les débits et les volumes dans la veine cave inférieure ou les veines jugulaires du canidé peuvent être similaires à ceux des veines fémorales humaines, la structure hémodynamique des veines est similaire à celle des veines fémorales humaines. - Le modèle veau est pertinent pour les endoprothèses aortiques complexes. Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.

Pour éprouver des moyens de maintenir l'engraissement des veaux pendant les vagues de chaleur, 192 veaux de boucherie vont être placés trois semaines dans des salles chauffées à 30 ou 32 °C le jour et 25 à 27 °C la nuit. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré, le porteur ne retenant comme effet attendu qu'une "gêne" liée au stress thermique. Les veaux sont répartis en parcs de vingt-quatre, 96 subissant l'épisode de chaleur à 100 kg de poids vif et 96 autres à 200 kg, avec du lait servi à 32 °C au lieu de 45 °C pour une partie d'entre eux. Aucun n'est tué pour l'étude, chacun retournant après une semaine de transition dans le circuit d'élevage commercial d'où il vient.

Objectifs

Les veaux de boucherie sont majoritairement élevés dans des batiments fermés équipés d'une ventilation dynamique qui extrait en permanence de l'air des salles d'élevage. Cette extraction entraîne une dépression à l'intérieur de la salle, qui est compensée par une entrée d'air neuf venant de l'extérieur. Ce système de ventilation permet ainsi un renouvellement de l'air intérieur avec un système de régulation basé sur un objectif de température ambiante (plus la température monte par rapport à une température de consigne, plus les ventilateurs tournent pour augmenter le renouvellement de l'air et abaisser la température par une entrée accrue d'air frais). Ainsi, la chaleur générée par les animaux (environ 250 W par veau et par h) est compensée par une arrivée d'air neuf permettant de limiter l'élevation de la température dans la salle d'élevage. Ce système de ventilation devient ineffficace dès lors que la température extérieure est plus élevée que la température de consigne. Cette température de consigne doit correspondre à la température de thermoneutralité des veaux, qui est en moyenne de 18°C chez les veaux (donnée ancienne déterminée chez des animaux d'un poids de 200 kg). Pendant une partie de l'année (période estivale), la température ambiante dans les bâtiments d'élevage est donc plus élevée que la température de thermoneutralité, plaçant les animaux dans une situation de stress thermique, d'autant plus que la vapeur d'eau produite par les animaux entraîne conjointement une augmentation de l'humidité de l'air dans le bâtiment, à même de compliquer encore plus les conditions d'élevage des veaux. Les objectifs du projet sont de déterminer les conditions de température et d'humidité correspondant à la thermoneutralité chez les veaux afin de développer des systèmes de régulation des conditions d'ambiance plus adaptés pour ces animaux. Le projet permettra également de déterminer les leviers d'adaptation des veaux aux conditions ambiantes afin d'adapter l'alimentation des animaux lors de périodes de vagues de chaleur.

Bénéfices attendus

Le projet va permettre d'acquérir des connaissances sur les moyens de lutte en élevage pour faire face à des conditions d'ambiance de stress thermique. Les résultats obtenus permettront de fournir aux éleveurs de veaux de boucherie des solutions techniques permettant de limiter l'impact des épisodes de chaleur sur les veaux (brassage de l'air, diminution des températures de buvée du lait à 32°C au lieu de 45°C).

Procédures

Les salles dans lesquelles les veaux seront élevés seront chauffées pendant 3 semaines pour simuler un épisode de chaleur (30-32°C la journée et 25-27°C la nuit). En 2025, 96 veaux seront soumis à cet épisode de chaleur de 3 semaines lorsqu'ils atteindront le poids vif de 100 kg. En 2026, 96 veaux seront soumis à cet épisode de chaleur de 3 semaines lorsque les veaux atteindront le poids vif de 200 kg.

Impact sur les animaux

Les conditions d'ambiance dans les salles pendant la phase expérimentale (température jusqu'à 30-32°C pendant 3 semaines) vont induire un stress thermique pouvant générer une gêne pour les animaux.

Devenir

Aucun animal ne sera euthanasié pour les besoins de l'étude. A l'issue de la procédure, chaque animal sera replacé en conditions d'élevage commercial après une transition d'adaptation d'1 semaine. Cette transition visera à faire baisser progressivement la température des bâtiments à raison de 1°C/heure jusqu'à l'obtention de la thermoneutralité et à revenir à une température classique de buvée du lait de 45°C (à raison d'une augmentation de 2°C/jour sur 1 semaine).

Remplacement

Le projet porte sur la réponse des veaux en termes d'adaptation à la chaleur. Il n'existe pas de modèles mathématiques qui prennent en compte ces différentes composantes afin de prédire l'adaptation des veaux. Pour cela, le projet est basé sur l'utilisation d'animaux en vue de mesurer leur réponse aux vagues de chaleur.

Réduction

En se basant sur les données antérieures, pour être sûr de disposer d'une puissance statistique suffisante, il faut un effectif de 24 veaux par modalité mise en comparaison. Soit 96 veaux par essai comportant 4 modalités testées.

Raffinement

Les animaux sont placés en parcs collectifs de 24 veaux pendant toute la durée expérimentale. En termes de mesures de raffinement, les veaux auront libre accès 24h/24 aux différents aliments composant leur alimentation : lait, aliment solide (mélange de concentré et de fourrage) et eau. L'ensemble de ces aliments leur sera distribué ad libitum, ainsi les animaux pourront choisir librement en fonction de leurs besoins, l'aliment (ou les aliments) qu'ils souhaitent consommer à n'importe quel moment du jour ou de la nuit. Au-delà de cet enrichissement alimentaire, il sera mis à disposition des veaux des supports physiques non nutritifs tels que des chainettes en acier inoxydable, ainsi que des grattoirs.

Choix des espèces

Il s'agit de l'espèce cible pour l'étude. Les deux gammes de poids des veaux (100 kg de poids et 200 kg de poids vif) sont considérées car la sensibilité au stress thermique est susceptible de dépendre du poids des animaux.

Cinq sondages du rumen, cinq prises de sang, cinq prélèvements de fèces et une biopsie de cartilage dans l'oreille : chacun des 56 veaux utilisés passe par là, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Aucun n'est tué dans le cadre du projet, tous rejoignent ensuite leur parcours d'animaux d'élevage. L'objet est de tester si une solution d'huiles essentielles donnée au jeune âge réduit durablement les émissions de méthane, un additif dont le porteur signale qu'il coûte cher à distribuer chaque jour aux vaches adultes. Les veaux sont suivis de 21 jours à 17 mois, précisément parce que le porteur veut savoir si l'effet obtenu tôt persiste un an plus tard.

Objectifs

Au sein des gaz à effet de serre, le méthane entérique, lorsqu’il est exprimé en équivalent carbone, représente 16 % de la production française. Ce gaz provient d’abord du secteur agricole, plus particulièrement des ruminants, qui en produisent naturellement via les éructations. Une grande partie des stratégies efficaces contre ce gaz mettent en place des leviers alimentaires permettant de moduler les microbes du rumen. En effet, le méthane produit par les ruminants est d’origine microbienne, des essais précédents ont tenté de modifier la population microbienne dans l’estomac des vaches pour diminuer la production de méthane. Néanmoins, ces effets ne sont pas systématiquement observés. Dans ce projet, nous proposons d'examiner le changement de population microbienne chez le veau pourrait induire un impact à long terme favorable sur les émissions de méthane ainsi que si ce changement aurait un impact la digestion et la santé de l’animal.

Bénéfices attendus

Les bénéfices associés sont situés à plusieurs échelles et domaines. Au sein du projet, l’acquisition de références françaises sur les veaux d’origine laitière permettra de définir leur niveau d’émission de méthane entérique et ainsi ajuster les valeurs actuellement utilisées pour calculer les émissions totales au niveau national au sein de simulations diverses. En élevage, le complément alimentaire proposé a prouvé son efficacité pour diminuer les émissions de méthane et optimiser la productivité laitière. Cependant, son application nécessite une supplémentation quotidienne de 1 g par vache, ce qui impose des contraintes financières et logistiques pour l'éleveur. Avec cette expérimentation, nous cherchons à mettre en évidence l’effet d’une persistance de cette action ciblée dans le jeune âge au-delà de la période d’administration. Enfin, sur le plan de la recherche fondamentale, ce projet permettra d’explorer le dialogue subtil entre le microbiote digestif et l’animal hôte pendant des périodes charnières de la vie. Le suivi du jus de rumen, de fèces et de sang, prélevées aux mêmes temps de vie, permet de mettre en évidence les mécanismes dynamiques qui lient le microbiote et le métabolisme de l’hôte. Il est attendu que les données collectées fournissent des enseignements majeurs pour la conception de nouveaux additifs alimentaires à la fois efficaces sur les émissions de méthane et sur les performances animales.

Procédures

56 animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Prélèvement de fèces : 5 fois, cette intervention durera environ 2 minutes maximum par animal - Prélèvement de cartilage par biopsie auriculaire : une seule fois, cette intervention durera moins de 5 secondes par animal - Prélèvement de jus de rumen : 5 fois, environ 3 minutes maximum par animal – Prise de sang : 5 fois, environ 2 minutes maximum par animal

Impact sur les animaux

Les effets indésirables dus aux interventions sont : - Le stress lié à la contention / manipulation, prélèvement de fèces, de cartilage par biopsie auriculaire et de jus de rumen - Un risque de blessure et de douleur légère liés à la manipulation, le prélèvement de cartilage par biopsie auriculaire, le prélèvement de jus de rumen et la prise de sang.

Devenir

Les animaux poursuivront ensuite leur parcours d’animaux d’élevage.

Remplacement

A ce jour, les méthodes d’évaluation indirectes des émissions de méthane entérique sont prometteuses, mais insuffisamment précises et génériques pour se passer du modèle animal. De ce fait, avoir recours aux veaux (animal cible) est obligatoire pour répondre à la problématique de cet essai.

Réduction

L’utilisation de données provenant d’un essai passé sur le microbiote ruminal de veaux prélevés au jeune âge et les méthodes statistiques ont permis de définir que 14 veaux par modalité étaient requis pour observer des résultats répondant à notre objectif.

Raffinement

Les diverses mesures envisagées ont été réduites au minimum sur le type de mesure ou leur nombre par animal afin de collecter suffisamment de données utiles pour répondre aux bénéfices attendus du projet (3.3.2.3.). Les prélèvements de fèces et de sang, voire de cartilage pour le génotypage (1 prélèvement unique) seront associés lors d’une même pesée des veaux, afin de limiter les manipulations, donc le stress et les risques de blessures pour les animaux. Afin de réduire le nombre de prélèvements fécaux sur animaux, les fèces collectées seront divisées en 2 sous-échantillons : l’un destiné à la mesure infrarouge, l’autre à l’évaluation du microbiote fécal.

Choix des espèces

Le méthane entérique, un puissant gaz à effet de serre avec un effet délétère sur le climat, est majoritairement émis par les bovins en France. En absence d’outils ou de variables substitue proxys fiables actuellement pour quantifier ces émissions, l’utilisation de bovins est essentielle pour collecter ces données et chercher des solutions de réduction du méthane entérique à l’échelle française. Le choix des veaux âgés de 21 jours à 17 mois de vie (0j à 16 mois d’essai) comme sujet d’étude résulte d’un des objectifs de l’essai concernant la programmation du microbiote ruminal des gros bovins par la consommation d’un complément alimentaire durant le jeune âge. Cela permet donc d’étudier : 1) l’effet du complément alimentaire durant le jeune âge (moins de 4 mois d’âge) ; 2) l’effet de la distribution du complément alimentaire dans le jeune âge sur les émissions des mêmes bovins après 1 année environ.

Jusqu'à un prélèvement de sang par heure pendant quarante-huit heures, pour un total annoncé de 4 104 ml sur quatorze jours de protocole. Huit génisses vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, maintenues à l'attache, porteuses d'un cathéter posé dans la jugulaire gauche, avec un contrôle de l'hématocrite prévu pour vérifier qu'elles supportent la saignée, et toutes gardées vivantes à l'issue. L'objet déclaré est un biocapteur qui suivrait en continu les hormones de la reproduction pour repérer les ovulations et fiabiliser l'insémination artificielle. Le porteur annonce des gains de performances de reproduction et de résultats économiques pour les élevages, la longévité des vaches découlant de la baisse des réformes pour échec de reproduction.

Objectifs

Les résultats économiques d’un élevage bovin sont fortement tributaires des performances de reproduction du troupeau. Ces dernières décennies, l’utilisation de l’insémination artificielle (IA) s’est très largement répandue en particulier dans les élevages laitiers. L’utilisation de l’IA nécessite de détecter de façon fiable le moment des ovulations chez les femelles, quelle que soit leur conduite et leur environnement d’élevage. Traditionnellement, la détection des ovulations repose sur l’observation de l’œstrus que les vaches expriment dans les heures qui précèdent l’ovulation. La détection des œstrus se heurte toutefois à deux problèmes majeurs : 1/ l’agrandissement de la taille des troupeaux qui rend cette activité particulièrement chronophage et 2/ la dégradation de l’expression de l’œstrus observée chez les animaux à fort potentiel laitier. Ces problèmes remettent en question les outils d’aide à la détection des ovulations basés sur l’enregistrement des signes comportementaux exprimés durant l’oestrus et orientent les réflexions vers le développement d’outils s’appuyant sur le suivi des dynamiques hormonales annonciatrices de l’ovulation et indicatrices du statut reproducteur de la femelle. Le projet a pour objectif de développer un dispositif microfluidique porté par l’animal permettant le prélèvement sous-cutané de fluides interstitiels et le dosage à haute fréquence des hormones impliquées dans la régulation du cycle ovarien et le déclenchement de l’ovulation. Le dispositif doit, à terme, associer 1/ des microaiguilles creuses pour le prélèvement des fluides interstitiels, 2/ des biocapteurs électrochimiques permettant le dosage des hormones, 3/un circuit et une pompe microfluidiques pour assurer la circulation des fluides interstitiels au sein du dispositif et 4/ une électronique de mesure et de transfert des données permettant d’informer l’éleveur sur le statut hormonal de ses vaches via une interface dédiée. Les trois premières briques constituent les principaux verrous technologiques identifiés en amont du projet. La stratégie de travail consiste à robustifier le dosage des hormones par les biocapteurs électrochimiques retenus.

Bénéfices attendus

Le projet doit permettre la mise au point d’un dispositif de monitoring des hormones de la reproduction à partir du prélèvement de fluides interstitiel. Un tel dispositif permettra chez les bovins laitiers et allaitants d’améliorer les performances de reproduction dans les systèmes utilisant l’insémination artificielle (80% des vaches laitières et 12% des vaches allaitantes). L’amélioration des performances de reproduction contribuera à améliorer les performances économiques des élevages mais aussi la longévité des animaux puisqu’il permettra de réduire les réformes pour cause d’échec de la reproduction. A terme, un tel dispositif devrait également profiter à d’autres filières animales et notamment la filière brebis laitière qui fait face à une mise en cause de l’utilisation des traitements hormonaux pour réaliser l’IA. Pour ces filières, le bénéfice du projet sera économique et environnemental.

Procédures

Les 8 animaux seront soumis à la pose d'un cathéter au niveau de la jugulaire gauche sous anesthésie locale, puis à la réalisation de prélèvements sanguins durant la phase expérimentale. - Suivi de la cinétique des hormones durant la phase folliculaire : De J4 à J17, 4 prélèvements seront réalisés par jour à 7h, 11h, 16h et 21h, chacun correspondant à 5 tubes de 9 ml. Soit un total de 5 x9= 45 ml/prélèvement. Le temps de récupération associé à ce volume de sang prélevé est de 14 minutes, de sorte que la récupération sera totale entre chaque prélèvement. Le volume total de sang prélevé par jour sera de 4 x 45 = 180 ml. - Captation du pic d'hormone : J9 à J11. Sur cette fenêtre de 48h, les prélèvements passeront à une fréquence de 1 prélèvement par heure. Les 4 prélèvements par jour seront maintenus aux mêmes horaires que décrits précédemment (7h, 11h, 16h et 21h). Pour le suivi du pic, 3 tubes de 9 ml seront prélevés à chaque point de mesure, soit un total de 27 ml de sang prélevé / h (soit un temps de récupération de 6 minutes). Le volume total de sang prélevé par jour pour la captation du pic sera de 648 ml/j. Sur cette période se rajouteront les 4 prélèvements /j (7h, 11h, 16h et 21h) soit un total de 4 prélèvements/j x 4 tubes /prélèvement x 9ml/tube = 144 ml/j. Le volume total de sang prélevé sur cette fenêtre de 48h sera de (648+144) x 2j= 1584 ml. Sur l’ensemble de l’essai (14 jours de prélèvements), le volume total de sang prélevé sur les animaux sera de 180 x 14 + 1584 = 4104 ml.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus sur les animaux sont associés aux prélèvements sanguins. La pose du cathéter permettra de garantir moins de douleur et de traumatismes (hématomes) que dans le cas de prises de sang ponctuelles et répétées au niveau de la veine caudale. Cela permettra également de garantir un meilleur confort aux animaux en limitant le stress du fait d’une moindre contention comparativement aux prises de sang. La contrepartie est que les animaux doivent être conduits à l’attache durant l’expérimentation mais nous limitons au maximum la durée de celle-ci par rapport à nos objectifs scientifiques et nous avons prévu une phase d’habituation. Par ailleurs les génisses seront en contact visuel et auditif durant toute la durée de l’essai.

Devenir

A l'issue de la procédure expérimentale, tous les animaux seront gardés en vie. Cette décision sera prise par le responsable de l'établissement ou son délégataire.

Remplacement

La mise au point d’un biocapteur capable de détecter l’occurrence d’ovulations à partir du monitoring, in situ, de la cinétique des hormones de la reproduction, implique, par principe, de tester sa capacité à doser les hormones dans un fluide biologique complexe tel que le plasma. De façon à limiter le recours aux échantillons de plasma issus d’animaux, cette étape interviendra lorsque tous les tests préliminaires visant à démontrer la capacité du biocapteur à doser différents niveaux de concentrations en hormone dans des fluides artificiels de complexité croissante aura été réalisée : solutions tampons enrichies de molécules ioniques puis de molécules organiques (acides gras, protéines) de structure et de charge connues et enfin plasma artificiel.

Réduction

Deux éléments ont été pris en compte pour évaluer le nombre d’animaux à utiliser et prendre en compte le principe de réduction : 1/ d ‘une part, la nécessité de disposer d’une gamme de concentrations hormonales qui reflète une certaine variabilité interindividuelle. Pour cela nous avons considéré qu’un effectif de 5 animaux serait suffisant pour explorer cette variabilité dans la mesure où la variabilité des niveaux de concentrations hormonales que l’on peut observer chez des génisses est moindre que celle attendue chez des vaches en lactation. 2/ d’autre part, le taux de réponse des animaux au traitement hormonal. Celui-ci a été apprécié en se basant sur les connaissances rapportées dans la littérature, et qui indiquent des taux de réponse variant de 50 à 66% pour des femelles cyclées. Ainsi pour espérer atteindre un effectif minimal de 5 animaux présentant des cinétiques hormonales de phase folliculaire suite au retrait de l’implant, nous avons choisi d’inclure 8 génisses dans l’étude.

Raffinement

Une phase d’habituation de 7 jours aux conditions de vie à l’attache sera réalisée pour tous les animaux avant le début des prélèvements de façon à identifier ceux qui ne supporteraient pas d’être maintenues à l’attache (agitation, baisse d’ingestion, comportements ou attitude anormale). La pose des cathéters sera réalisée par une personne habilitée et en conditions d’asepsie. Un système de maintien et de protection du cathéter (bandage) sera mis en place de façon à éviter que celui-ci ne se déloge ou soit arraché par frottement contre les parois de la logette. Les animaux seront surveillés tous les jours lors de la distribution de l'alimentation par un animalier responsable de la mise en œuvre et du suivi du protocole. L'évaluation de la gêne et d’éventuelles lésions générées par le cathéter ou les conditions de vie à l’attache sera faite par observation de l’état physique et du comportement des animaux. Une évaluation du niveau d’anémie sera également réalisée via la mesure de l’hématocrite des animaux avant le début de l’essai, avant la phase de prélèvements intenses (1/h) à J7 et 3 jours après (J14) afin de vérifier si les animaux peuvent être maintenus dans l’essai. En cas d'observation de signes inhabituels, de lésion ou d’anémie sévère (taux d'hématocrite entre 10 et 13 %), le vétérinaire référent de l'installation expérimentale sera contacté immédiatement et un traitement approprié sera administré, pouvant aller jusqu'au retrait de l'animal de l'essai.

Choix des espèces

Le premier élément de pertinence associé au choix de l’espèce bovine est qu’il s’agit de l’espèce cible pour l’utilisation du biocapteur. Sa mise au point nécessite donc de s’assurer qu’il sera en mesure de fonctionner sur des fluides complexes de composition similaire à celle des fluides interstitiels qui seront prélevés par les microaiguilles. Le deuxième élément de pertinence est associé à la taille de la vache qui permet de prélever les quantités de sang nécessaires à l’étude en restant bien en deçà des seuils maximum à ne pas dépasser. Les animaux utilisés seront des génisses plutôt que des vaches laitières car les installations expérimentales disponibles ne nous permettent pas de conduire des vaches laitières à l’attache. Par ailleurs du fait de la nécessité d’amener les animaux deux fois par jour en salle de traite, les risques de déplacement ou d’arrachage du cathéter auraient été trop importants. Nous avons donc choisi de travailler sur des génisses qui devront être pubères (>13 mois) pour pouvoir suivre leur cyclicité. Ces génisses n’excèderont pas l’âge de 27 mois qui correspond à leur mise à reproduction pour un premier vêlage visé à 36 mois.

Gardées vivantes et réintégrées au troupeau après un mois de repos minimum, 140 vaches laitières sont réutilisables d'une étude à l'autre. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une mammite leur étant provoquée par inoculation de bactéries ou d'un immunostimulant dans le canal du trayon. Suivent trois à six administrations de traitement par le trayon, dix à douze prélèvements sanguins en vingt-quatre à quarante-huit heures, des palpations de la mamelle à chaque traite et des prises de température rectale plusieurs fois par jour, le gonflement et la douleur de la mamelle pouvant durer une semaine. Le porteur range parmi les bénéfices attendus la guérison de l'animal, mais aussi "le rendement de l'éleveur" et le développement de médicaments par l'industrie vétérinaire.

Objectifs

L’objectif du projet est d’évaluer chez la vache laitière, l’efficacité de nouveaux traitements dirigés contre les mammites. Au cours de ce projet, l’efficacité de traitements sera évaluée sur des animaux présentant des mammites expérimentales infectieuses ou non infectieuses. Les modèles d’infection et d’inflammation sont des modèles mis en place d’après des modèles décrits dans la littérature et adaptés pour induire des signes légers à modérés de mammite sur une courte durée. Les traitements sont testés chez l’espèce de destination et de ce fait une sélection préalable de formulations ne présentant pas de risque pour l’animal sera réalisée (composants du médicament, volume à administrer). Les traitements seront administrés par voie intramammaire ou par injection (intraveineuse, intramusculaire ou sous-cutanée) selon les bonnes pratiques vétérinaires d’administration. Plusieurs études pourront être conduites afin d’améliorer le type de formulation, la combinaison de différents traitements, la voie, la dose ou la fréquence d’administration des traitements testés.

Bénéfices attendus

Une mammite se traduit par une diminution de la production de lait et une modification de sa composition avec des variations importantes selon la bactérie responsable de la mammite et selon sa gravité, une modification possible de la mamelle et de l’état général de l’animal. Certains cas de mammites sévères peuvent entrainer des dommages permanents à la glande mammaire avec un arrêt de la production de lait, et dans le pire des cas, la mort de l’animal. L’efficacité d’un traitement dirigé contre les mammites peut se démontrer par la guérison de l’infection (élimination de la bactérie infectante) mais aussi par une amélioration clinique (disparition des signes inflammatoires induits par l’infection). Dans le cadre de la recherche et du développement de médicaments vétérinaires, les produits destinés à prévenir ou guérir les infections permettent de limiter les conséquences d’une maladie, d’améliorer de façon notable le bien-être de l’animal et le rendement de l’éleveur. La preuve de concept d’efficacité de nouveaux traitements doit être évaluée sur l’animal présentant les caractéristiques de la maladie ciblée. Au-delà du bénéfice pour l’animal avec la guérison de la maladie, ce projet bénéficiera aux producteurs laitiers, vétérinaires d’exploitation et à la santé publique.

Procédures

Tous les gestes techniques seront réalisés sur animaux vigiles. Tous les animaux entrant dans une procédure auront tous les gestes techniques associés à l’exception de la voie d’administration des traitements qui pourra varier selon les groupes dans une même procédure (exemple comparaison d’une voie d’administration intramammaire par rapport à une administration intraveineuse) et des prélèvements sanguins qui ne seront pas obligatoirement réalisés lors des procédures impliquant des traitements par voie intramammaire. Voici l'ensemble des gestes pouvant être effectué sur un animal : - Inoculation de la solution induisant la mammite (1 à 10 mL) via le canal du trayon, 1x par procédure - Administration du (des) traitements : Par voie intramammaire via le canal du trayon, 1 ou 2 applicateurs / quartier, généralement 3 à 6 administrations à 12h/24h d’intervalle (après chaque traite). Par voie générale, une administration unique - Prélèvements Lait : lors de la traite biquotidienne sur tout ou partie de l’étude. - Prélèvements Sang : 10 à 12 prélèvements pendant les 24 à 48 heures suivant l’administration du traitement - Mesures de température rectale : 1 à plusieurs fois par jour sur tout ou partie de l’étude. - Palpation de la mamelle : lors de la traite biquotidienne sur tout ou partie de l’étude.

Impact sur les animaux

Dans le cadre de l’évaluation de l’efficacité d’un traitement, les vaches devront d’abord présenter les signes de mammite. A cette fin, des mammites expérimentales seront induites chez l’animal. Les nuisances ou effets indésirables attendus seront plus ou moins importants selon le type de mammite induite et seront principalement : - une modification de l’apparence du lait (présence de quelques grumeaux dans le lait), - un gonflement de la mamelle, - une douleur de la mamelle à la palpation ou lors de la traite, - une diminution de la production laitière, - une augmentation transitoire de la température rectale de l’animal, - une légère modification de l’état général de l’animal, - un stress modéré dû aux manipulations multiples et inhabituelles dans les conditions d’hébergement hors procédure. Selon l’agent utilisé pour induire la mammite, ces nuisances et effets indésirables pouvant impacter le bien-être de l’animal pourront persister jusqu’à 1 semaine. Des nuisances légères liées à certaines interventions sur l'animal sont attendues (Par exemple, lors de la réalisation d'injections ou de prises de sang).

Devenir

Tous les animaux utilisés dans le projet seront réintroduits dans le stock des animaux hébergés dans les locaux de l’EU. L’effet cumulatif est évalué par le vétérinaire de l’EU en collaboration avec le(s) directeurs(s) d’étude(s) selon le type de produits administrés. Les animaux peuvent être réutilisés après une période de repos suffisante entre 2 études pour s’assurer de l’élimination totale de l’organisme du dernier traitement administré ; cette durée ne peut être inférieure à 10 fois la demi-vie du produit si celle-ci est connue ou 1 mois si celle-ci n’est pas connue. Tout autre délai devra être justifié et validé par le vétérinaire de l’EU. De plus, tout animal réutilisé fait l’objet d’une visite du vétérinaire de l’EU qui certifie que l’animal a pleinement recouvré son état de santé et de bien-être général et peut être ré-inclus dans une nouvelle étude sans dommage pour lui.

Remplacement

Il n’existe pas de méthode alternative pour reproduire une infection ou une inflammation de la glande mammaire et évaluer l’efficacité d’un traitement. Une mammite est une maladie multifactorielle impliquant : • L’animal : statut physiologique, état de santé… • L’agent déclencheur : virulence, capacité à pénétrer les cellules de l’hôte, à former des biofilms pour les bactéries, / dose ou puissance des immunostimulants… • L’environnement : conditions d’élevage, qualité de l’alimentation, hygiène de traite…

Réduction

Dans la mesure du possible, des approches in vitro sont réalisées afin de sélectionner les meilleurs candidats pour un passage in vivo et limiter le nombre d’animaux inclus dans les procédures. La mamelle de la vache est constituée de 4 quartiers anatomiquement et physiologiquement indépendants. Afin de réduire le nombre d’animaux en limitant l’impact sur le bien-être de l’animal, les infections expérimentales seront induites autant que possible sur deux quartiers. Le calcul du nombre d’animaux minimum nécessaire a de plus été estimé grâce à des études préliminaires. Si plusieurs études sont nécessaires, elles seront réalisées successivement, et les animaux pourront être réutilisés dans les études suivantes après totale guérison et une période de repos de 30 jours minimum. Il sera possible de réduire le nombre d’animaux par groupe, au cas par cas, selon la finalité de l’étude. Cette décision sera dûment justifiée dans le plan d’étude spécifique à la procédure suivie dans le cadre de ce projet.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans les conditions standards d’élevage d’un troupeau laitier à savoir hébergement en groupe, en stabulation ou en extérieur selon la saison. Les vaches incluses dans une procédure expérimentale sont généralement hébergées en intérieur sur tapis de sol dans les zones prévues pour le repos et avec des tapis antidérapages sur les zones de circulation. Un système de ventilation et d’aspersion est prévu en période de forte chaleur. La stabulation est nettoyée quotidiennement (robot racleur) et des brosses automatiques sont à disposition des animaux en permanence. Tous les actes sur les animaux seront réalisés par du personnel expérimenté ou par le vétérinaire. L’utilisation d’un modèle de mammite non infectieuse permettra d’induire des signes transitoires de mammite en s’affranchissant de la stimulation par les bactéries présentes lors d’un infection bactérienne. Les administrations intramammaires (bactéries ou immunostimulants pour l’induction des mammites et traitements) seront effectuées en salle de traite et aucune contention particulière des animaux ne sera nécessaire. Dans le cas d’un traitement par voie générale (intraveineuse, intramusculaire, sous-cutanée), les animaux seront maintenus au cornadis durant la période du traitement (généralement moins de 5 min) en accord avec les pratiques vétérinaires habituelles. Dans le cas de prélèvements de lait réalisés lors des procédures (1 et 2), les animaux seront en salle de traite et aucune contention particulière des animaux ne sera nécessaire pendant les prélèvements. Dans le cas des prélèvements sanguins ou des prises de températures rectales réalisés si besoin lors des procédures, les vaches seront maintenues au cornadis durant la période nécessaire à l’activité (généralement moins d’1 heure). Le maintien des vaches au cornadis sera fait en accord avec les pratiques vétérinaires habituelles et facilitera la collecte des échantillons et/ou des données, permettra de diminuer le stress de l’animal, et réduira les risques pour le personnel.

Choix des espèces

L’espèce de destination des traitements contre les mammites étant la vache laitière et l’absence d’alternative à l’utilisation d’animaux justifie l’utilisation des vaches dans ce projet. L’objectif du projet est l’évaluation de nouveaux produits destinés au traitement des mammites chez des vaches laitières en lactation. Ceci correspond à des animaux adultes de plus de 2 ans dans les pratiques classiques d’élevage laitier. Les mammites pouvant apparaitre à tout stade de la lactation, les études pourront inclure des animaux à partir de 15 après vêlage jusqu’au tarissement.