Moutons
Phenotypage fin de brebis laitières pour une sélection sur la réduction de l’impact environnemental des émissions de gaz à effet de serre (GES) de l’élevage ovin laitier – MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Réduire les émissions de méthane de l'élevage ovin laitier passe ici par la sélection génétique, en repérant les brebis qui en produisent le moins pour orienter la reproduction de la race Lacaune. 550 brebis vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Chacune est isolée cinquante minutes dans une chambre d'accumulation pour mesurer ses gaz, et 360 d'entre elles subissent deux intubations à six semaines d'intervalle pour prélever du liquide de rumen, geste que le porteur reconnaît stressant pour les jeunes brebis, avec un risque de lésion de la bouche. Toutes poursuivront ensuite leur carrière de production dans l'élevage.
Objectifs
Le projet de phénotypage fin a pour objectif général de quantifier le méthane et le dioxyde de carbone émis par les fermentations dans le rumen des brebis laitières et d’estimer la faisabilité d’une sélection, soit à partir d’une mesure directe des quantités de gaz produits, soit sur des mesures indirectes de ces émissions à partir des spectres du lait ou de bactéries présentes dans le rumen.
Bénéfices attendus
L’impact environnemental des ruminants est largement documenté : nous savons que les rations fourragères impliquent une augmentation des émissions des gaz à effet de serre, du fait de fermentations ruminales accrues. Les études génétiques sur des bovins et des ovins allaitants montrent que les émissions de gaz à effet de serre sont héritables : 15 à 30 % de la variabilité est d’origine génétique. En revanche, aucune publication ne fait référence à l’héritabilité du méthane émis par les ovins laitiers, et ni à la possible prédiction de ce méthane à partir des spectres du lait ou du microbiote ruminal. Notre projet apportera des premières estimations de paramètres génétiques des émissions de gaz à effet de serre pour les ovins laitiers, nourris de deux régimes alimentaires différents. Une recherche de gènes à effet majeur sur la production de méthane pourra aussi être conduite. De plus, les potentiels prédicteurs (spectres laitiers ou microbiote du rumen) seront disponibles pour quantifier leur capacité prédictive, car il est peu probable de pouvoir réaliser à terme des mesures de méthane émis chez tous les sélectionneurs Lacaune. Enfin, des premières estimations de différences d’efficience alimentaire d’animaux divergents pour leurs émissions de méthane permettront d’identifier des liens entre ces 2 groupes de caractères. Par ailleurs, la pertinence de l’application en ovin laitier des équations de prédiction bovine des gaz émis à partir des spectres du lait sera objectivée.
Procédures
MODIFICATION Sur l'ensemble du projet, 360 brebis seront concernées par des prélèvements de fluide ruminal et de fèces : chaque prélèvement dure moins d’une minute par animal. Chaque animal aura 2 prélèvements de fluide ruminal, espacés de 6 semaines. Ces prélèvements se font sur animaux vigiles.
Impact sur les animaux
Les nuisances possibles sur l’ensemble des animaux sont une peur à entrer dans la chambre PACs : l’animal apeuré peut être agité, ou très abattu, voulant faire demi-tour. Pour la collecte du jus de rumen, l'intubation des primipares peut être stressante : l’animal peut se débattre ou être lésé au niveau de la bouche lors de l'intubation. La mise aux portillons individuels pour contrôler l’alimentation nécessite un temps de familiarisation pour certains animaux, afin qu’ils puissent réellement manger à leur faim.
Devenir
Toutes les brebis poursuivront leur carrière de production dans l’élevage.
Remplacement
Notre projet porte sur l’impact environnemental des émissions de GES des élevages ovins laitiers. Les principales émissions de gaz à effet de serre de ces élevages proviennent de la fermentation entérique des ruminants. Les émissions de méthane entériques ont des origines génétiques, microbiennes et alimentaires complexes. Les expérimentations in vitro ont permis de caractériser les fermentations entériques et leur impact sur les émissions de gaz, en particulier en lien avec l’alimentation. Cependant, le microbiote digestif évolue au sein d’un holobionte , et interagit donc avec son hôte. Ce projet a donc pour but d’étudier l’holobionte (l'hôte et ses microbiotes). Les relations existantes entre un microbiote et son hôte sont complexes et en partie d’origine génétique et ne peuvent donc être étudiées que sur des animaux, pour rendre compte de la variabilité individuelle. De plus, nous cherchons des prédicteurs biologiques de ces émissions de gaz : si le microbiote est un possible prédicteur, il est difficile et couteux d’accès. Nous allons donc récupérer les spectres du lait obtenus automatiquement à chaque contrôle laitier officiel et les utiliser comme possibles prédicteurs. Le recours à l’animal ne peut donc être évité.
Réduction
Notre projet repose sur le phénotypage de 550 brebis. Aucun phénotypage des GES n’a déjà été effectué en race Lacaune, donc 550 brebis correspond à l’effectif minimum pour obtenir une précision suffisante pour les estimations d'héritabilités ; les corrélations génétiques entre émission de méthane et autres caractères risquent d'être encore peu précises. De plus, nous bénéficierons des prises de sang effectuées en routine pour le suivi génétique de l’élevage ; le sang des animaux ne sera donc prélevé qu’une seule fois. Les prélèvements de jus de rumen ne seront réalisés que sur un sous-effectif d’animaux (environ 360 animaux) puisque nous nous intéresserons qu’aux jeunes brebis (L1 à L3), sachant que la parité des animaux est un facteur important de la variabilité de la composition du microbiote ruminal.
Raffinement
Tous les animaux seront élevés en lots, dans la bergerie habituelle, sur des aires paillées, y compris le lot de 40 primipares dont l’ingestion individuelle est enregistrée : le maintien en lots permet l’expression des comportements sociaux. Le suivi des animaux est quotidien, par les nombreux passages des animaliers pour un suivi visuel, mais aussi 2 fois par jour lorsque les brebis passent en salle de traite. Chaque portillon étant dédié à un animal, toutes les brebis peuvent se nourrir ad libitum. Le milieu est enrichi avec des brosses et grattoirs. Les mesures d’émissions de gaz nécessitent d’isoler l’animal dans une chambre durant 50 minutes : une notation du comportement des animaux sera enregistrée. Toute agitation ou signe de mal-être induira une sortie anticipée de la chambre respiratoire. Les prélèvements de fluide ruminal ne sont pas des prélèvements habituels en élevage ovin. Néanmoins, le personnel de l’établissement utilisateur a été formé et pratique ce type de prélèvement depuis plusieurs années. Les prélèvements sont effectués sur un temps court avec très peu de contention des animaux, et sont réalisés avec du matériel vétérinaire adapté. Les prélèvements de féces sont des prélèvements occasionnels pour vérifier si les animaux sont parasités. Ils seront pratiqués par le personnel formé à ce type de prélèvement, sans isolement des animaux. Les prélèvements de lait se feront lors du contrôle laitier, sans manipulation supplémentaire de la brebis. A la fin des prélèvements (effectués sur les animaux ayant eu une mesure de méthane), une poignée de granulés est donnée à l’animal pour associer le prélèvement à un évènement positif. Les animaux sont habitués dès leur plus jeune âge au contact humain, et en particulier à être manipulés. Ils font l’objet d’une surveillance visuelle toute particulière au moment des prélèvements et après ceux-ci.
Choix des espèces
L’étude des émissions entériques de gaz à effets de serre est primordiale pour l’espèce bovine qui en est responsable des plus grandes quantités d’émission de GES d’origine animale. L’espèce ovine, même si elle est moins émettrice, présente néanmoins 3 avantages pour étudier le volet génétique de l’impact environnemental de l’élevage des ruminants : des troupeaux avec de grands effectifs (animaux élevés dans les mêmes conditions donc une réduction des facteurs de variation qui perturbent les modèles d’évaluation génétique), une sélection génétique opérationnelle (la sélection génomique est effective en ovins laitiers depuis 2015 en France) et un outil portable de quantification des émissions de gaz. Les chambres portables d’accumulation ou PACs, sont utilisées à des fins de sélection en Nouvelle Zélande et dans plusieurs pays du nord de l’Europe. De plus, sur les ovins laitiers, il est possible de tester simultanément les capacités prédictrices des microbiotes ruminal, fécal et des spectres du lait sur les mêmes animaux. La production de méthane est notamment liée à la quantité ingérée par les ruminants. Or le début et le milieu de la lactation sont des phases qui requièrent le plus d’énergie pour la brebis, d’où le choix de ces stades de production (espacés de 2 mois) où l’ingestion est élevée. La production de méthane est également dépendante du gabarit de l’animal : il convient donc d’étudier des animaux d’âges différents (brebis et primipares). Enfin, les spectres moyen infra rouge de lait étant un possible prédicteur, il est nécessaire que l’étude soit conduite lorsque l’animal est en lactation.
Etude multimodale de l’effet d’une constriction thoracique externe dans un modèle ovin de Syndrome de Détresse Respiratoire Aigue
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
Dix-huit agneaux de trois à quatre mois vont recevoir dans le sang une toxine qui abîme leurs poumons, après intubation et pose de cathéters jugulaire, fémoral et œsophagien. L'anesthésie générale est induite avant les gestes et maintenue jusqu'à la mise à mort, aucun animal ne se réveille. Une fois les lésions installées, un dispositif de compression est serré autour du thorax et les poumons sont imagés avant et après, l'objectif étant de préparer un gilet destiné aux patients de réanimation. Le porteur écarte le modèle porcin pour hétérogénéité pulmonaire insuffisante et juge le grand mammifère "indispensable", les agneaux prépubères ayant l'avantage d'être plus faciles à contenir.
Objectifs
La pandémie de COVID-19 a mis en lumière les contraintes associées à la prise en charge de patients présentant une détresse respiratoire aiguë. Qu’il soit d’origine infectieuse ou non, ce syndrome de détresse respiratoire aigue (SDRA) nécessite, dans la majorité des cas, la mise en œuvre d’une suppléance de la fonction respiratoire impliquant une sédation pharmacologique, une intubation orotrachéale et une ventilation mécanique. Alors que cette approche permet de maintenir des échanges gazeux physiologiques, des lésions pulmonaires sont induites par la ventilation mécanique. Une étude a permi de démontrer un effet bénéfique d'une constriction thoracique externe sur l’aération pulmonaire régionale, et a identifié 2 niveaux de compression optimaux. Il convient aujourd'hui de valider les effets bénéfiques de ces niveaux de constriction thoracique sur 24h.
Bénéfices attendus
Cette étude expérimentale comparative permettra d'obtenir une décription exhaustive de l’impact de la constriction thoracique externe sur l’aération pulmonaire régionale. Des résultats en faveur d’une homogénéisation de l’aération pulmonaire régionale permettraient d’envisager le développement d’un dispositif médical qui serait un gilet permettant une constriction thoracique externe chez l’Homme en vue d’une évaluation clinique avec pour objectif de reproduire les effets de la position allongée sur le ventre mais en maintenant les patients sur le dos ; et ainsi d’améliorer le pronostic des patients placés sous ventilation mécanique en réanimation.
Procédures
Mise en place d’une voie veineuse périphérique sous contention manuelle douce. Induction intraveineuse de l’anesthésie générale qui sera maintenue jusqu’à la fin de l’expérimentation et la mise à mort. Mise en place d’une sonde d’intubation pour ventilation mécanique + cathéter veineux centraux (jugulaire interne droite), artériel (fémoral) et oesophagien. Induction d’une lésion pulmonaire par injection intraveineuse de toxines. Acquisition d’imagerie pulmonaire avant et après mise en place d’un dispositif de compression thoracique externe (niveau de pression compatible avec le maintien d’une ventilation pulmonaire efficace et d’une stabilité biologique). Mise à mort sous anesthésie générale profonde..
Impact sur les animaux
La veille de l'intervention, les animaux seront isolés du groupe social en petit groupe de 2 afin d'être mis à jeun, ce qui peut etre source de stress. Mise en place d’une voie veineuse périphérique au niveau de la veine jugulaire externe sous contention physique douce des animaux peut également induire un stress de l'animal. Induction d’une lésion pulmonaire par injection intraveineuse de toxines.
Devenir
Les animaux seront mis à mort. Les procédures seront assez longues, induisant un temps d'anesthésie générale important. De plus, l'explantation des poumons est nécessaire afin d'effectuer des analyses histologiques des zones de lésions pulmonaires.
Remplacement
Il s’agit d’une étude de la fonction respiratoire par des outils d’imagerie utilisés en clinique humaine. L’utilisation d’un modèle grand mammifère est donc indispensable afin de se rapprocher au maximum de ce qui se passe chez l'Homme en termes de taille des poumons, de réglage de la ventilation mécanique et d’interaction animal-ventilateur. Une alternative est représentée par les modèles porcins mais ceux-ci sont associés à un plus faible niveau d’hétérogénéité pulmonaire.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaire a été reproduit à partir d’études antérieures ayant utilisé l’imagerie pulmonaire pour l’étude des lésions induites par la ventilation mécanique considérant la relative variabilité de la réponse à l’injection de toxine (entre 6 et 10 animaux par groupe dans la majorité des publications).
Raffinement
Toutes les procédures expérimentales ainsi que l’environnement d’hébergement ont été optimisées. Les gestes interventionnels seront toujours réalisés sous anesthésie générale, par du personnel formé, afin de prévenir la souffrance et l’angoisse des animaux. Le bien-être des animaux sera contrôlé en veillant aux conditions d'hébergement et au comportement des animaux. L'acclimatation des animaux sera de 5 jours avant d'entrer dans le protocole. Des observations quotidiennes seront réalisées par une personne compétente basées sur l'apparence physique externe, le comportement (sociabilité, appétit) et les réponses comportementales aux stimuli externes (peu enclins aux manipulations, tentative de fuite). Ces contrôles sont enregistrés et permettent de repérer tout animal malade ou blessé pour prendre des mesures appropriées. Tout constat d'un mal-être est remonté au responsable du bien-être des animaux pour examen approfondis, traitements adaptés et/ou consultation du vétérinaire référent. L’imagerie est une approche non invasive, qui n’est pas source de douleur. L’utilisation de la contention physique douce, possible chez la brebis, pour la mise en place de la voie veineuse jugulaire externe est préférable à l’administration d’une prémédication intramusculaire source de douleur et de stress. La mise en place d’un tissu sur les yeux lors de la contention douce de l'animal réduit les stimuli externes et donc le stress de l'animal. Une fois la voie veineuse périphérique mise en place, l’anesthésie générale est induite en quelques secondes et sera maintenue jusqu’à la mise à mort. L’ensemble des procédures seront réalisées sous anesthésie générale en présence d’un médecin anesthésiste-réanimateur qui assurera une profondeur d’anesthésie suffisante et le maintien d’une stabilité physiologique.
Choix des espèces
Il s’agit d’une étude de la fonction respiratoire par des outils d’imagerie utilisés en clinique humaine. L’utilisation d’un modèle grand mammifère est donc indispensable afin de se rapprocher au maximum de ce qui se passe chez l'Homme en termes de taille des poumons, de réglage de la ventilation mécanique et d’intéraction animal-ventilateur. Les modèles ovins de SDRA sont parfaitement validés. Agneau de 3 à 4 mois pesant environ 20 kg. A ce stade la taille des poumons et les réglages du ventilateur sont proches de ceux des humains. L’utilisation de brebis prépubères facilite leur manipulation notamment pour la contention physique douce et la pose de voie veineuse périphérique. De plus, le fait d'avoir des poumons sains en début d'expérimentation permet d'avoir un modèle homogène sur l'intégralité du poumon.
Evaluation de l’émergence d’une résistance de Dicrocoelium dentriticum à l’Albendazole et évaluation de critères de suivi de la diminution d’efficacité en élevage.
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Maladies animales
132 brebis vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, dont 36 brebis de réforme abattues pour que les douves adultes soient comptées dans leur foie. Les autres subissent cinq à neuf prélèvements de fèces et deux à trois prises de sang, d'environ trente secondes chacun, et restent ensuite dans l'établissement. L'enjeu déclaré est économique et sanitaire pour la filière ovine, la petite douve du foie résistant apparemment à l'albendazole, seule molécule autorisée en France contre ce parasite. Sur le remplacement, le porteur se contente d'une phrase, les ovins étant les "animaux cibles" et aucune méthode de substitution n'existant selon lui.
Objectifs
Dicrocoelium dendriticum (Dd), la petite douve du foie, est un parasite affectant un grand nombre d’hôtes dont les ovins et les bovins. L’infestation de l’hôte provoque des troubles hépatiques qui peuvent conduire à une perte d’efficacité alimentaire, voire à des symptômes cliniques d’insuffisance hépatique pouvant conduire à la mort. Elle a une importance économique et sanitaire cruciale pour l’élevage ovin. Les troubles hépatiques, y compris subcliniques et notamment en fin de gestation, peuvent avoir un impact important sur la production et la santé des brebis et sur la survie des agneaux. En France, jusqu’à ces dernières années, ce parasite préoccupait uniquement l’élevage ovin. Mais, de plus en plus d’élevages bovins sont désormais concernés par la petite douve, avec des conséquences semblables sur la santé des animaux. Comme le cycle de ce parasite est complexe, avec deux hôtes intermédiaires, la gestion de l’infestation ne peut reposer que sur le traitement antiparasitaire. L’Albendazole (ABZ) est la seule molécule ayant une AMM en France pour traiter la petite douve chez les bovins et les ovins (traitement à 15 mg/kg en une seule prise par voie orale). Cette situation est à risque concernant l’émergence de résistance au traitement. Or, depuis plusieurs années, les techniciens d’élevages et les vétérinaires reçoivent de plus en plus de sollicitations d’éleveurs ovins qui suspectent une diminution de l’efficacité du traitement. Récemment, des chercheurs ont mis en évidence, par un suivi coproscopique de brebis chez un éleveur, que l’efficacité de l’ABZ est très inférieure à celle attendue (38% vs. 90%, n=15). Ces éléments peuvent nous conduire à envisager l’émergence d’une résistance de D.d à l’ABZ.
Bénéfices attendus
Le bénéfice principal de ce projet est de mettre au point un test d'évaluation de la résistance de la petite douve à l'albendazole utilisable en élevage.
Procédures
Les brebis seront soumises à des prélèvements de fécés et sang : ces prélèvements auront une durée de moyenne d'environ 30 secondes par brebis. Les 60 animaux de la procédure 1 auront 5 prélèvements fécaux et en plus 12 animaux auront 2 prélèvements sanguins. Les 60 animaux de la procédure 3 auront 8 prélèvements fécaux et en plus 12 animaux auront 3 prélèvements sanguins. Les 12 animaux de la procédure 2 auront 9 prélèvements fécaux et 2 prélèvements sanguins.
Impact sur les animaux
Un stress léger peut être ressenti par les brebis lors de la contention pour les prélèvements de fécaux et sanguins. Lors des prélèvements de fécaux et sanguins, les brebis peuvent ressentir une gêne légère de courte durée, mais pas de douleur chronique ou aigüe d'intensité modérée ou élevée. Ces interventions n’entrainent pas d’altération de l’état général.
Devenir
Dans les 3 procédures, les 12 brebis de réforme seront abattus en fin de procédure pour permettre le comptage des petites adultes dans le foie. Dans les procédures 1 et 3, les 48 brebis en production mobilisées dans ces deux procédures, soit 9- animaux au total, seront gardés en vie et resteront dans l'établissement utilisateur à l'issue du projet.
Remplacement
Les ovins sont les animaux cibles de ce projet et il n'existe pas de méthode alternative.
Réduction
Les effectifs ont été réduits au maximum pour les trois procédures expérimentales afin de limiter le nombre d'animaux mobilisés tout en permettant de répondre aux objectifs du projet. Le nombre d’animaux par groupe a été réduit au strict minimum
Raffinement
Les brebis seront dans leurs conditions d’élevage habituelles (en groupes) dans un bâtiment d’élevage conventionnel sur litière paillée et feront l’objet d’une surveillance journalière pendant toute la durée du protocole. Pour les prélèvements de fèces, la contention sera faite par des animaliers expérimentés, dont la présence journalière répétée en interaction positive (alimentation, soins) est associée à une diminution du comportement de fuite des brebis et donc de leur stress face à la contention. En cas de signes de maladie (par exemple fièvre > 40°C, problèmes respiratoires, décubitus prolongé, anorexie, perte de poids >15 %...) ou d’impact sur l’état général des animaux (prostration, cachexie, alopécie…), une intervention vétérinaire aura lieu et un traitement adapté (antidouleurs, anti-inflammatoires, antibiotiques) sera mis en place (l’animal sortira du protocole si nécessaire).
Choix des espèces
Les ovins sont l'une espèce les plus sensibles à la petite douve et sont donc l'espèce cible pour cette étude. Nous mobiliserons des brebis adultes à l'entretien ou en début de gestation ayant pâturées de l'herbe depuis plusieurs mois et étant infestées de petites douves selon leur implication dans la 1ière ou la 2nd procédure. Ce sont ces catégories animales qui sont concernées par ces infestations et aux stades physiologiques étudiés, les risques sanitaires sont faibles.
Tester des pratiques efficaces contre les strongles gastro-intestinaux et la petite douve
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Maladies animales
Sensibiliser les éleveurs à un usage raisonné des vermifuges de synthèse et "communiquer largement les résultats" : 1 260 brebis vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles subissent seulement des prélèvements de matières fécales, deux ou trois selon la procédure, espacés de quinze jours et durant quelques secondes, et toutes retournent ensuite dans leur troupeau. Le porteur mobilise des brebis adultes déjà infestées de strongles gastro-intestinaux ou de petite douve, à l'entretien ou en début de gestation, et justifie l'espèce par le fait qu'elle est la cible du projet. La démonstration cherche à valider une piste alternative à l'albendazole, la consommation de radis noir, et à en "promouvoir" l'usage, une finalité de conseil technique aux éleveurs davantage que de production de connaissances.
Objectifs
L'objectif de ce projet est de sensibiliser les éleveurs sur l'utilisation raisonnée des anthelmintiques de synthèse pour luttter contre les parasites internes en particulier les strongles gastro-intestinaux et la petite douve. Pour cela deux pratiques vont être mis en oeuvre pour démontrer leur efficacité et communiquer largement les résultats. Le test de réduction de l'excrétion fécal évalue la présence et la proportion de population résistante de styrongles. Il permet d'identifier les molécules éfficaces contre les strongles dans l'élevage et d'adapter les pratiques pour maintenir leur efficacité. La seconde procédure a pour objectif de trouver une méthode alternative à l'albendazole pour lutter contre la petite douve qui aujourd'hui la seule molécule efficace et homologué en France. Des travaux menés en élevage sur la consommation de radis noir ont montré des résultats intérréssants sur la réduction de l'eccrétion d'oeuf de petite douve. Ce projet vise à les valider et promouvoir leur utilisation.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif de sensibiliser les éleveurs et techniques sur l'intérêt de mettre en oeuvre certaines pratiques pour limiter la résistance aux anthelminthiques de synthèse de certains parasites internes (strongles gastro-intestinaux et la petite douve). Ainsi à l'issu de cette procédure, les éleveurs pourront faire évoluer leur pratiques en utilisant de façon raisonnée et en alternance les différents antiparasitaires afin qu'ils maintiennent leur efficacité.
Procédures
Les brebis seront soumis uniquement à des prélèvements fécaux au nombre de 2 pour la première procédure et à 3 pour la seconde pour suivre leur état parasitaire. Ces prélèvements seront tous espacés de 15 jours pour ne pas impacter la santé et le bien être des animaux. Cette procédure est très courte, de quelques secondes car les quantités nécessaires sont faibles environ 10g.
Impact sur les animaux
Un stress léger peut être ressenti par les brebis lors de la contention pour les prélèvements de fécaux. Lors des prélèvements de fécaux, les brebis peuvent ressentir une gêne légère de courte durée, mais pas de douleur chronique ou aigüe d'intensité modérée ou élevée. Ces interventions n’entrainent pas d’altération de l’état général.
Devenir
Les procédures mises en oeuvre sont très légères et elles n'occasionne qu'une légère gêne aux animaux. Les prélèvements fécaux sont des procédures régulièrement réalisées en élevage pour suivre l'état de santé des animaux sans impact sur celui-ci. Dans ces conditions, l'ensemble des animaux retourneront au sein de leur troupeau à l'issu de la procédure.
Remplacement
Les ovins sont les animaux cibles de ce projet et il n'existe pas de méthode alternative.
Réduction
Les effectifs ont été réduits au maximum pour les deux procédures expérimentales afin de limiter le nombre d'animaux mobilisés tout en permettant de répondre aux objectifs du projet.
Raffinement
Les brebis seront dans leurs conditions d’élevage habituelles (en groupes) dans un bâtiment d’élevage conventionnel sur litière paillée et feront l’objet d’une surveillance journalière pendant toute la durée du protocole. Pour les prélèvements de fèces, la contention sera faite par des animaliers expérimentés, dont la présence journalière répétée en interaction positive (alimentation, soins) est associée à une diminution du comportement de fuite des brebis et donc de leur stress face à la contention. En cas de signes de maladie (par exemple fièvre > 40°C, problèmes respiratoires, décubitus prolongé, anorexie, perte de poids >15 %...) ou d’impact sur l’état général des animaux (prostration, cachexie, alopécie…), une intervention vétérinaire aura lieu et un traitement adapté (antidouleurs, anti-inflammatoires, antibiotiques) sera mis en place (l’animal sortira du protocole si nécessaire). Le cas écheant (non réponse aux traitements ou blessure de l'animal non soignable), l’animal sera euthanasié par surdosage de barbiturique par voie intraveineuse, selon la posologie appropriée et le poids de l'animal.
Choix des espèces
Les ovins sont l'une espèce les plus sensibles aux strongles gastro-intestinaux et la petite douve et sont donc l'espèce cible pour cette étude. Nous mobiliserons des brebis adultes à l'entretien ou en début de gestation ayant pâturées de l'herbe depuis plusieurs mois et étant infestées de strongles et/ou de petites douves selon leur implication dans la 1ière ou la 2nd procédure. Ce sont ces catégories animales qui sont concernées par ces infestations et aux stades physiologiques étudiés les risques sanitaires sont faibles.
Impact de la qualité des protéines de la ration sur les émissions de méthane d’agneaux en croissance et interaction avec le parasitisme digestif
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Pour mesurer combien de méthane émettent des agneaux nourris de légumineuses riches en tanins, 80 moutons mâles en croissance sont infestés pour moitié par un parasite sanguicole pendant deux mois. Ces procédures impliquent un niveau de souffrance léger, avec perte d'appétit, anémie légère et ralentissement de la croissance attendus chez les animaux parasités. Chaque agneau subit une prise de sang et une fouille rectale par semaine, plus deux périodes de quinze jours en cage individuelle avec un sac de collecte fixé sur lui. Tous rejoignent ensuite le troupeau expérimental, le porteur estimant qu'aucune altération n'empêche leur réintroduction, l'enjeu déclaré étant de réduire l'empreinte climatique des élevages du Sud.
Objectifs
Les récentes données de la FAO montrent que les élevages les moins productifs du monde (pays du Sud, petites îles, etc.) sont paradoxalement de forts émetteurs de gaz à effet de serre, notamment de méthane, par kg de lait ou de viande. Ceci est lié à la part élevée des besoins d’entretien dans les besoins totaux, en raison notamment de la régulation thermique des animaux en climat chaud et de la forte proportion d’animaux au pâturage. En effet, les animaux au pâturage consomment une ration riche en fibres, ce qui favorise la fermentation entérique et donc la production de méthane. Par ailleurs, le pâturage expose les animaux aux parasites digestifs. Les petits ruminants sont parasités par les nématodes gastro-intestinaux, qui entrainent une inflammation de la paroi intestinale, réduisant l’absorption des nutriments, augmentant les pertes protéiques et les besoins énergétiques pour combattre l’infestation. Une diminution de l’ingestion et de l’efficacité alimentaire est observée en fonction des espèces de parasites, augmentant ainsi les émissions de méthane par unité de production. Certaines légumineuses contenant des métabolites secondaires comme les tanins présentent un intérêt pour réduire les émissions de méthane. Les tanins qui sont des composés polyphénoliques naturellement présents dans certaines plantes, peuvent en effet moduler la fermentation ruminale en inhibant la croissance des microorganismes producteurs de méthane, réduisant ainsi les émissions de GES. Ils peuvent également avoir un effet anthelminthique réduisant ainsi l'infection par des vers intestinaux et améliorant la santé digestive des ruminants. Ainsi, un régime alimentaire contenant une quantité suffisante de tanins pourrait inhiber la production de méthane en régulant la fermentation ruminale mais aussi en réduisant les effets négatifs du parasitisme sur la digestion. Cette étude cherche donc à mieux comprendre les mécanismes d’interaction alimentation x statut parasitaire et leurs effets sur les performances zootechniques (ingestion, digestion, croissance) et les émissions de méthane entérique des ruminants. Pour cela, nous avons choisi d’étudier ces mécanismes sur des agneaux en croissance parasités ou non par Haemonchus contortus, très répandu en milieu tropical, et recevant ou non une alimentation incluant une source de protéine végétale tropicale (pois de Vigna Unguiculata) contenant des tanins condensés.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet résident dans une meilleure compréhension des interactions entre la qualité des protéines de la ration, la présence de tanins, et le parasitisme chez les ruminants en milieu tropical (qui exerce une pression continue en raison de contions favorables toute l'année), ainsi que de leurs effets sur les performances de croissance et les émissions de méthane entérique. Ces connaissances permettront d’identifier des leviers nutritionnels, comme l’utilisation de légumineuses riches en tanins, pour améliorer la santé digestive des animaux et réduire leur impact environnemental, tout en s’appuyant sur des ressources locales (animal et végétal).
Procédures
La moitié des animaux seront soumis à une infestation contrôlée par Haemonchus contortus pendant 2 mois afin de simuler le parasitisme des ruminants en milieu tropical. Des prélèvements sanguins seront effectués chaque semaine sur tous les animaux pour évaluer l’impact physiopathologique de l’infestation en fonction des régimes alimentaires. En parallèle, des échantillons de fèces seront collectés une fois par semaine sur tous les animaux par fouille rectale pour mesurer la charge parasitaire. Ces prélèvements par fouille rectale dureront moins de 3 minutes par animal. Enfin, lors de la présence des animaux en cages individuelles (2x 15 jours par essai), un bilan digestif sera réalisé sur tous les animaux et impliquera un prélèvement de fèces pendant 5 jours consécutifs afin de mesurer la digestibilité des régimes alimentaires.
Impact sur les animaux
Dans le cadre de ce projet, plusieurs nuisances ou effets indésirables, bien que limités et encadrés, sont à prévoir : - Infestation parasitaire : Les animaux seront volontairement infestés par le parasite H. contortus. Cette infestation peut induire une dégradation transitoire de l’état général (perte d’appétit, légère anémie, ralentissement de la croissance). Toutefois, elle restera modérée car la race de mouton Martinik est connue pour sa résistance au parasitisme digestif, et sera traitée efficacement à l’aide d’un anthelminthique à la fin de chaque période de 42 jours. Par ailleurs l’état clinique des animaux infestés sera surveillé quotidiennement afin de réagir rapidement en cas de dégradation trop importante de l’état de santé des animaux. - Isolement temporaire : Lors des phases de digestibilité, les animaux seront logés en cage individuelle pendant 42 jours. La taille des cages respecte les normes préconisées par le ministère de l’agriculture et le bâtiment est semi-ouvert permettant un éclairage naturel. Cependant, cette mise en cage individuelles entraînera une réduction des possibilités de déplacement ainsi que des interactions sociales entre les animaux. Les conditions d’hébergement des animaux seront adaptées : cages permettant le contact physique avec les congénères à travers les barreaux et des enrichissements sont présents dans les cages (brosses). - Manipulations répétées : Les pesées hebdomadaires de sang et de fèces par fouille rectale, ou via des sacs de prélèvements individuels, sont susceptibles d’occasionner un stress ou un inconfort. Afin de réduire cet inconfort, les pesées sont réalisées sans manipulation (chaque cage est ouverte en donnant accès à l’animal sur un couloir conduisant au plateau de pesée). De retour dans leur cage, lorsqu’un prélèvement sanguin est prévu, il est réalisé à la veine jugulaire en maintenant l’animal entre les jambes du technicien. Après chaque manipulation, l’animal reçoit une poignée de concentré (prélevé dans sa ration journalière pour respecter le plan expérimental). Les interventions seront réalisées par du personnel expérimenté, selon les procédures standardisées, en minimisant le temps de contention et de prélèvement (moins de 3 minutes par animal et par prélèvement). - Changements d’environnement : Les alternances entre hébergements collectifs et individuels occasionnent un stress adaptatif qui sera anticipé par une période d’adaptation de deux semaines à chaque début de phase.
Devenir
Les animaux n'auront subi aucune altération physiologique ou physique empêchant keur réintroduction au sein du troupeau expérimental de l'unité expérimentale
Remplacement
L’étude des effets croisés entre l’alimentation et le statut parasitaire sur les performances zootechniques et les émissions de méthane des ruminants nécessite le recours au modèle animal. En effet, ces interactions complexes requièrent une approche systémique, permettant d’appréhender, au sein d’un même organisme, l’expression simultanée de mécanismes biologiques interdépendants tels que la fermentation ruminale, la production de méthane et les réponses physiopathologiques induites par le parasitisme. Une telle complexité ne peut être reproduite de manière fiable sans recourir à un modèle animal vivant.
Réduction
Un total de 40 animaux par essais est requis pour ce projet (soit 40 animaux au total, en comptant la répétition). Ce calcul repose sur une analyse statistique basée sur notre connaissance de la variabilité individuelle rapportée dans la littérature concernant les mesures de performances zootechniques et les émissions de méthane des animaux parasités et non parasités en milieu tropical, notamment dans des essais utilisant des ressources alimentaires riches en tanins dans l’alimentation. Pour détecter un effet fort à modéré des facteurs alimentation en interaction avec le statut parasitaire, avec un seuil de significativité de 5 % et une puissance statistique de 80 %, un effectif minimum de 10 animaux par modalité de facteur est nécessaire, soit un total de 40 animaux par essai. Les comparaisons entre traitements seront réalisées avec des tests statistiques utilisés habituellement pour ce type de plan expérimental.
Raffinement
Depuis leur naissance jusqu’au début de l’expérimentation, les animaux seront élevés dans des conditions d’élevage classiques. Par la suite, ils seront transférés dans leur environnement expérimental, et une période d’adaptation de 14 jours sera mise en place. Cette phase a pour but de permettre aux animaux de s’habituer à leur nouveau mode d’hébergement ainsi qu’à l’alimentation expérimentale. Elle leur permettra également de se familiariser avec les manipulations hebdomadaires (prélèvements), afin de réduire le stress induit par ces interventions. De plus, cette période d’adaptation offrira au personnel animalier l’opportunité de surveiller de près l’évolution de l’infestation chez les sujets volontairement infestés. Afin d’améliorer leur bien-être, les animaux logés en cages individuelles bénéficieront d’enrichissements de milieu, notamment des blocs à lécher et des brosses suspendues, destinés à stimuler leur activité et à compenser la restriction de leur liberté de mouvement. Pour réduire les effets de l’isolement social, les cages permettent les interactions physiques entre congénères. Des tapis de couchage seront également installés pour améliorer le confort thermique et postural des animaux. Concernant la collecte individuelle des fèces, les sacs seront fixés sur les animaux 4 à 5 jours avant le début des 8 jours de collecte, afin de leur permettre de s’y habituer progressivement. Par ailleurs, des mesures continues permettront de détecter d’éventuels signes d’inconfort tout au long de l’expérimentation. Les animaux feront l’objet d’une observation quotidienne assurée par du personnel formé au bien-être animal, attentif à tout signe physiologique ou comportemental anormal, et prêt à intervenir en conséquence.
Choix des espèces
Cette étude cherche à mieux comprendre les mécanismes d’interaction entre une alimentation riche en tanins et le statut parasitaire, ainsi que leurs effets sur les performances zootechniques et les émissions de méthane entérique des ruminants. Le mouton a été choisi pour cette étude en raison de sa sensibilité aux tanins et à la prévalence de 100% des infestations parasitaires digestives lorsque les animaux sont élevés au pâturage. Comme tous les ruminants, il émet également une quantité significative de méthane entérique, ce qui permet d’évaluer l’impact des tanins et du parasitisme sur ces émissions. Son gabarit réduit, sa phase de croissance courte et sa manipulation aisée le rendent plus adapté que les bovins aux contraintes expérimentales. Les animaux utilisés seront des moutons mâles en croissance, âgés de 6 mois d’âge au début de l’essai et 10 mois en fin d’expérimentation. En effet, les jeunes moutons de 6 mois sont dans une période de croissance , durant laquelle les performances zootechniques (ingestion, digestion, croissance) sont particulièrement sensibles aux effets de l’alimentation et du parasitisme. Ce choix nous permettra ainsi d’évaluer de manière précise l’impact des régimes alimentaires et du statut parasitaire sur l’efficacité alimentaire et les émissions de méthane entérique. Par ailleurs, à cet âge, les animaux sont physiologiquement stabilisés mais pas encore influencés par des phénomènes liés à la maturité sexuelle complète, ce qui limite les variations hormonales susceptibles d’interférer avec les mesures expérimentales.
Étude du remodelage in vivo d’une prothèse biologique pour traiter l’incontinence urinaire d’effort
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Apporter la preuve qu'une prothèse biologique peut concurrencer les bandelettes synthétiques retirées de la clinique en Angleterre, au Canada et en Nouvelle-Zélande : 48 brebis sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune est opérée par voie vaginale sous péridurale pendant une à deux heures pour recevoir une bandelette sous-urétrale, à raison d'une brebis par demi-journée sur six jours, puis suivie deux à six mois. Les complications attendues comprennent des saignements abondants, une dysurie, des infections et des douleurs, et chaque lot de seize compte une brebis de remplacement prévue en cas de décès après l'opération. Toutes sont tuées à l'issue pour prélever les organes du bassin, sauf les remplaçantes non implantées, et le porteur retient des brebis de six ans et plus ayant mis bas au moins trois fois, pour mimer le relâchement des tissus vieillissants.
Objectifs
Ce projet a pour objectif d’apporter des preuves expérimentales qu’un greffon entièrement biologique a le potentiel de devenir une solution chirurgicale alternative pertinente au traitement de l’incontinence urinaire d’effort. Une comparaison avec les traitements chirurgicaux standards actuels (prothèse synthétique ou chirurgie autologue) est donc essentielle. Nous proposons un nouveau paradigme qui repose sur l’utilisation d’un matériau complètement biologique qui n’est ni chimiquement ni autrement dénaturé tel que son ultrastructure, similaire à un tissu natif, soit préservée pour favoriser son intégration dans les tissus de l’hôte.
Bénéfices attendus
L’incontinence urinaire d’effort est un problème médical important pour les femmes affectant 1 femme sur 5. Il s’agit de la fuite involontaire d’urine au cours de l’effort (sport, éternuements, toux, etc.). Plusieurs solutions chirurgicales existent. Bien que des chirurgies autologues existent, c’est-à-dire qui utilisent les tissus de la patiente (bandelettes de fascia lata ou rectus fascia) pour soutenir l’urètre, elles ont été moins favorisées en raison de la disponibilité et de la commodité des prothèses synthétiques. De plus, ces prothèses synthétiques, qui sont robustes et rigides, permettent d’apporter un soutien mécanique plus durable que les chirurgies autologues. En revanche, du fait de leur nature synthétique, elles sont reconnues comme un corps étranger et provoquent une « réaction à corps étranger » qui conduit à des complications parfois graves comme des douleurs chroniques et intenses, infections, expositions voire des perforations des organes par la bandelette synthétique. D’ailleurs, des rapports inquiétants de taux de complications élevés après l'implantation de prothèses synthétiques urogénitales pour le traitement de l’incontinence urinaire d’effort ont poussé les autorités réglementaires à renforcer leur surveillance et augmenter leur classification de niveau de risque au niveau maximal (IIb à III). Cela a conduit plusieurs pays comme l’Angleterre, le Canada et la Nouvelle-Zélande à ne plus utiliser les bandelettes sous-urétrales synthétiques en clinique. De plus, depuis 2019, les prothèses synthétiques implantables par voie vaginale pour traiter la « descente d’organes », qui est une pathologie souvent concomitante à l’incontinence urinaire d’effort, ont également été retirées du marché dans de nombreux pays comme la France, les États- Unis, l’Angleterre et la Nouvelle-Zélande. Il existe donc un besoin médical et sociétal important pour des innovations. Cette étude permettra de sélectionner les procédés de fabrication de nouvelles bandelettes complètement biologiques les plus adaptés pour produire une prothèse aux caractéristiques pertinentes pour l’utilisation clinique. Les gains attendus grâce à cette nouvelle technologie à long terme sont les suivants : (1) Pour les patientes : une grande amélioration de leur qualité de vie en limitant les risques de complications et de récidives. (2) Pour la société : une réduction des coûts en limitant les complications et les réopérations.
Procédures
Une intervention chirurgicale sous anesthésie loco-régionale, péridurale, sera réalisée sur les animaux. Les brebis seront implantées d’une bandelette sous-urétrale par voie vaginale pour traiter l’incontinence urinaire d’effort. Nous prévoyons un temps d’intervention d’environ 1 à 2h sur chaque animal. Les brebis seront donc opérées 1 par 1 sur chaque demi-journée pendant 6 jours (non consécutifs). Après l’opération, les animaux seront suivis pendant 2 et 6 mois. Dans le cas où des brebis venaient à décéder suite à l’intervention, nous prévoyons 1 animal supplémentaire en remplacement en cas de décès. Aucun prélèvement n'est prévu.
Impact sur les animaux
Le transport et la chirurgie peuvent générer de l'angoisse. Des risques de complications au cours de la chirurgie ou en post-opératoire peuvent être attendus comme : des saignements (abondants), dysurie (difficultés à la miction), infections, douleurs, souffrance et angoisse. La durée de ces nuisances ou effets indésirables sera réduite au maximum pour n’être que passagère en portant une attention particulière aux brebis tout au long du projet.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort (sauf les animaux supplémentaires prévus en cas de décès d’un animal à la suite de l’opération et qui n’auraient donc pas été implantés) à l'issue de l’expérimentation puisque les organes du bassin seront prélevés à des fins d'analyses histologiques.
Remplacement
Il est possible d’étudier très largement in vitro ce matériau complètement biologique produit par culture de cellules de peau humaine. En revanche, son étude in vivo à long terme chez l’animal reste limitée. À ce jour, aucun système de modélisation ne peut suppléer à l'utilisation d'un modèle animal étant donné la complexité du système immunitaire. Des modèles animaux immunosupprimés, notamment souris ou rats, ne peuvent pas mimer l’anatomie ni la physiologie humaine car ils sont trop petits. D’ailleurs, ces modèles ne permettent pas d’évaluer la prothèse dans une région anatomique pertinente (région abdominale uniquement). Ainsi, le recours au modèle de gros animal permettra d’évaluer, à long terme, la réponse immunitaire innée de l’hôte combinée à la réponse immunitaire adaptative (indisponible chez les animaux immunosupprimés) dans un contexte de greffe pertinent (prothèse biologique produite par des cellules de brebis et implantée dans une brebis) et une région anatomique pertinente (urogénitale) simulant les conditions cliniques.
Réduction
Au total, 48 brebis sont nécessaires (3 lots de 16 brebis : 15 implantées et 1 de remplacement dans chaque lot). Nos premiers objectifs sont de démontrer l'implantabilité et l’intégration tissulaire supérieure des prothèses biologiques en comparaison avec une prothèse synthétique sur la base d'une observation directe (exposition et rétraction de la prothèse) et d’une évaluation histologique de la réponse immunitaire (innée et adaptative) dans un modèle de gros animal mimant le contexte clinique. Nous souhaitons également étudier la réponse immunitaire aux différents traitements des prothèses biologiques qui pourraient être source d’immunogénicité ce qui entraînerait une dégradation rapide du matériau in vivo. Ces expérimentations sont conçues pour avoir recours à un nombre minimal d’animaux (3 brebis par groupe) permettant l’obtention de résultats fiables pour répondre aux objectifs fixés. D’après la littérature, nous estimons la probabilité d’exposition prothétique avec une prothèse synthétique standard à environ 33%, avec rétraction et marqueurs de la réaction à corps étranger localisés autour des fibres synthétiques. Nous attendons des résultats similaires. En revanche, nous n’attendons pas d’exposition avec la prothèse biologique, ni de marqueurs de la réaction à corps étranger et, moins voire pas de rétraction du greffon biologique, ce qui démontrerait la supériorité de ce matériau. Selon la variabilité observée avec les premiers animaux, nous pourrons répéter l’expérience pour, par exemple, ajouter des animaux à l’étude ou confirmer certains résultats ou tester des conditions de production des greffons biologiques supplémentaires ou ajouter une condition expérimentale (Ex : chirurgie autologue).
Raffinement
Tout au long de la procédure expérimentale, une attention particulière visant à réduire douleurs, souffrance et angoisse chez les brebis sera apportée. Le transport et la chirurgie peuvent générer de l’angoisse. La durée du trajet est limitée (45 min maximum), dans un véhicule adapté, en lot de 2 brebis (minimum), pour limiter l’isolement social. La douleur, la souffrance et l’angoisse seront réduites par une prémédication et gérées par une anesthésie loco- régionale avec un suivi des paramètres vitaux durant la procédure chirurgicale. Un protocole d’analgésie post- opératoire prédéfini est réalisé pour chaque animal. En dehors de cette période, les animaux seront transportés et gérés au sein de l’établissement utilisateur assurant l’hébergement en conditions d’hébergement avec des méthodes de raffinement et d’enrichissement du milieu adéquat à son espèce : groupe social, pierre à sel et brosses dans les parcs à disposition, foin et paille, paillage régulier, jeux de mâchage... Les animaux sont suivis quotidiennement par du personnel dédié et expérimenté. La chirurgie est réalisée sous péridurale avec analgésie pré, per et post-opératoire par admission d’antalgiques. Des points limites ont été identifiés et se situent principalement au niveau de l’hébergement (grille d’évaluation pour la surveillance des points limites). De plus, si les premiers animaux présentent une défaillance des fonctions vitales dans les heures ou premiers jours qui suivent l’intervention, le protocole sera interrompu. Si l’état de santé d’un animal est concerné par l’un des points limites identifiés ainsi que par toute autre observation jugée anormale, un examen vétérinaire approfondi est réalisé et le responsable du projet est contacté par l’établissement utilisateur assurant l’hébergement pour définir la conduite à tenir (prescription d’un traitement médical adapté, examens complémentaires, etc.). Si l’état de santé de l’animal ne s’améliore pas, le vétérinaire de l’établissement utilisateur assurant l’hébergement et le responsable du projet décideront de l’euthanasie.
Choix des espèces
Le modèle ovin montre de grandes similitudes anatomiques avec l’humain au niveau de sa région pelvienne. De plus, il s’agit d’un modèle de « descente d’organes » bien établi dans la littérature, qui est une pathologie très souvent concomitante à l’incontinence urinaire d’effort. Par ailleurs, d’après nos études précédentes menées au laboratoire, les cellules ovines sont les seules cellules qui ont permis d’obtenir un matériau similaire à celui produit par les cellules humaines, en comparaison avec d’autres modèles animaux comme le chien et le cochon. Ces cellules ont été extraites, purifiées et amplifiées à partir de biopsies de peau récupérées sur des brebis post-mortem. L’espèce a donc été sélectionnée pour permettre l’étude de la réponse immunitaire complète ainsi que le remodelage des prothèses biologiques par les cellules de l’hôte. Nous souhaitons réaliser une implantation de bandelette sous-urétrales dans des brebis âgées (≥ 6 ans) et grandes multipares (≥ 3 mises bas) pour mimer le relâchement des tissus vieillissants (manque de tonus musculaire).
Impact du stress thermique durant la gestation sur la fonction de reproduction des descendants mâles à l’âge adulte chez la brebis
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
Une biopsie de l'endomètre et du placenta réalisée sur animal vigile, sans sédation ni anesthésie, en profitant de l'ouverture du col juste après la mise bas : vingt des soixante brebis gestantes du projet subissent ce prélèvement. 120 ovins au total, brebis et agneaux, sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec trois prises de sang pour les mères et cinq pour les descendants. Les brebis sont placées en conditions de vague de chaleur durant le dernier mois de gestation, ce qui peut provoquer une hyperthermie, des difficultés de thermorégulation et un risque d'avortement ou de mise bas précoce, l'enjeu déclaré étant de mesurer l'effet du dérèglement climatique sur la fertilité des descendants. 90 animaux, les mères et leurs filles, rejoindront le troupeau pour le renouvellement des générations, et les 30 descendants mâles seront abattus pour prélever leurs testicules et leur prostate, leur "reproduction" étant déclarée "compromise".
Objectifs
Le déreglement climatique et plus particulièrement l’intensification des vagues de chaleurs imposent une adaptation pour toutes les filières animales. Chez les ruminants, déjà peu adaptés à la chaleur du fait des fermentations du rumen, l’aptitude à produire est corrélée négativement à la résistance à la chaleur. Des effets délétères d’un index combinant la température et le taux d’humidité (THI), ont ainsi été démontrés sur la santé, la production ou la fertilité des individus touchés. Si l'effet de la température et de l'humidité peut être direct sur les animaux en croissance ou adultes, il pourrait également s'appliquer durant le développement fœtal, perturbant l’organogenèse et la fonction placentaire. Le stress thermique, réduit en effet la croissance d'organes spécifiques chez les veaux mâles et femelles et en particulier la taille des ovaires. Mais à l'heure actuelle, l'impact sur la construction du phénotype de fertilité des descendants et sur leurs performances de reproducteur à l’âge adulte reste inexploré. De tels impacts, s’ils étaient avérés, pourraient fortement limiter la diffusion du progres génétique des troupeaux et réduire les performances globales de l’élevage. Des perturbations épigénétiques pourraient être le socle soutenant toutes les modifications phénotypiques observées après un stress thermique. Le projet vise à étudier les effets d’un stress thermique en environnement contrôlé, appliqué durant le dernier mois de gestation chez la brebis, sur la construction du phénotype chez les descandants et leur performance à l’âge adulte.
Bénéfices attendus
Le projet vise à étudier les effets du déreglement climatique (et plus particulièrement l’intensification des phases de pics de chaleurs) sur la construction du phénotype de la descendance et sur leurs performances de reproduction à l’âge adulte. Les bénéfices attendus à court termes porteront sur la caractérisation des effets physiologiques et moléculaires d’un choc thermique subi in utero sur le devenir des animaux afin d’améliorer nos connaissances scientifiques sur les mécanismes épigénétiques qui soutendent la construction des phénotypes. A long terme, ce projet devrait fournir des bases de compréhension sur les mécanismes d’adaptation des animaux aux changements environnementaux, ce qui permettrait de développer des leviers positifs attenuant les effets déletères d’un stress thermique.
Procédures
3 prises de sang seront effectuées sur l’ensemble des 60 mères gestantes (à 110 jours, 125 et ~147 jours de gestation). Pour un sous groupe de 20 brebis une biopsie de l’endomètre et du placenta sur animal vigile sera réalisée. Nous profiterons juste apres la mise-bas de l’ouverture du col pour réaliser ce prélèvement. A ce stade physiologique, les voies femelles étant dilatées afin de permettre le passage du nouveau-né, le prélèvement pourra se faire sur animal vigile sans sédation ou anesthésie locomotrice. Concernant les descandants, 5 prises de sang seront effectuées (naissance, 1, 3, 6 et 9 mois). Tous ces actes ont une durée limitée à de quelques secondes (prise de sang) à quelques minutes (biopsie).
Impact sur les animaux
Une hyperthermie sur les brebis mis en condition de vague de chaleur pourrait survenir, avec des difficultés de régulation de température corporel et respiratoire dues également au dernier stade de gestation. Un risque d’avortement ou de mise-bas précoce pourrait survenir. Un petit hématome pourrait apparaitre à la jugulaire, lié aux quelques prises de sang effectuées. Les femelles biopsée pourraient ressentir une douleur liée au prélèvement. Enfin, le stress generé par l’ensemble des manipulations pourrait également apporter une nuissance supplémentaire.
Devenir
Les mères ainsi que leurs filles pourront rejoindre leur troupeau d’origine afin de contribuer au renouvellement des générations. Seuls les déscandants mâles seront abatus à la fin de l’expériementation afin de collecter les organes necessaires à l’étude fonctionnelle de l’impact du déreglement climatique. L’etude portant sur divers organes, dont les testicules et la prostate, une approche par biopsie n’est pas compatible. Leur retour au sein du troupeau n’est également plus possible (reproduction compromise).
Remplacement
Il n’y a pas de remplacement possible puisque l’objectif du projet est d’étudier les impacts d’un stress thermique subit in utero sur le développement embryonnaire, la construction du phénotype et les performances de reproduction à l’âge adulte. Aucune étude ne permet d’ores et déjà de prendre en compte l’impact du stress thermique subi in utero sur la fonction placentaire et le développement testiculaire des descendants. Nous n’avons donc pas de données fiables pour remplacer tout ou partie des animaux necessaires. De plus les développements récents d’organoïdes ou de cultures cellulaires 2D ne permettent pas de prendre en compte toute la compléxité d’un organisme biologique [placenta – fœtus – organes spécifiques] ayant subit un stress thermique.
Réduction
Aucune étude ne permet de prendre en compte l’impact du stress thermique subi in utero sur la fonction placentaire et le développement testiculaire des descendants. En revanche, concernant le contenu spermatique en petits ARN non codants, des études chez le bovin soulignent une variabilité individuelle sans condition de stress appliquée. C’est pourquoi le nombre d’individus souhaités par groupe de stress permettant de tenir compte de la variabilité individuelle et de visualiser un effet potentiel du stress envisagé est compris entre 12 et 15 pour les deux sexes. Afin de les obtenir, 60 brebis gestantes seront utilisées dans le projet (30 pour le groupe « contrôle » et 30 pour le groupe « stress thermique »). Ces Brebis, porteuses de singleton, donneront naissance au mieux à 60 descendants en sexe-ratio équilibré, soit 15 males et 15 femelles par groupe. Ce nombre permettra de tenir compte de certains aléas de mortalité et d’entrainement à la récolte de semence. Nous choisirons les méthodes d'analyse statistique adaptés pour obtenir des résultats fiables et interprétables.
Raffinement
Les brebis étant des animaux grégaires, elles seront toujours manipulées par lot. Elles seront hébergées sur aire paillée et la contention des brebis pour le prélèvement sanguin se fera dans un espace réduit entre des claies. Un enrichissement adapté sera proposé dans chaque cellule (pour tous les lots) : des miroirs, cônes et un filet de foin suspendu. Les prélèvements de sang par ponction à la veine jugulaire, seront réalisées par du personnel qualifié et expérimenté. Lors de la prise de sang, les animaux peuvent ressentir une douleur légère de courte durée n’entrainant pas de trouble de l’état général (pas de douleur chronique ou aigüe de forte intensité) ; il ne sera pas fait d’anesthésie locale qui s'avèrerait plus douloureuse que la prise de sang, et augmenterait le risque d’hématome. Les prises de sang pourraient être alternativement faites à la veine jugulaire droite et gauche pour limiter le risque de phlébite. Un baume décongestionnant pourrait être appliqué en cas de lésions ou de thrombose. La présence récurrente des expérimentateurs en interaction positive en dehors de la procédure (alimentation, soins aux animaux) est associée à une diminution du stress face à la contention. Après chaque prélèvement les animaux recevront une récompense sous forme de granulés. Une surveillance journalière de l’état général des animaux sera assurée. En cas d’apparition de symptômes, un traitement adapté (antidouleurs, anti-inflammatoires, antibiotiques) sera mis en place par les animaliers selon le protocole de soins établi par le vétérinaire référent.
Choix des espèces
Les ovins ont été choisi en raison de leur reproduction saisonnée, soumise au stress thermique soit en fin de gestation, soit en début de gestation (selon les pratiques des éleveurs). De plus les avantages biologiques apportés par cette espèce (temps de gestation court et proportion des animaux) permettent aux ovins de servir de modèle pour d’autres espèces et notamment les gros ruminants. Les premiers animaux utilisés seront les brebis Ile-de-France gestantes. Le second lot d’animaux sera constitué des agneaux (mâles et femelles) obtenus après la mise-bas. Ces animaux permettront d'évaluer l'effet d’un stress thermique appliqué en fin de gestation (dernier mois) en environnement contrôlé sur la construction du phénotype de la descendance.
Evaluation de la tolérance d’une solution nutritionnelle apportée à doses croissantes chez la brebis
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Il s'agit de trouver la dose à partir de laquelle un additif alimentaire destiné à réduire le méthane des ruminants devient toxique. 24 brebis vont être utilisées pour cela, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Elles reçoivent des doses croissantes, au moins deux fois la dose commerciale, logées onze jours en case individuelle, avec quatre prises de sang à la jugulaire sur animal vigile. Le porteur admet que ces doses peuvent provoquer une baisse d'ingestion, une perte de poids, des troubles digestifs et des atteintes du foie et des reins, et toutes les brebis sont tuées à la fin pour prélever leur rumen, leur caillette, leur foie et leurs reins.
Objectifs
La production de méthane entérique par les ruminants est une problématique environnementale croissante au niveau mondial. Ainsi, des solutions nutritionnelles (mélange d’ingrédients d’origine naturelle autorisés en alimentation animale) ont été développées afin de limiter cette production. Après validation par des études in vitro de ces solutions nutritionnelles, la validation in vivo de la tolérance des animaux aux produits est nécessaire. L’objectif de ce projet est d’ : 1. Evaluer la tolérance des animaux face à l’élévation de la dose supplémentée d’une solution nutritionnelle. 2. Observer les effets indésirables éventuels et déterminer la dose maximale tolérable. Ce projet servira d’étape préliminaire afin d’assurer la sécurité des solutions nutritionnelles en vue de leur utilisation à grande échelle.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de déterminer la dose maximale de la solution nutritionnelle supplémentée tolérable par les petits ruminants afin de déterminer les doses testables sur un plus grand nombre d’animaux sans effet délétère sur leur santé.
Procédures
Une prise de sang aura lieu 24h, 7 jours et 14 jours après le démarrage de la supplémentation avant la prise alimentaire, sur chaque brebis, ainsi qu’une prise de sang avant l’administration des produits. Ces prises de sang seront réalisées sur animaux vigiles à la veine jugulaire. Chaque prise de sang aura une durée inférieure ou égale à 5 minutes.
Impact sur les animaux
Les prélèvements sanguins peuvent induire un stress lors de la manipulation des animaux ainsi qu’une douleur transitoire au moment de l’introduction de l’aiguille. Un hématome et/ou une inflammation locale peuvent apparaitre à la suite du prélèvement. La période durant laquelle les animaux sont en case individuelle peut entrainer un stress. Les doses supérieures à la dose commerciale peuvent entrainer une baisse d’ingestion, une perte de poids, des problèmes digestifs et avoir des conséquences sur certains organes dont le foie et les reins.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure en vue de réaliser des prélèvements de tissus.
Remplacement
Des tests in vitro ont préalablement été réalisés pour déterminer quels ingrédients ou combinaisons d'ingrédients avaient un effet significatif sur les gaz émis et sur la production d'acides gras volatils. Cependant, l'effet de l’élévation de l’apport journalier d’une solution nutritionnelle sur les organes vitaux et le comportement des animaux ne peut pas être évalué à l’aide de méthode in vitro. L’intérêt de cette étude repose sur les biomarqueurs sanguins en lien avec les systèmes immunitaires, la santé hépatique et rénale et des prélèvements de tissus cibles (rumen, caillette, foie et reins), ce qui n’est pas mesurable autrement que directement sur l’animal.
Réduction
L’objectif de cet essai est d’évaluer si l’augmentation de l’apport d’une solution nutritionnelle est tolérée par les animaux. Deux essais (12 animaux par essai donc un total de 24 animaux) seront réalisés dans le cadre de ce projet (répétition de l’unique procédure de ce projet). Dans chaque essai, nous considérons qu’un minimum de 3 animaux par groupe est suffisant pour avoir une réponse sur la tolérance de la solution nutritionnelle supplémentée. L’objectif de cette étude étant d’observer si la solution nutritionnelle apportée à forte dose (à au moins 2 fois la dose recommandée) provoque une élévation des paramètres biologiques en lien avec le fonction du foie, des reins et du système immunitaire au-delà ou en dessous des seuils normalement observés pour l’espèce étudiée (ovins), le nombre de 3 animaux par traitement est suffisant afin d’observer ces variations. Toute valeur en dehors des plages normales pour les paramètres biologiques étudiées montera l’effet délétère de la dose sur l’animal.
Raffinement
La salle hébergeant les cases individuelles est équipée d’un système permettant la diffusion de musique (douce), comme enrichissement auditif et limitation des potentiels stress induits par les bruits extérieurs. Une brosse sera installée par case. Pendant la procédure expérimentale, les animaux seront logées dans des cases individuelles de 3,8 m2 à parois ajourées et sur litière sciurée, volontairement peu appétente pour limiter les interférences avec la solution nutritionnelle supplémentée. Ces cases permettent une interaction sociale via la vue et le contact physique possibles avec l’animal voisin. Les animaux seront observés et suivis tous les jours par du personnel qualifié. Des points limites spécifiques au projet seront définis et appliqués pendant la durée prévue pour ce projet. Une perte de poids supérieure à 15 % par rapport à la pesée en période d'adaptation, une perte d'appétit prolongée (absence d'alimentation pendant plus de 24 heures), une altération du comportement, des changements de la température corporelle (inférieure à 37°C ou supérieure à 40°C) entraîneront l'exclusion de l'animal de l'expérimentation.
Choix des espèces
Les animaux choisis sont des brebis adultes. L’espèce Ovine est fréquemment utilisée comme modèle pour prédire les effets sur les ruminants (par exemple pour prédire la digestibilité de la matière organique en ruminant). De plus, les comportements alimentaires et la physiologie des ovins est similaire à celle de l’espèce cible (vaches laitières). Les phénomènes physiologiques, biomarqueurs sanguins et prélèvements de tissus (rumen et caillette) que nous souhaitons étudier sont spécifiques aux ruminants. Les brebis de réforme, possèdent une flore microbienne ruminale stable (contrairement à celle d’animaux en croissance), optimisant ainsi la fiabilité des résultats.
Test pré-clinique d’un anticorps bloquant contre l’hormone anti-Müllérienne (AMH) pour traiter le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) chez la brebis (partie 1/2)(MODIFICATION)
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
Issues du cheptel de l'établissement, 40 brebis sont saillies pour en retenir 25 gestantes, dont les agneaux entreront eux aussi dans le protocole. 160 moutons au total vont être utilisés dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance modéré, 141 tués et 19 renvoyés à l'élevage. Les brebis gestantes reçoivent huit injections intramusculaires sur dix-huit semaines pour reproduire un syndrome des ovaires polykystiques, leurs descendants subissent quatorze prises de sang de la naissance à vingt-quatre semaines, et les femelles pubères jusqu'à 36 prélèvements par cathéter jugulaire, immobilisées douze heures en cage individuelle sans pouvoir se retourner. Le porteur écrit en majuscules que le nombre de brebis a été doublé "suite à un problème sanitaire, résolu depuis", sans dire combien d'animaux la première version prévoyait.
Objectifs
Le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) est la cause la plus fréquente d'infertilité féminine (8 à 13 % des femmes en âge de procréer dans le monde). Les critères du diagnostic du SOPK sont basés sur au moins deux des trois caractéristiques suivantes : 1/ irrégularité ou absence des règles, 2/ un taux élevé d’hormones masculines dans le sang, et 3/ ovaires renfermant de nombreux kystes folliculaires de 2 à 6 mm. La plupart des patientes atteintes de SOPK présentent également des taux d'hormone AMH (anti-müllérienne) et LH (hormone lutéinisante) élevés. De plus, ce trouble est généralement associé à une résistance à l'insuline, de l’obésité, des taux de cholestérol élevés et une hypertension artérielle. Il est important de noter que la plupart des caractéristiques du SOPK sont transmises aux filles des femmes atteintes de ce syndrome, puisque 60 à 70 % de leurs filles développent ce syndrome. Malgré le nombre de femmes touchées par ce trouble, les causes du SOPK restent incomprises. Parmi les facteurs impliqués dans le SOPK, les androgènes, et l'AMH ont été reconnus comme jouant un rôle central. L'hypothèse actuelle est que l’excès d'androgènes ou d'hormones sexuelles masculines durant la grossesse pourrait entraîner des modifications au niveau de l’activité ovarienne et la sécrétion de certaines, ce qui entraînerait le développement du SOPK à l'âge adulte. Notre projet qui se déroulera dans 2 établissements utilisateurs (EU1 et EU2) a pour objectif de tester si un anticorps dirigé contre l’AMH peut supprimer les défauts d'ovulation observés dans un modèle de brebis ayant reçu un excès d'androgènes mimant le SOPK chez la femme. En effet, la brebis est une espèce proche de la femme en terme de développement ovarien. Nous étudierons également chez la mère et chez ses descendants mâles les conséquences d’un taux élevé d’hormones masculines au niveau des tissus périphériques et reproducteurs.
Bénéfices attendus
Notre étude permettra de constituer un corpus de données visant à évaluer si un anticorps anti-AMH est un bon candidat pour des essais ultérieurs chez l'humain, en l'occurence chez la femme développant un syndrome des ovaires polykystiques. Elle permettra aussi de mieux comprendre les effets moléculaires de la testostérone chez la femme et les conséquences chez la descendance mâle.
Procédures
Pour les 40 brebis adultes : 1 prise de sang (PS) intra-veineuse (IV) (jugulaire) sera réalisé à 18 jours après la saillie. Pour les 25 brebis gestantes sélectionnées : 8 Injections intra musculaire (IM) sur 18 semaines. 4 PS IV (jugulaire) pendant la gestation. Pour tous les descendants mâles (n=20) : 14 Prises de sang par IV (jugulaire) de la naissance jusqu'à 24 semaines. Pour tous les descendants femelles (n=20) : 14 PS par IV (jugulaire) de la naissance jusqu'à 24 semaines. Autour de la puberté, 6 PS par IV (jugulaire) sur 3 semaines. 1 anesthésie générale pour 1 passage à l’IRM à la puberté. Pose de cathéter à la puberté sous anesthésie local. 36 prélèvements de sang par cathéter jugulaire. 2 Injections par cathéter jugulaire. 12 prélèvements de sang par cathéter jugulaire. 16 prélèvements de sang par cathéter jugulaire. Pour les femelles pubères issues des mères androgénisées (n=16) : 18 Prises de sang sur 9 semaines. 4 injections intra veineuse (jugulaire). 1 anesthesie genérale pour un passage à l’IRM après l’injection de l’anticorps. 1 pose de cathéter après le passage à l’IRM sous anesthesie local. 36 prélèvements de sang par cathéter jugulaire. 2 Injections par cathéter jugulaire. 12 prélèvements de sang par cathéter jugulaire. 16 prélèvements de sang par cathéter jugulaire. Le projet se déroulera dans 2 établissements utilisateurs (EU1 et EU2). Dans l'EU1 seront effectuées toutes les expérimentations sauf l'anesthésie générale et le passage à l'IRM qui seront réalisés dans l'EU2.
Impact sur les animaux
Les différentes prises de sang peuvent engendrer une légère douleur ainsi qu’un hématome au niveau du site de prélèvement, les differentes injections peuvent également engendrer une légère douleur au niveau du site d’injection. De plus, la contention pour ces différents actes peut stresser les animaux. La pose des cathéters jugulaires peut entraîner des douleurs au point d'injection. Pour les animaux traités, il existe un risque d’apparition de kystes et d’anomalies de la vessie (observés par IRM). Il peut arriver mais trés rarement des signes extérieurs associés à une douleur comme une dérivation urinaire entre les cuisses qui peut entrainer des brûlures. Les nuisances en lien avec l’anesthésie de l’IRM sont une irritation des voies respiratoires lors de l’intubation et l’extubation, un possible hématome lors l’intraveineuse et un potentiel stress lors des manipulations.
Devenir
Sur les 40 brebis saillies, 25 seront utilisées, les 15 brebis non selectionnées retourneront à l'élevage. Les 25 brebis sont nécessaires afin d'obtenir suffisamment de descendants femelles pour tester l'effet de l'injection d'anticorps . Une fois l'agnelage effectué, les 20 brebis androgénisées et les 5 témoins seront euthanisées afin de récupérer les tissus périphériques et reproducteurs pour une analyse moléculaire. Sur les 40 descendants, 4 descendants femelles issues des mères témoin pourront retourner sur l'élevage. Ainsi, seront euthanasiés 12 descendants mâles issus des mères androgénisées et 4 descendants mâles issus des mères témoin mais aussi 16 descendants femelles injectés soit avec l'anticorps (n=8) ou avec une solution témoin (n=8) afin de pouvoir mener une étude moléculaire sur les tissus périphériques et reproducteurs.
Remplacement
Nous ne pouvons tester les anticorps que sur un organisme entier. Aujourd’hui, aucune approche in vitro ou in silico ne peut rendre compte de la complexité de ce qui se passe dans un organisme entier. D'autre part, il a été démontré dans la littérature que la brebis androgénisée est un bon modèle syndrome d'ovaires polykystiques chez la femme.
Réduction
Nous allons utiliser 25 brebis gestantes, 20 (16+4) agneaux mâles et 20 (16+4) agneaux femelles jusqu’à la puberté. Ce nombre a été estimé en utilisant un test de comparaison de deux moyennes (nombre de follicules antraux) dans chaque groupe. Avec des lots de 8 descendants femelles issues de mères androgénisées cela donne une puissance tout à fait satisfaisante. Afin d’avoir 16 brebis issues de mères androgènisées, il faut partir d’au moins 20 brebis au départ. Afin de vérifier que le traitement de testostérone fonctionne, nous suivrons également 5 brebis qui seront non traitées, et leurs descendants.
Raffinement
NOUS MAINTIENDRONS LES AGNEAUX SOUS LEUR MÈRE, CONTRAIREMENT À CE QUI ÉTAIT PRÉVU INITIALEMENT. CETTE STRATÉGIE PRÉSENTE UN DOUBLE AVANTAGE : D’UNE PART, LA PROTECTION VACCINALE DES MÈRES SERA TRANSMISE AUX AGNEAUX VIA LE COLOSTRUM, RENFORÇANT AINSI LEUR IMMUNITÉ PASSIVE ; D’AUTRE PART, LA PRÉSENCE MATERNELLE FAVORISERA UNE TRANSITION ALIMENTAIRE PLUS PRÉCOCE VERS LE FOURRAGE, APPORTANT UNE PROTECTION DIGESTIVE SUPPLÉMENTAIRE. Les animaux seront gardés en groupes sociaux stables tout au long de l’expérimentation. LA PÉRIODE D’ACCOUPLEMENT SERA AVANCÉE DE 15 JOURS PAR RAPPORT AU RESTE DU CHEPTEL POUR PERMETTRE UNE SURVEILLANCE RENFORCÉE DES NOUVEAUX NÉS PAR LE PERSONNEL ZOOTECHNIQUE. Pour limiter les stress liés à la manipulation, ils seront visités tous les jours avec contact direct ou non, permettant l'habituation de l'animal à l'expérimentateur et un suivi du bien-être des animaux. Nous récompenserons les animaux après chaque session de prises de sang en distribuant du concentré à l’auge excepté lorsqu’un suivi métabolique sera prévu sur ces prélèvements. Lors de la pose des cathéters, le comportement et l'apparence des brebis (notamment au niveau de l’implantation du cathéter) seront suivis avec attention. Les animaux seront maintenus en cage individuelle (107 cm de long sur 67 cm de large) le temps des prélèvements (12 heures), ils ne pourront pas se retourner mais auront tout de même un contact visuel et olfactif avec leurs congénères. Avant toute injection intramusculaire ou intraveineuse, une application de gel antalgique (type Vétobiol) sera réalisée. Les deux veines jugulaires seront utilisées en alternance pour limiter le risque d’hématome. Les animaux seront mis à jeun 12 heures avant l’anesthésie pour le passage à l’IRM, afin de limiter tout risque de régurgitation. Les brebis seront maintenues sous O2 à la fin de chaque anesthésie pour améliorer la qualité et la rapidité du réveil. Dès que l’animal présentera les premiers signes de déglutition ou de clignement des paupières, il sera extubé. Le transport des animaux avant l'opération et leur retour sera réalisé par un technicien formé et expérimenté dans une bétaillère agréée pour le transport d'animaux vivants. Le trajet est de moins de 5 minutes et la bétaillère sera abondamment remplie de paille.
Choix des espèces
SUITE À UN PROBLÈME SANITAIRE, RÉSOLU DEPUIS, LE NOMBRE DE BREBIS A ÉTÉ DOUBLÉ. Afin de pouvoir mimer le SOPK chez la femme nous souhaitons utiliser des brebis gestantes pour plusieurs raisons : 1. contrairement aux rongeurs, la brebis présente l'avantage d'avoir un développement ovarien similaire à la femme. 2. De plus, ce modèle a déjà été validé dans nos unités. - 40 brebis saillies seront utilisées pour la détection de 25 brebis gestantes qui rentreront dans la procédure. Cet effectif doit permettre d'assurer la production de descendants assez conséquente pour poursuivre nos travaux. - 20 descendants mâles seront étudiés de la naissance (J0) à la puberté (J168). - 20 descendants femelles seront étudiées de la naissance (J0) à la puberté (J168). - 16 femelles pubertes sur les 20 entreront dans la 2ème phase de l’expérimentation (de J168 jusqu’à J235).
Développement d’une nouvelle prothèse de remplacement diaphragmatique chez l’agneau
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Une prothèse en dérivé plastique est implantée dans le diaphragme d'agneaux nouveau-nés, sous anesthésie générale, avec une prise de sang pendant l'opération puis deux autres à J2 et J10. 30 agneaux sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et le protocole mobilise des brebis gestantes qui ne figurent pas dans le décompte. Le RNT annonce une évaluation à dix jours et à trois mois, décrit une IRM réalisée à trois mois après la mise à mort, puis situe cette mise à mort dix jours après l'opération. Tous sont tués pour prélever la prothèse et les tissus qui l'entourent, afin de juger de son intégration avant un éventuel essai chez l'enfant.
Objectifs
1/Evaluation de la réaction de l’hote à la prothèse in situ chez le gros animal (agneau) à 10 jours et 3 mois. Une équipe de recherche a mis au point une prothèse diaphragmatique adaptée aux populations pédiatriques atteinte de hernie diaphragmatiques : une membrane en dérivé de plastique très résistante. Celle-ci a déjà réalisé les tests biologiques in vitro pour l'évaluation de la toxicité, de la réponse inflammatoire et de colonisation cellulaire. Notre objectif est l’évaluation in vivo de l’implantation de la prothèse diaphragmatique sur des agneaux sains. Des analyses microscopiques des explants seront réalisées pour décrire l'intégration de la prothèse dans l'hôte. Cette expérience nous permettra d’analyser la tolérance clinique, la sécurité de l’implantation, l’inflammation de la prothèse lors de l’implantation. A notre connaissance, c’est actuellement la seule étude en cours pour étudier l’implantation de cette nouvelle prothèse en dérivé de plastique très résistante.
Bénéfices attendus
Développement d’une prothèse en dérivé de plastique très résistante actuellement non existante sur le marché potentiellement plus adaptée à la croissance de l’enfant. Amélioration de la prise en charge de la hernie diaphragmatique de forme grave.
Procédures
Chaque agneau sera soumis à une chirurgie sous anesthésie générale pour la pose de la prothèse avec une prise de sang. Puis chaque agneau aura deux prises de sang (J2 et J10) après l'opération. Le bilan sera réalisé sous contention avec pose d’un patch anesthésique, une échographie sera réalisée sur le même temps. Tous les animaux à 3 mois, après une technique de mise à mort, auront une IRM.
Impact sur les animaux
L'effet indésirable attendu sera la douleur modérée pendant et suite à la chirurgie de l'agneau, dont la prise en charge de la douleur est optimisée par un protocole anti douleur
Devenir
Tous les agneaux seront gardés en vie à la suite de la procédure 1 qui est une opération sous anesthésie générale afin de poser la prothèse, puis tous les agneaux seont mis à mort en fin de procédure 2 (soit 10 jours après l'opération) afin de faire des prélèvements pour analyser l'impact de la prothèse.
Remplacement
L’implantation de cette nouvelle prothèse nécessite une étape préclinique dans le modèle expérimental chez le gros animal le plus utilisé dans cette pathologie rare, à savoir l’agneau, avant la mise en œuvre d’essais thérapeutiques chez l’homme, il n’y a donc pas de mesures de remplacement possible dans le cadre de ce projet de recherche.
Réduction
Les agneaux seront leur propre témoin ce qui limitera le nombre d’animaux nécessaires pour le protocole. Les jumeaux seront utilisés comme groupe témoin en comparant la prothèse en dérivé de plastique très résistante à la prothèse de référence/sans mise en place de plaque.
Raffinement
Chaque brebis arrive une semaine avant son terme afin de s'acclimater à son nouvel environnement. Les brebis sont livrées au minimum par 2 afin de réduire le stress du transport. Les brebis sont hébergées à plusieurs en permanence dans les box et aucune brebis ne sera seule hébergée afin de réduire le stress lié à la solitude. La chirurgie sera effectuée sous anesthésie générale avec une sédation avant et pendant l'opération afin d'avoir une prise en charge optimale de l'animal. Les animaux bénéficieront également de protocoles antalgiques adaptés tout au long de leur prise en charge opératoire.
Choix des espèces
Le modèle animal doit avoir des caractéristiques morphologiques et physiologiques proches du modèle humain. C’est le cas de la brebis, qui est un mammifère avec une gestation de singleton ; jumeaux ou triplet. Le poids de l’agneau sont proches de ceux du fœtus humain. Sa taille est suffisante pour permettre la pose de cathéters vasculaires, une chirurgie en période néonatale. Des études sur plusieurs jours sont possibles chez l’agneau chroniquement instrumenté, ce qui permet de limiter le nombre d’animaux par projet. Enfin, plusieurs modèles d’agneau instrumenté ont déjà été décrits dans la littérature et nous permettent de justifier la pertinence de notre choix. Notre protocole de recherche porte sur la réparation de la hernie diaphragmatique en période néonatale donc nos animaux utilisés est l’agneau nouveau-né. Il est donc nécessaire d’utiliser des brebis gestantes. Notre expérimentation aura au terme soit vers J 145. Cet âge est nécessaire pour que le nouveau-né soit suffisamment gros pour la chirurgie, pour la pose de cathéters vasculaires (3000-3500 g) et pour limiter les risques de perte per opératoire.
Caractérisation d’une mutation causale candidate influençant la qualité du cuir des agneaux Lacaune
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Améliorer la valeur marchande du cuir d'agneau : 200 agneaux de race Lacaune sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, tous gardés vivants et maintenus dans l'élevage à l'issue. Chacun subit une prise de sang à la veine jugulaire sur animal vigile, et 30 d'entre eux une biopsie cutanée à la croupe sous anesthésie locale. Le porteur indique que la douleur au site d'incision peut durer 24 à 48 heures et que le risque infectieux n'est pas exclu. Le défaut visé, de petites perforations appelées piqué de laine, dégrade un "co-produit de l'élevage ovin actuellement mal exploité".
Objectifs
Les cuirs des agneaux de race Lacaune peuvent présenter un défaut, appelé piqué de laine (petites perforations du cuir, semblables à des trous d’épingle), qui dégrade sa valeur. L’objectif du projet est de mieux caractériser, dans cette race, une région du génome qui influence positivement la qualité du cuir. Cette région du génome comporte un gène dont un variant, qui est retrouvé naturellement dans la population, semble expliquer la variabilité observée de la qualité des cuirs. Pour cela une étude spécifique des agneaux porteurs ou non de ce variant est nécessaire pour mieux connaitre leurs caractéristiques et pouvoir évaluer les impacts sur les autres paramètres zootechniques.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mieux comprendre le rôle joué par la génétique sur la qualité du cuir, en analysant ses impacts sur la structure de la peau et sa composition protéique. Elle permettra de mettre en lien les différences de génotype et de composition de la peau avec la qualité des cuirs tannés mais aussi avec les caractéristiques de la laine, la morphologie et la croissance des animaux. A long terme, ces connaissances permettront d’établir de nouvelles pistes de sélection sur la qualité du cuir afin de mieux valoriser ce co-produit de l’élevage ovin actuellement mal exploité.
Procédures
200 agneaux feront l’objet d’un prélèvement sanguin à la veine jugulaire. La prise de sang sur animal vigile durera environ 30 secondes par animal. Enfin, 30 animaux parmi les 200 feront également chacun l’objet d’une biopsie cutanée au niveau de la croupe. Cette procédure sera réalisée sous anesthésie locale et durera en tout une dizaine de minutes.
Impact sur les animaux
Dans ce projet nous réalisons des prises de sang à la veine jugulaire et des biopsies cutanées. Les agneaux peuvent éprouver un stress associé à la contention nécessaire aux interventions. Ils peuvent aussi ressentir une douleur légère au moment de l’introduction de l’aiguille. La prise de sang peut engendrer un hématome localisé sur le site de la ponction mais sans aucune altération de l’état général des animaux. A la suite de la biopsie cutanée, les animaux pourront ressentir une douleur pendant 24 à 48h sur le site de l’incision. Une désinfection sera effectuée mais le risque infectieux n’est pas exclu. Le site de l’incision sera suturé avec du fil résorbable afin de faciliter la cicatrisation des animaux.
Devenir
A la fin de chaque procédure tous les animaux sont gardés en vie et resteront dans l’élevage.
Remplacement
Bien qu’il existe des modèles cellulaires de peau, ils ne permettent pas de refléter avec précision les mécanismes moléculaires de la peau d’un agneau en croissance. De plus, l’utilisation de modèles cellulaires de peau ne permet pas de mettre en évidence l’effet de la mutation sur les autres caractères phénotypiques de l’animal : poids, morphologie et aspect de la laine.
Réduction
L’effectif de 200 agneaux nous permettra de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur le piqué de laine de 0.5 écart-type avec un risque de première espèce (faux positifs) de 5% et un risque de deuxième espèce (faux négatifs) de 20%. Parmi ces 200 agneaux, 30 feront l’objet de biopsies cutanées :15 agneaux double porteurs et 15 agneaux non porteurs de la mutation. A partir des biopsies cutanées, les deux groupes d’animaux seront comparés sur des critères d’histologie de la peau et d’expression génique. Nous ne connaissons pas la variabilité de ces observations. Cependant, si on se base sur la variabilité du piqué de laine (caractère gaussien final observé, écart-type de 1.14), l’effectif de 15 individus par groupe nous permettra de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés de 1 écart-type pour un critère gaussien avec un risque de première espèce (faux positifs) de 5% et un risque de deuxième espèce (faux négatifs) de 20%. Les caractères étudiés grâce aux biopsies cutanées représentent des mécanismes fins de régulation génique, et c’est la raison pour laquelle cette différence de 1 écart-type représente un seuil suffisamment fin quand on se place à l’échelle cellulaire. Les effectifs sont donc réduits au minimum pour prouver nos hypothèses.
Raffinement
Les agneaux sont élevés sur des aires paillées en bergerie avec leur mère jusqu’au sevrage (à 1 mois). Afin de respecter leur comportement grégaire, ils sont sevrés en lots dans la bergerie d’engraissement. Chaque aire paillée dispose de dispositifs d’enrichissements tels que des tables, des chaînes et des disques à mordiller. Le personnel de l’unité utilise les principes d’apprentissage pour favoriser les interactions positives avec les animaux. Le renforcement positif permet par exemple d’associer un renforçateur primaire – par exemple un aliment appétent - à l’expression d’un comportement approprié afin d’en augmenter la fréquence. En cas de développement d’un comportement inapproprié, le contre-conditionnement permettra de rectifier la réponse au stimulus. Ces conditionnements seront utilisés lors de chaque manipulation spécifique des animaux durant le projet. La répétition des interactions positives avec les animaux (lors des soins quotidiens, de l’alimentation, des déplacements), en dehors des procédures expérimentales, limite fortement les comportements de fuite, ou de stress des animaux lors de leur contention. De plus, la contention est effectuée à proximité, donc en présence des congénères pour éviter le stress de l’isolement.
Choix des espèces
La mutation que nous cherchons à caractériser n’a pas été mise en évidence chez d’autres espèces que chez les ovins. Ses conséquences sur la qualité du cuir est une problématique spécifique à l’élevage ovin. Les prises de sang pour extraction d’ADN auront lieu à 2 mois d’âge. A cet âge le sang de l’agneau n’est plus contaminé par celui de sa mère et cet échantillon permet d’obtenir de l’ADN de qualité, indispensable pour les analyses génétiques plus poussées. Les biopsies cutanées auront lieu à l’âge de 2 mois, afin d’évaluer l’effet de la mutation sur les mécanismes moléculaires à un stade de développement précoce de l’animal et de détecter des différences moléculaires entre les agneaux porteurs ou non de la mutation.
Evaluation préclinique de produits de santé pour l’orthopédie – MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Cochons d'Inde : 120
Lapins : 540
Chiens : 240
Chèvres : 330
Moutons : 660
Opérés sous anesthésie générale pendant trente minutes à trois heures pour recevoir un dispositif orthopédique à tester, puis parfois réopérés pour le retirer, 2 100 animaux non-humains vont être utilisés et tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Il s'agit de 660 moutons, 330 chèvres, 240 chiens, 540 lapins, 210 rats et 120 cochons d'Inde, exposés selon le porteur à un risque infectieux, à des hématomes ou des œdèmes pouvant entraîner un déficit sensitif ou moteur des membres postérieurs, dans des études qui peuvent durer plusieurs années. Les essais fournissent les données de tolérance et de performance exigées pour la mise sur le marché de produits de santé orthopédiques, et les tissus prélevés après la mise à mort sont analysés au microscope. L'effectif, indique le porteur, dépend "directement du nombre d'études signées avec les différents donneurs d'ordre".
Objectifs
Ce projet vise à évaluer la tolérance (ou sécurité) ainsi que la performance (ou efficacité) des produits de santé en orthopédie . Ces produits destinés à être mis en contact avec le corps humain doivent être préalablement testés pour garantir le bon rétablissement des patients après chirurgie, et pour garantir leur efficacité lors de l'utilisation clinique. La réglementation exige de prouver l'efficacité des produits de santé et de réduire au minimum le risque de réactions indésirables avant de proposer un produit sur le marché. Compte-tenu de la complexité des mécanismes de régulation d'un organisme vivant, le recours au modèle animal est nécessaire pour répondre aux objectifs du projet.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d'obtenir dans différents modèles animaux des données de performance et de tolérance des produits de santé en orthopédie. Ainsi, il est possible d’étudier ces produits en vue de répondre aux exigences des autorités réglementaires dans l'obtention d'une autorisation de mise sur le marché, élargissant l’offre et améliorant ainsi les chances de guérison et le confort des patients humains traités.
Procédures
Pour l'ensemble des procédures, tous les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale afin d'implanter le dispositif médical à tester (cette intervention chirurgicale peut durer entre 0h30 et 3h00). Cette intervention a toujours lieu sous anesthésie générale (chimique et gazeuse), analgésie et antibiothérapie . Certains animaux peuvent être soumis à une intervention chirurgicale supplémentaire si le but de l'étude est aussi d'évaluer la cicatrisation après retrait du dispositif de son site d'implantation (cette intervention chirurgicale peut durer entre 00h30 et 3h00). Cette intervention aura lieu dans les mêmes conditions que celles précédemment citées. Des prélèvements sanguins peuvent être réalisés en cours d'étude. Ceux-ci pourront se faire sous anesthésie ou non, selon le contexte de réalisation de cet acte (en cours de chirurgie, pendant le temps de l’étude ou juste avant l’euthanasie des animaux en fin d’étude). D'autres type d'interventions non douloureuses, de type scanner ou radiographies pour observer le dispositif en cours d'étude, peuvent être réalisées sous anesthésie légère (en général, en fonction de la durée de l'étude (plusieurs années possibles), 1 à 3 sessions d'imagerie peuvent etre envisagées en cours d'étude.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables pouvant survenir chez les animaux sont, selon les procédures, les suivants : - douleur et stress liés à la chirurgie (nuisance modérée). - perte de poids ou d’appétit liée aux effets de l’anesthésie et/ou de la chirurgie, pendant quelques jours (nuisance légère)- risque infectieux lié à la chirurgie (nuisance modérée à sévère)- hématome ou oedème au niveau du site opératoire, pouvant entrainer une gêne locomotrice en plus de la douleur (exemple : déficit sensitif et/ou moteur des membres postérieurs) (Nuisance légère à modérée).
Devenir
Pour répondre aux objectifs de chacune des procédures du projet, des observations post-mortem sont nécessaires. En effet, la sécurité des produits est évaluée en observant la réaction des tissus au contact du dispositif à tester, et ceci se fait par prélèvements des tissus et organes entourant le produit, afin de réaliser des analyses microscopiques (histologie notamment, qui est la meilleure méthode d'évaluation des effets locaux induit par un produit étranger à l'organisme, comme l'inflammation par exemple). De même la performance peut, elle aussi, être évaluée par des tests spécifiques sur les organes et le dispositif prélevé (exemple : tests mécaniques sur des vertèbres pour évaluer la fusion dans le cadre de la procédure de stabilisation de la colonne vertébrale ). En raison des objectifs des procédures de ce projet, il n'est pas possible de maintenir en vie les animaux utilisés.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est requise dans la réglementation. A ce jour, il n'existe pas de méthode alternative permettant d’évaluer la performance et la tolérance locale des produits de santé en orthopédie.
Réduction
Pour réduire le nombre d'animaux inclus en étude, il est possible d'utiliser un même groupe "contrôle" (produit dont l'effet est déjà connu) pour plusieurs groupes "test" recevant des produits à tester différents. Les études de screening précédemment citées permettent également de sélectionner un produit test qui présente le plus d'intérêts à être développé, réduisant de ce fait le nombre de tests sur des produits ayant un intérêt moindre. Les études dites "pilotes", sur quelques animaux seulement, peuvent aussi servir à orienter les choix de poursuite de développement d'un produit ou le choix du modèle expérimental le plus approprié (matériel ou abord chirurgical le plus adéquat…), avant d'entamer les études réglementaires à plus grande échelle et devant répondre aux normes en vigueur pour l'élaboration du dossier pour la mise sur le marché (nombre d'animaux minimum, durée de mise en contact minimum, etc). Le nombre d’animaux est arbitré à partir du nombre de sites requis en analyse. Le nombre total d’animaux utilisés dépend directement du nombre d’études signées avec les différents donneurs d’ordre durant les 5 années du projet. De cette façon, le nombre d’animaux précisé ci-dessus constitue une estimation basée sur l’historique des essais conduits durant ces dernières années. De plus les normes requierent un nombre minimal d'animaux par produit analysé et par délai d'analyse, et le type de dispositif implanté ne permet pas toujours la réalisation d'un grand nombre de sites par animal. Le nombre d’études sur 5 ans est donc estimé à 36 (3 x 12 procédures expérimentales ; pour 660 ovins ; 330 caprins ; 240 chiens ; 540 lapins ; 210 Rats ; 120 cobayes).
Raffinement
Des mesures sont mises en place pour limiter : - Le stress des animaux : Avant la chirurgie, une période d’habituation aux actes spécifiques est réalisée si nécessaire, pour réduire l’aspect anxiogène de ces manipulations. Des enrichissements sont présents dans l’environnement des animaux (en fonction de l'espèce : jouets, plateforme de repos…), et ces mesures sont renforcées en phase post-opératoire (ajout d’enrichissements alimentaires…). - La douleur des animaux : En phase post-opératoire, les suivis sont renforcés et completée par des scores de suivi de la douleur. La présence d'un vétérinaire sur site permet également la réalisation de soins post-opératoires spécifiques et adaptés. Les signes cliniques servant de points limites sont listés dans le document joint en annexe, pour la prise de décision des mesures à mettre en place pour limiter les souffrances.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie est définie dans le(s) texte(s) de référence. Les produits de petite taille/miniaturisés seront testés préférentiellement chez les rongeurs ou le lapin. Les produits de taille importante seront préférentiellement testés chez le chien ou les ovins/caprins. Lorsque plusieurs espèces répondent aux critères, le choix est arbitré par la durée de l’essai (pour une étude sur le long terme, utilisation d’espèces à longue durée de vie). Le choix entre les grands modèles repose aussi sur les similarités avec l’Homme : - Caractéristiques anatomiques (structure des os, épaisseur du cartilage...), poids, propriétés mécaniques et régénération osseuse des ovins/caprins et des chiens - Caractéristiques anatomiques et mécaniques des lapins, des cobayes et des rats. Ces espèces sont souvent utilisées également pour des raisons économiques et éthiques (exemple : réalisation d’études de faisabilités via la réutilisation d’animaux d’études précédentes ) - Colonne vertébrale uniforme et régulière simplifiant les procédures chirurgicales, structure et biomécanique de la colonne lombaire et thoracique similaires.