Mammifères "de rente"
Etude des dangers sanitaires et des résistances aux traitements chimiques en élevages de ruminants – MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
Moutons : 80
Bovins : 600
Cartographier les pathogènes des élevages de ruminants et leur résistance aux acaricides et aux vermifuges doit servir, selon le porteur, "la viabilité et la rentabilité des élevages". 1 000 ruminants vont être utilisés, 600 bovins, 320 chèvres et 80 moutons, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, et tous restent dans leur élevage d'origine à l'issue de l'enquête. Chacun subit une ou deux séances de prélèvements, sang, grattage de peau, fèces et retrait de tiques, sous moins de cinq minutes de contention. Le porteur affirme qu'il "n'est pas possible de proposer une alternative", sans autre argument.
Objectifs
Le projet "Etude des dangers sanitaires et des résistances aux traitements chimiques en élevages de ruminants" vise par le biais d'enquêtes et de prélèvements sur des petits et gros ruminants d'élevages : 1. à cartographier les pathogènes à impact sanitaire ou économique majeur dans les élevages de gros et petits ruminants et d'étudier les facteurs de risque associés à une prévalence élevée des pathogènes en élevage; 2. à étudier la résistance des deux espèces de tiques répertoriées aux traitements acaricides utilisés dans les élevages et à étudier l'infestation des animaux d'élevage par ces deux espèces de tique en fonction des pratiques d'élevage 3. à étudier la résistance des parasites présents dans le tractus gastro-intestinal des ruminants aux traitements anthelminthiques utilisés dans les élevages
Bénéfices attendus
En permettant d'obtenir des informations sanitaires actualisées et différenciées par territoire, ce projet aura un impact direct et positif sur la viabilité et la rentabilité des élevages. Il permettra une sélection par les éleveurs, sur des bases scientifiques et éprouvées, des méthodes de lutte les plus adaptées à leur situation épidémiologique et à leur système d’élevage. Il devrait ainsi permettre une utilisation plus raisonnée des produits chimiques (acaricides, anthelminthiqes,...) au sein des filières ruminants. Il permettra un choix éclairé et une meilleure information des éleveurs et des associations/coopératives agricoles afin d’éviter des résistances irréversibles aux traitements chimiques de certaines maladies.
Procédures
Les animaux d'élevage vigiles seront soumis à des prélèvements non ou peu invasifs (sang, grattages cutanés, fèces, tiques), à raison de 2 séances maximum de prélèvements (2 séances pour les échantillons de féces uniquement dans le cadre de l'étude des résistances des parasites gastro-intestinaux aux anthelminthiques) et le plus souvent d'une séance unique (prélèvements de sang, grattages cutanés, détiquage). La procédure expérimentale sur chaque animal sera aussi limitée en temps que possible (moins de 5 minutes de contention dont 2 minutes maximum pour la réalisation des prélèvements de sang et 2 minutes maximum pour les prélèvements de tiques).
Impact sur les animaux
Seules des nuisances légères (douleur légère associée au prélèvement, stress associée à la contention des animaux) sur une courte période sont attendues dans ce projet.
Devenir
Tous les animaux prélevés seront maintenus dans leur élevage d'origine, à l'issue de la phase d'enquête.
Remplacement
Le projet déposé cherchant à caractériser des paramètres sanitaires et des résistances aux traitements en élevages de ruminants, il n'est pas possible de proposer une alternative à l'utilisation d'animaux dans les procédures expérimentales retenues.
Réduction
Afin d'assurer une bonne représentativité des résultats d'enquête obtenus par rapport à la population générale de ruminants d'élevage , un échantillonnage aléatoire des élevages de ruminants sera réalisé. En s'appuyant sur les derniers recensements de ruminants disponibles et des prévalences moyennes pour les pathogènes recherchés, nous avons choisi d'échantillonner 600 bovins et 400 petits ruminants. Nous limiterons l'effectif des animaux manipulés et échantillonnés, les différents prélèvements seront en effet réalisés sur les mêmes animaux pour étudier les dangers sanitaires et les résistances aux traitements chimiques en élevages de ruminants.
Raffinement
Les animaux sujets d'étude pour ce projet sont des animaux d'élevage; les mesures de contention seront adaptées aux conditions d'élevage et sont prévues pour assurer le confort des animaux (alimentation et abreuvement des animaux pendant ou après prélèvement).
Choix des espèces
Les espèces animales choisies (bovins, ovins, caprins) sont pertinentes au regard des objectifs poursuivis dans ce projet, à savoir d'évaluer la prévalence de pathogènes ainsi que la résistance aux molécules chimiques utilisées dans les élevages de ruminants. Des animaux de plus de 3 mois (résistance aux molécules antiparasitaires), voire de plus de 6 mois (autres thématiques) seront utilisés. Les jeunes animaux sont fortement parasités, avec des espèces de parasites gastro-intestinaux qui peuvent différer de ceux retrouvés sur des animaux adultes; l'utilisation d'animaux de plus de 3 mois permettra d'assurer une meilleure représentativité des parasites gastro-intestinaux en élevages. Sur les autres procédures expérimentales , des animaux de plus de 6 mois seront choisis, car plus fortement infestés par les tiques et parce que des animaux de plus de 6 mois ne seront plus sous immunité maternelle, l'immunité maternelle pouvant gêner l'interprétation des résultats sérologiques obtenus.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Sous anesthésie, de jeunes porcs de 90 à 110 kilos subissent l'induction d'une mort encéphalique ou un arrêt circulatoire, puis le prélèvement de leur cœur entier. 36 porcs vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, tous tués avant tout réveil. Le but est de comparer deux techniques de perfusion des greffons cardiaques et d'en tirer des marqueurs de qualité, des retombées que le porteur formule au conditionnel. La liste des procédures ne mentionne que des cathéters, une prise de sang et une biopsie cardiaque, et le résumé qualifie les nuisances de "limitées et de courte durée", sans décrire comment la mort encéphalique ou l'arrêt cardiaque sont provoqués.
Objectifs
Chaque année, de nombreux patients décèdent en attente d'une transplantation cardiaque, faute de greffons disponibles en nombre suffisant. Pour faire face à cette pénurie, les équipes médicales ont recours à des cœurs à transplanter prélevés dans des conditions plus difficiles, notamment chez des patients décédés après un arrêt cardiaque. Ces greffons sont plus fragiles et plus difficiles à évaluer avant la greffe, ce qui freine leur utilisation. Actuellement, les greffons cardiaques sont prélevés majoritairement chez des donneurs en état de mort encéphalique, c'est-à-dire des patients dont le cerveau a cessé de fonctionner de manière irréversible mais dont le cœur continue de battre grâce à la réanimation. Ces greffons sont ensuite conservés dans la glace pendant le transport. Cette technique, simple et largement utilisée, présente cependant des limites importantes : elle ne permet pas de savoir si le greffon fonctionnera bien après la greffe, et elle ne peut être maintenue que quatre heures au maximum. De nouvelles machines de perfusion permettent de maintenir le greffon cardiaque dans des conditions proches de celles du corps humain, soit à température normale, soit à basse température avec apport d'oxygène. Ces deux approches semblent prometteuses, mais elles n'ont jamais été comparées directement dans le domaine cardiaque. Ce projet vise à comparer ces deux techniques chez le porc utilisé comme modèle de l’humain reproduisant les conditions réelles de prélèvement. L'objectif est d'identifier des marqueurs biologiques permettant de mieux évaluer la qualité d'un greffon cardiaque avant de le transplanter, afin d'augmenter le nombre de transplantations réalisées en toute sécurité et de réduire la mortalité des patients en attente.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à améliorer les connaissances sur la préservation et l’évaluation des greffons cardiaques avant transplantation. À court terme, les travaux permettront de mieux caractériser les altérations des greffons et d’identifier des paramètres permettant d’évaluer leur viabilité avant transplantation. Ces résultats pourraient permettre le développement d’outils utilisables directement sur les machines de perfusion afin d’aider les équipes médicales à décider si un greffon peut être transplanté en toute sécurité. Ils pourraient également contribuer à améliorer les méthodes de conservation des greffons avant leur implantation. Le projet pourrait enfin permettre d’identifier des traitements destinés à mieux préserver les greffons pendant leur conservation. À terme, ces avancées pourraient favoriser l’utilisation de greffons provenant de donneurs après arrêt circulatoire (DCD) et ainsi contribuer à augmenter le nombre de transplantations cardiaques et à réduire la mortalité des patients en attente de greffe.
Procédures
Chaque animal participe à une seule procédure expérimentale, réalisée au cours d’une même journée. Toutes les interventions sont réalisées sous anesthésie générale. La procédure comprend : • une injection d’anesthésique (quelques minutes) • la pose de cathéters dans les vaisseaux sanguins sous anesthésie générale (durée : 30 à 45 minutes) ; • un prélèvement sanguin et une biopsie cardiaque réalisés sous anesthésie générale (durée : environ 5 minutes).
Impact sur les animaux
Les nuisances pour les animaux sont limitées et de courte durée, dans la mesure où l’étude est réalisée sur des animaux anesthésiés. Avant l’anesthésie, une contention est réaliser pour procédé à l’injection intramusculaire du médicament. Une douleur légère et brève peut survenir lors de l’injection intramusculaire du médicament permettant l’endormissement. Un stress transitoire peut également être observé lors de la manipulation et au moment de l’induction de l’anesthésie générale. Une fois l’animal anesthésié, les interventions sont réalisées sous anesthésie générale et analgésie adaptées.
Devenir
La mise à mort des animaux est indispensable à l’objectif scientifique du projet car celui-ci nécessite le prélèvement du cœur entier afin d’étudier sa conservation et son évaluation avant transplantation. Le prélèvement cardiaque est incompatible avec le maintien en vie de l’animal. Par ailleurs, le projet vise précisément à reproduire les conditions rencontrées lors d’un don d’organes après mort encéphalique ou après arrêt circulatoire. Aucun animal ne peut donc être maintenu en vie à l’issue de la procédure. La procédure est réalisée sans réveil.
Remplacement
Il n'existe pas de modèle alternatif permettant de reproduire les conditions étudiées sans recourir à un organisme entier. Les lésions subies par le greffon cardiaque lors d'un prélèvement résultent d'interactions complexes entre le système cardiovasculaire, le système nerveux, les réponses inflammatoires et hormonales, qui ne peuvent être reproduites ni en culture cellulaire, ni avec des organoïdes ou des systèmes microfluidiques. Le modèle porcin a été retenu en raison de sa proximité anatomique et physiologique avec l'homme.
Réduction
Le nombre d'animaux a été limité au strict minimum nécessaire pour obtenir des résultats interprétables, soit 8 animaux par groupe, conformément aux standards publiés pour ce type d'étude préclinique sur grands animaux. Par ailleurs, des prélèvements sur plusieurs organes seront réaliser en lien avec d'autres équipes de recherche ce qui réduira le nombre total d'animaux utilisés.
Raffinement
Le protocole est intégralement réalisé chez des porcs anesthésiés, avec une prise en charge adaptée de la douleur visant à prévenir toute souffrance au cours des interventions. Des points limites adaptés ont été définis.
Choix des espèces
Le porc est le modèle animal de référence en transplantation cardiaque car son cœur est très proche de celui de l'homme en termes de taille, de structure et de fonctionnement. Cette similitude permet de reproduire fidèlement les gestes chirurgicaux réalisés en clinique et d'obtenir des résultats directement transposables à la pratique médicale. Le recours au porc au stade de jeunes porcs pubères, d'environs 90 à 110 kg est indispensable pour trois raisons pratiques : la taille du cœur est compatible avec les machines de perfusion utilisées en transplantation humaine, ce qui est impossible avec un petit animal ; l'induction d'une mort encéphalique et le maintien prolongé sous ventilation artificielle ne sont pas réalisables chez le rongeur ; enfin, seul le porc fournit le volume sanguin suffisant pour alimenter le circuit de perfusion et réaliser les prélèvements biologiques répétés nécessaires à l'étude.
Etho-œstrus : étude du comportement et de la sensibilité des juments au cours du cycle reproductif
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système urogénital
40 juments vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Vingt d'entre elles subissent six échographies transrectales en trois semaines, chaque fois avec prise de sang, prélèvement de salive et tests comportementaux, que le résumé ne détaille pas au-delà des paramètres visés, sensibilité sensorielle, émotivité et locomotion. Les vingt autres subissent huit prélèvements de sang ou de salive sur sept semaines et six séances de tests, puis retournent comme les premières à l'élevage, où elles "pourront servir dans d'autres projets". Le bénéfice visé s'adresse aux propriétaires, cavaliers et entraîneurs, que le porteur dit vouloir aider à adapter l'entraînement au cycle des juments et à leur performance sportive.
Objectifs
Dans les sports et loisirs équestres, les juments sont moins souvent choisies que les hongres en raison notamment de leur "humeur" perçue comme changeante, souvent attribuée à leur cycle reproductif. Certaines juments sont désignées comme étant « ovariennes » : leur comportement apparemment lié à leur cycle est parfois problématique et semble nuire à leur performance sportive. De nombreux produits sont proposés sur le marché pour pallier à ces problèmes supposés, et certaines juments reçoivent même un traitement vétérinaire médical ou chirurgical interrompant leur cycle. Cependant, les données scientifiques à ce sujet restent très limitées. Bien que les comportements sexuels des juments en oestrus soient connus (comportements de chaleurs), peu d'études se sont penchées sur d'autres modifications comportementales. De nombreuses juments présentées en clinique pour des troubles attribués à la fonction ovarienne sont finalement diagnostiquées avec des maladies indépendantes de celle-ci. L'influence du cycle ovarien sur le comportement et la performance des juments reste donc mal comprise. La question de ce projet est de mieux comprendre comment le cycle ovarien des juments influence leur comportement et potentiellement leur performance sportive. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre les liens entre le cycle reproductif des juments et leur comportement. Pour cela, nous prévoyons d’étudier, au long du cycle, les variations naturelles de paramètres qui peuvent influencer le bien-être des juments ainsi que leur performance (sensibilité sensorielle, émotivité, locomotion), ou encore leur relation à l’humain (ce qui peut orienter la façon d’interagir avec elles). Cela pourra permettre aussi d’appréhender la variabilité possible entre individus, en détectant éventuellement l’existence de cas particuliers ou pathologiques. La finalité est de mieux comprendre l’éthologie des juments en lien avec leur physiologie reproductive, afin d’améliorer leur bien-être.
Bénéfices attendus
Le principal bénéfice attendu du projet est de pouvoir permettre aux propriétaires, cavalier·ères ou entraîneur·euses de mieux connaître et comprendre les modifications physiologiques et comportementales des juments au cours de leur cycle ovarien et hormonal. Ainsi, cela permettra de démêler le vrai du faux concernant les troubles comportementaux ou de performance des juments perçus comme étant liés aux chaleurs, en apportant des données objectives sur les éléments qui peuvent réellement être attribuables au cycle ou non. Ces informations pourront permettre aux usager·ères de la filière équine d’adapter leur manière d’interagir avec les juments ou de les entrainer, et d’aller vers un entrainement individualisé et éventuellement adapté au cycle, comme cela est recommandé pour les femmes sportives. De plus, cela pourrait permettre aussi de mettre en évidence que certains comportements des juments ne sont peut-être pas ou difficilement attribuables à leur cycle, et d’encourager la recherche et le traitement d’autres troubles (par exemple, des troubles musculo-squelettiques, des problèmes liés au matériel ou aux méthodes d’entraînement). Enfin, cela pourra permettre de faire évoluer la perception des juments, en combattant leur réputation d’imprévisibilité et de lunatisme, contribuant ainsi à démanteler les stéréotypes de genre appliqués aux animaux. Au total, cela pourra contribuer à améliorer le bien-être des juments.
Procédures
Prélèvements de sang et de salive, échographies transrectales utérines et ovariennes, tests comportementaux, mesures physiologiques, sur animaux vigiles sains. Pour 20 animaux : échographies transrectales ovariennes et utérines (5-10minutes), prélèvements de sang (2 minutes) et de salive (1 minute), tests comportementaux et mesures physiologiques (20 minutes) : 6 fois par animal, étalés sur 3 semaines. Pour les 20 autres animaux : prélèvements de sang (2 minutes) ou de salive (1 minute) : 8 fois par animal, étalés sur 7 semaines; tests comportementaux et mesures physiologiques (20 minutes) : 6 fois par animal, étalés sur 3 semaines.
Impact sur les animaux
Les prises de sang entraînent une légère douleur au moment du passage de l’aiguille dans la peau, et peuvent occasionner un stress léger dû à la contention et à la compression veineuse. Un hématome peut se former sur le site de ponction, entraînant une gêne pendant quelques jours. Les échographies transrectales peuvent occasionner un inconfort lié à l’introduction du bras de l’expérimentateur et de la sonde échographiques dans le rectum. Les prélèvements salivaires ne provoquent pas de douleur ni de stress particulier en général. Certains animaux peuvent exceptionellement être stressés par ce geste. Les tests comportementaux ainsi que les mesures de fréquence cardiaque et des tensions musculaires dorsales peuvent provoquer un léger stress, inférieur à celui de l’introduction d’une aiguille dans la peau.
Devenir
Les animaux retournent dans l’élevage en fin d’expérimentation et pourront servir dans d’autres projets.
Remplacement
Il n’y a pas d’alternative non animale pour étudier les variations de comportement des juments au cours du cycle oestral. En effet, l’interaction entre le système reproductif (physiologie ovarienne et utérine, circulation d’hormones) et le comportement n’est observable que sur des animaux vivants.
Réduction
Le nombre de 40 animaux a été optimisé pour obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement valides. En effet, les calculs préalables déterminent un effectif minimum suffisant de 16 animaux par procédure, 20 animaux par procédure (sur 2 procédures) seront utilisés pour le cas où des animaux seraient sortis du protocole.
Raffinement
En amont des expérimentations, les ponettes sont entraînées à venir dans les barres d’échographie qui permettent le maintien de l’animal dans une position stable et l’optimisation des examens en termes de qualité et de rapidité. Chaque acte technique (échographie, prise de sang) sera suivi d'une récompense alimentaire. Les interventions seront réalisées par du personnel expérimenté, selon des protocoles précis et rigoureusement définis. De plus, tout au long de l’expérience, les juments maintiendront un contact visuel et olfactif avec des congénères qu’elles connaissent. En effet, la tonte (deux zones restreintes pour la mesure de la fréquence cardiaque) et les prises de sang et de salive auront lieu au sein du troupeau. Les tests comportementaux seront effectués à proximité de la stabulation de résidence du troupeau, ou dans le box habituel de résidence pour les juments vivant en écurie au box. Les échographies pour les juments concernées sont effectuées par 2 ou 3, afin que les juments ne soient pas isolées dans la salle dédiée à ces mesures et lors des trajets vers et depuis cette salle. En cas d’hypernervosité, l’animal pourra être retiré de l’étude si le test n’est pas reportable. Enfin, au sein de ce projet, nous essayons de raffiner les méthodes d’évaluation du statut hormonal en remplaçant les prises de sang par des prises de salive. En effet, dans la première action, nous effectuerons à la fois des prises de sang et de salive, dans lesquelles nous doseront les hormones sexuelles femelles (oestradiol et progestérone), afin de tester la corrélation sang/salive. Si cette corrélation est bien établie, dans la deuxième action nous n’effectuerons que des prises de salive, et pas de prise de sang. (Autrement, le statut hormonal sera évalué classiquement par dosage sanguin.)
Choix des espèces
Ce projet vise à mieux comprendre le comportement des juments en lien avec leur physiologie, en réponse à des croyances et pratiques du milieu équestre. Nous étudions donc directement l’espèce cible. Nous utiliserons des juments adultes (plus de 4 ans), dont le système reproducteur est bien développé et qui ont déjà été assez manipulées par l’être humain pour que nos manipulations ne soient pas trop stressantes pour elles.
Effets de ressources alimentaires tropicales sur les émissions de méthane et le parasitisme gastro-intestinal de moutons élevés pour la production de viande
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Sondés jusqu'au rumen six fois entre 3 et 16 mois, hébergés seuls en cage quatorze jours tous les trois mois, puis infestés volontairement par le ver parasite H. contortus à 16 mois, 240 moutons de race Martinik vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le projet compare des rations enrichies en coproduits de cultures tropicales à du foin, pour mesurer les émissions de méthane et la résistance aux parasites digestifs de moutons "élevés pour la production de viande". Aucun n'est tué dans le projet, tous retournent au troupeau de l'unité expérimentale. Le résumé les suit jusqu'à l'âge de vente habituel des élevages ovins des Antilles, 17 à 18 mois, sans dire ce qu'ils deviennent ensuite.
Objectifs
Dans de nombreux systèmes d’élevage tropicaux, l’alimentation des animaux d’élevage repose en partie sur la valorisation de coproduits de cultures (feuilles, tiges, etc.). Cette pratique présente un intérêt agroécologique notable car il permet une meilleure valorisation des biomasses locales tout en limitant la compétition entre alimentation humaine et animale. Certaines de ces ressources contiennent naturellement des substances, appelées métabolites secondaires, qui peuvent influencer la digestion des ruminants, leur santé et leurs émissions de méthane. Elles pourraient notamment contribuer à réduire les émissions de méthane et à améliorer la résistance des animaux face aux parasites digestifs. Cependant, les effets de ces ressources tropicales sur les émissions de CH₄ restent mal connus, en particulier chez des animaux exposés au parasitisme gastro-intestinal. La présente étude vise donc à évaluer l’intérêt de l’utilisation de ces coproduits de cultures tropicales dans l’alimentation des ruminants, en étudiant leurs effets sur les émissions de méthane, la croissance, la digestion et la santé digestive de moutons tout au long de leur vie productive. Elle cherchera également à comprendre comment l’association entre ces aliments et le parasitisme digestif influence ces différents paramètres.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra tout d’abord de produire des connaissances originales sur le potentiel nutritionnel et environnemental de ressources végétales tropicales naturellement riches en métabolites secondaires (en polyphénols (tanins condensés) et en terpénoïdes (saponines) notamment). Il contribuera à mieux caractériser ces ressources locales afin de favoriser leur valorisation en alimentation des ruminants.). Ce projet permettra également de démontrer la pertinence d'intégrer des coproduits tropicaux naturellement riches en métabolites secondaires dans les régimes alimentaires sur toute la période de production afin de réduire les émissions de gaz à effet de serre du sevrage jusqu’à l’âge de vente. De plus, l'étude apportera des connaissances nouvelles sur les interactions entre nutrition et parasitisme gastro-intestinal, contribuant au développement de stratégies d'alimentation conciliant performances zootechniques, santé animale et durabilité des systèmes d'élevage tropicaux. Enfin, les résultats de ce projet permettront de générer des données de référence sur les émissions de méthane entérique (CH₄) de moutons en croissance élevés en conditions tropicales, ainsi que sur les mécanismes biologiques associés (ingestion, digestibilité et microbiote ruminal. Ces résultats alimenteront les bases de données nécessaires à l'amélioration des modèles de prédiction des valeurs nutritives et environnementales des aliments en contexte tropical.
Procédures
- Prélèvement de jus de rumen sur 240 moutons : 40 ml/animal à 6 reprises (3 mois, 6 mois, 9 mois, 12 mois, 15mois et 16 mois d’âge). Durée d’un prélèvement : ≤ 3 minutes/animal - Prélèvement de sang (veine jugulaire) sur 240 moutons : 6 mL/animal une fois par semaine pendant 6 semaines (du milieu du 15ème mois jusqu'à la fin du 17ème mois d’âge). Durée d’un prélèvement : ≤ 3 minutes/animal - Prélèvement de fèces par fouille rectale sur 240 moutons : ≈ 5 g/animal une fois par semaine pendant 6 semaines (du milieu du 15ème mois jusqu'à la fin du 17ème mois d’âge). Durée d’un prélèvement : ≤ 3 minutes/animal
Impact sur les animaux
Plusieurs nuisances ou effets indésirables, limités et encadrés, sont à prévoir : - Manipulations répétées : Les pesées, les prélèvements de jus de rumen, de sang et de fèces, sont susceptibles d’occasionner du stress et de l’inconfort pour les animaux. - Changements d’environnement : Les alternances entre hébergement en cages individuelles et en parc collectif peuvent occasionner un stress adaptatif. - Isolement temporaire : Les animaux seront hébergés en cages individuelles pendant 14 jours consécutifs tous les 3 mois, entre 3 et 15 mois d'âge, puis pendant 1 mois entre 16 et 17 mois, avec 4 périodes quotidiennes d'une heure d'hébergement en lot durant les mesures des émissions de CH₄. Ils seront également isolés pendant 7 jours consécutifs par mois au cours des deux mois de pause entre deux phases de mesure des émissions de CH₄. Cet hébergement en cages individuelles entraînera une réduction temporaire des possibilités de déplacement ainsi que des interactions sociales entre les animaux. - Infestation parasitaire contrôlée : A 16 mois, les animaux seront volontairement infestés par le parasite H.contortus. Cette infestation peut induire une dégradation transitoire de l’état général (perte d’appétit, anémie, ralentissement de la croissance). - Prélèvement de jus de rumen : Un prélèvement de jus de rumen sera réalisé sur chaque animal à 3, 6, 9, 12, 15 et 16 mois d’âge. Le prélèvement sera réalisé à l’aide d’une sonde œsophagienne adaptée. Les animaux seront maintenus en contention pendant quelques minutes (moins de 3 minutes) afin de permettre l'introduction de la sonde par la cavité buccale jusqu'au rumen. Un volume déterminé de jus ruminal sera ensuite aspiré. Cette manipulation pourra entrainer un stress léger et transitoire lié à la contention ainsi qu'à un inconfort passager lors de l'introduction de la sonde. Une irritation mineure de la cavité buccale ou de l'œsophage peut également survenir de manière exceptionnelle.
Devenir
Les animaux n'auront subi aucune altération physiologique ou physique empêchant leur réintroduction au sein du troupeau de l'unité expérimentale
Remplacement
L’objectif de ce projet est d’évaluer les effets de ressources alimentaires tropicales contenant des métabolites secondaires (polyphénols et terpénoïdes) sur les émissions de méthane entérique, la digestion, le microbiote ruminal et d’étudier les interactions avec le parasitisme gastro-intestinal chez le mouton en croissance. Ce double objectif implique l’étude de fonctions biologiques intégrées (fermentation ruminale, production de CH₄, réponse immuno-parasitaire, dynamique du microbiote) qui résultent de l’interaction complexe entre l’alimentation, l’animal et son microbiote, avec une dimension dynamique puisque l’on s’intéresse aussi ici à l’évolution de ces interactions au cours de la vie productive des animaux. Ainsi, l’étude de ces interactions complexes requiert 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. Bien que des approches in vitro et in silico soient disponibles pour étudier certains mécanismes isolés (par exemple la fermentation ruminale ou l'activité de certains métabolites), elles ne permettent pas de reproduire les interactions dynamiques entre l'hôte, son microbiote, le parasite et les réponses immunitaires et métaboliques associées. À ce jour, une telle complexité ne peut être reproduite de manière fiable sans recourir à un modèle animal vivant.
Réduction
Le nombre d’animaux a été défini afin de garantir une puissance statistique suffisante pour détecter les effets des régimes alimentaires sur les principales variables d’intérêt du projet, tout en respectant le principe de réduction du nombre d’animaux utilisés. Une analyse statistique a ainsi permis de déterminer qu’un effectif de 20 animaux par lot était suffisant pour mettre en évidence des différences statistiquement significatives entre les régimes alimentaires, en tenant compte de la variabilité individuelle des animaux et du suivi des mêmes animaux au cours du temps. Au total, 240 moutons, répartis en 6 bandes, seront inclus dans l’étude. Chaque bande sera constituée d’animaux d’un même sexe et comprendra deux lots de 20 animaux homogènes en poids : un lot témoin (R1) recevant une alimentation à base de foin, et un lot expérimental (R2) recevant la même alimentation complétée par la ressource tropicale étudiée. Chaque bande permettra d’évaluer une ressource tropicale différente.
Raffinement
Les animaux seront progressivement habitués aux manipulations et aux dispositifs expérimentaux, afin de limiter le stress lié à la nouveauté. Une phase d’acclimatation d’au moins 3 j sera mise en place avant chaque période de mesures en cages individuelles. Deux visites quotidiennes des animaliers permettront de détecter rapidement tout signe de douleur, de stress ou d’altération de l’état général (apathie, prostration, hyperactivité, diarrhée) et de vérifier la prise alimentaire et d’eau. Les périodes en cages individuelles seront limitées dans le temps et alternées avec des périodes en groupe. Les conditions d’hébergement respecteront les besoins comportementaux des ovins, avec un accès permanent à l’alimentation et à l’eau. Les cages individuelles seront ajourées afin de permettre les contacts visuels, olfactifs et tactiles entre congénères. Chaque cage comportera un tapis de couchage, des chaînes et des brosses suspendues afin d'améliorer le confort et d'enrichir le milieu. Les manipulations seront réalisées par du personnel formé et expérimenté, en limitant la durée de contention et le nombre d’interventions. Les pesées seront réalisées sans manipulation directe. Les sacs de collecte des fèces seront installés 3 j avant la phase de collecte afin de favoriser l’habituation. Les prélèvements sanguins seront réalisés à la veine jugulaire, sous une contention inférieure à 3 min. Les prélèvements de jus ruminal seront réalisés à l'aide d'une sonde adaptée et dureront 5 à 10 min maximum. En cas de difficulté de prélèvement, de détresse respiratoire, de toux ou de signes d'inconfort important, la procédure sera immédiatement interrompue. Les tentatives de ponction sanguine seront limitées à 2 par opérateur. Les mesures des émissions de CH₄ seront mesurées avec le dispositif GreenFeed, méthode non invasive réduisant le stress comparativement aux chambres respiratoires. Après chaque manipulation, une récompense alimentaire sera distribuée. L’infestation parasitaire restera modérée, la race ovin Martinik étant résistante au parasitisme digestif, et sera monitorée grâce à la méthode FAMACHA (couleur des muqueuses), complétée par la mesure de l’hématocrite. Une note FAMACHA ≥ 4 et/ou un hématocrite ≤ 18 constitueront un point limite : les animaux recevront immédiatement un traitement anthelminthique, seront retirés du protocole et recevront les soins vétérinaires nécessaires. En fin d’essai, tous les animaux infestés recevront un traitement anthelminthique.
Choix des espèces
Cette étude vise à mieux comprendre les effets d'une alimentation à base de ressources tropicales, sources de métabolites secondaires, sur les performances zootechniques et les émissions de CH4, en interaction avec le parasitisme gastro-intestinal chez des ruminants élevés pour leur production de viande. Le mouton constitue un modèle pertinent car ses mécanismes de fermentation ruminale, de production de CH4 et de réponse au parasitisme sont comparables à ceux d’autres ruminants. La race Martinik a été choisie car c’est une race à viande adaptée aux conditions tropicales. Son gabarit réduit, sa croissance relativement rapide et sa facilité de manipulation aisée permettent un suivi longitudinal de nombreux animaux, contrairement aux bovins dont les contraintes de coût et d’élevage limitent ce type de protocole. De plus le choix de cette espèce répond à des contraintes techniques liées au dispositif GreenFeed disponible, conçu pour les petits ruminants sans cornes. Les animaux seront utilisés du sevrage (3 mois) jusqu'à l'âge de vente habituel des systèmes ovins viande herbagés extensifs des Antilles (17-18 mois). Ce choix répond aux objectifs scientifiques du projet. La première partie de l'étude vise à évaluer les effets d'une alimentation à base de ressources tropicales riches en métabolites secondaires sur les émissions de CH₄ , les performances zootechniques, la digestion et le microbiote ruminal tout au long de la phase de croissance des animaux. Un suivi dès le sevrage est donc nécessaire pour caractériser les effets de ces régimes sur l'ensemble de la période de production. La seconde partie concerne des animaux adultes (16-17 mois), dont la croissance est achevée, afin d’étudier plus précisément les interactions entre alimentation et infestation expérimentale par H. contortus, en limitant les effets liés au développement et en caractérisant la modulation de la réponse parasitaire.
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Bovins : 164
Destinés à alimenter "la constitution des dossiers réglementaires requis" pour des vaccins bovins contre les virus Shamonda-like, ces essais utilisent 244 ruminants, 164 bovins et 80 moutons, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils reçoivent jusqu'à trois injections de candidat vaccin, puis une souche virulente, suivie de jusqu'à treize prises de sang en treize jours. Pour produire la souche virale, certains d'entre eux subissent sous anesthésie un prélèvement terminal d'au moins deux litres de sang avant d'être tués. Après les études d'efficacité, tous sont tués "pour des raisons sanitaires", et seuls 30 bovins issus des études que le porteur dit "d'innocuité" peuvent être réutilisés.
Objectifs
Le projet a pour but ultime de développer des vaccins sûrs et efficaces contre les virus Shamonda-like (SHAV) chez les bovins. Il comprend cinq volets complémentaires : l'évaluation de l'innocuité des candidats vaccins, la production de souche d'épreuve, la validation du modèle d'épreuve, la réalisation de potency tests sur moutons, bovins et l'évaluation de leur efficacité. Dans un premier temps, il est nécessaire de produire et maintenir des stocks de souches virulentes de SHAV afin de disposer de matériel biologique standardisé permettant le développement et la pérennisation du modèle d'épreuve. Un second objectif consiste à développer et valider un modèle d'épreuve reproductible chez le bovin séronégatif. La validation repose sur la démonstration d'une virémie détectable et reproductible après inoculation expérimentale d'une souche SHAV, ainsi que sur la mise en évidence d'une séroconversion post-infection. Différentes conditions expérimentales pourront être comparées afin d'identifier le modèle le plus pertinent. Le troisième objectif est d'évaluer l'innocuité locale et systémique de vaccins expérimentaux contre les virus SHAV. Ces études permettront notamment d'évaluer la tolérance après administrations répétées, les réactions au site d'injection ainsi que toute manifestation clinique pouvant être associée à la vaccination. Le quatrième objectif est d'évaluer l’efficacité d’un vaccin contenant l'antigène Shamonda chez des ovins et des bovins séronégatifs après administration d'un vaccin. Le potency test de l’efficacité vaccinale est évalué après administration de virus d’épreuve. Enfin, le projet vise à démontrer l'efficacité de candidats vaccins. Après vaccination, les animaux seront exposés à une souche virulente SHAV afin de déterminer la capacité du vaccin à prévenir ou réduire la virémie et à induire une réponse immunitaire protectrice. L'ensemble de ces données est nécessaire à l'évaluation du rapport bénéfice/risque des candidats vaccins et à la constitution des dossiers réglementaires requis pour leur développement.
Bénéfices attendus
La finalité du projet est le développement de vaccins sûrs et efficaces permettant de réduire l'impact sanitaire et économique des infections dues aux virus Shamonda-like chez les bovins. Le projet permettra : • de disposer d'une souche d'épreuve standardisée ; • d'établir un modèle d'épreuve robuste et reproductible ; • d'identifier les formulations vaccinales les plus prometteuses ; • de générer les données d'innocuité et d'efficacité nécessaires au développement réglementaire des vaccins.
Procédures
Administrations : Pour le candidat vaccin : jusqu'à 3 administrations de 5ml en 3 sites, de 2 à 4 semaines d'intervalle, en sous-cutanée, sur animal vigile. L'acte dure moins d'une minute. Pour la souche d'épreuve : 1 administration de 3ml en 3 sites, en sous-cutanée ou 3ml en intraveineux, sur animal vigile. L'acte dure moins d'une minute. Prélèvements : En études d'innocuité : 3 prélèvements sanguins de 10ml (soit 30ml max) à 14 jours d'intervalle, en sous-cutanée, sur animal vigile. L'acte dure moins d'une minute. En études efficacité et modèle d'épreuve : 2 prélèvements sanguins de 15ml en début et fin d'étude, en sous-cutanée, sur animal vigile. L'acte dure moins d'une minute. 13 prélèvements sanguins de 5ml pendant 13 jours après épreuve, en sous-cutanée, sur animal vigile. L'acte dure moins d'une minute. Pour la production de souche : 1 prélèvement terminal de 2L minimum, sur animal anesthésié, suivi d'une euthanasie. L'acte dure moins de 5 minutes. En potency tests : 6 prélèvements sanguins de 5ml pendant 6 jours après épreuve et un prélèvement sanguin de 7ml avant la première vaccination, en sous-cutanée, sur animal vigile. L'acte dure moins d'une minute.
Impact sur les animaux
Les contentions, injections et prélèvements sanguins peuvent provoquer un inconfort transitoire ou du stress au moment des manipulations, une douleur légère de courte durée pour les injections et les prélèvements. Les réactions attendues après vaccination sont principalement : • réactions locales transitoires ; • augmentation modérée et transitoire de la température corporelle ; • gêne locale limitée au point d'injection. Les données disponibles indiquent que l'infection SHAV chez les bovins et les moutons induit peu ou pas de signes cliniques. Les observations les plus fréquemment rapportées sont : • hyperthermie discrète et transitoire ; • diarrhée légère occasionnelle ; • virémie sans manifestation clinique majeure.
Devenir
Les animaux peuvent être réutilisés après des études d'innocuité et si le protocole ne nécessite pas de prélèvements post-mortem (examen macroscopique ; prélèvements tissulaires ; histopathologie). Après des études d'efficacité ou de validation de modèle d'épreuve, les animaux seront systématiquement euthanasiés pour des raisons sanitaires liées à de potentielles dispersion du virus SHAV.
Remplacement
Aucun modèle alternatif ne permet aujourd'hui de reproduire l'ensemble des mécanismes immunitaires impliqués dans la protection contre une infection SHAV.
Réduction
Les effectifs sont définis à partir de l'expérience acquise sur des modèles vaccinaux comparables et des données historiques disponibles. Les études de validation de souche d’épreuve utilisent un nombre limité d'animaux. Les études d'efficacité sont conçues pour obtenir des résultats statistiquement interprétables tout en utilisant le minimum d'animaux compatible avec les objectifs scientifiques. La collecte de matériel biologique au cours des études de validation permet également de limiter la réalisation d'études spécifiques de production de souche.
Raffinement
Pour chaque étude, en fonction de l’âge des animaux, une période d’acclimatation de minimum 7 jours est prévue dans le but de limiter leur stress et de stabiliser leur état physiologique. Les animaux sont hébergés en groupe dans des environnements à température et atmosphère contrôlées. Une alternance de luminosité (12h jour/12h nuit) et un renouvellement d’air approprié sont mis en place. Des enrichissements tels que des grattoirs pour les bovins sont installés dans les hébergements, afin que les animaux puissent exprimer, au mieux leur comportement naturel. Les ruminants bénéficient également d’aliment fibreux supplémentaire. Le personnel intervenant dans l’étude sera formé aux gestes techniques afin de travailler avec le plus d’expertise possible. Une alternance des sites de prélèvements est mis en place. Les animaux sont observés quotidiennement, ou plus si jugé nécessaire, ce qui permet de détecter tout signe comportemental anormal (spontané ou provoqué) et/ou toute anomalie physique non attendue. En cas de déviation de l'état normal d'un animal, le responsable de l’étude, le vétérinaire désigné ou le vétérinaire d'astreinte, décidera d'augmenter les fréquences d'observations. Une anesthésie profonde est mise en place pour les prélèvements terminaux. La Structure du Bien Etre Animal (SBEA) garantit l’amélioration des techniques de soins et des conditions de vie pour les animaux.
Choix des espèces
Le bovin constitue l'espèce cible des vaccins évalués. Il est naturellement sensible aux virus SHAV et développe une virémie mesurable après inoculation expérimentale. L'évaluation dans l'espèce cible est nécessaire pour démontrer l'innocuité et l'efficacité des vaccins dans des conditions représentatives de leur future utilisation. L'ovin et le bovin constituent des espèces sensibles aux orthobunyavirus du sérogroupe Simbu et représente l'espèce cible du test de potency. Bovins de préférence de 2 à 4 mois, pouvant aller jusqu’à 12 mois (selon disponibilité des animaux séronégatifs) sans impacter l’objectif de l’étude Ovins 2 à 9 mois
Impact du stress thermique subi in utero sur le contenu en petits ARN non codants des spermatozoïdes ovins produist à l’âge adulte (RESIST) – partie 4/4
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Transportées deux heures, pourvues d'une éponge vaginale puis soumises à huit injections intramusculaires et deux injections intraveineuses sur animal vigile, 40 brebis donneuses d'embryons sont tuées pour que la collecte se fasse sur leurs utérus après la mort. Les 120 receveuses subissent une chirurgie de transfert d'embryon de trente minutes sous anesthésie générale, et 30 des brebis gestantes passent tout leur dernier mois de gestation à 30 degrés le jour et 25 la nuit, avec un risque d'hyperthermie, d'avortement ou de mise-bas précoce que le porteur reconnaît. Les 220 moutons relèvent de procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, les agneaux mâles nés de ces gestations subissant cinq prises de sang entre la naissance et neuf mois, puis trois collectes de semence. Les receveuses non gestantes et les mères après sevrage retournent au troupeau d'origine, 120 au total, tandis que les descendants mâles sont mis à mort pour prélever leurs organes, dont les testicules et la prostate, leur retour au troupeau étant écarté au motif que leur reproduction est compromise.
Objectifs
Dans un contexte de changement climatique, ce projet vise à étudier les conséquences d’une exposition à des températures élevées pendant la fin de la gestation sur le développement de la descendance chez les ovins. L’hypothèse posée par l’étude est qu’une exposition à la chaleur pendant la vie fœtale peut modifier le fonctionnement du placenta et affecter le développement de différents organes chez la descendance. Une attention particulière sera portée au développement de l’appareil reproducteur mâle, car des altérations de la qualité ou de la quantité des spermatozoïdes pourraient avoir des conséquences sur la fertilité et les performances de reproduction. Les analyses porteront notamment sur des mécanismes épigénétiques, qui permettent à notre environnement d'influencer le fonctionnement de certains gènes, sans modifier notre ADN. L’étude repose sur la comparaison d’animaux présentant des capacités différentes de tolérance à la chaleur, élevés dans des conditions climatiques contrastées. Les objectifs scientifiques sont de caractériser les effets du stress thermique sur le fœtus, d’évaluer ses conséquences à long terme sur le développement de la descendance mâle et d’identifier les mécanismes biologiques favorisant l’adaptation aux fortes températures et leur origine. Ce projet se déroulera sur 4 établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet cherche à mieux comprendre les conséquences de l’augmentation des températures liée au changement climatique sur les animaux d’élevage. Plus particulièrement, il étudie l’impact d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement fœtal, le poids à la naissance, la croissance des individus et les capacités de reproduction des animaux à l’âge adulte. Les chercheurs souhaitent déterminer si une exposition à des températures élevées avant la naissance peut avoir des effets durables sur le développement des animaux. Ils étudieront également les mécanismes naturels qui permettent à certains animaux de mieux résister à la chaleur que d’autres et chercheront à savoir si cette capacité d’adaptation dépend principalement de la mère ou des échanges entre la mère et le fœtus pendant la gestation. Les résultats attendus permettront de mieux comprendre comment les animaux s’adaptent aux fortes chaleurs et comment ces adaptations peuvent influencer leur santé et leurs performances de reproduction. À plus long terme, ces connaissances pourraient contribuer au développement de stratégies permettant de limiter les effets négatifs des épisodes de chaleur sur les animaux d’élevage et ainsi aider les filières agricoles à faire face aux conséquences du changement climatique.
Procédures
Les donneuses d’embryons subiront un transport de 2 heures entre l'EU1 et l'EU2, une pose d'éponge par voie intravaginale, une série de 8 injections par voie intra-musculaire et 2 injections intra-veineuses sur animal vigile (EU1). Si les inséminations sont faites avec de la semence congelée, une laparoscopie sera réalisée sur chacune des brebis à inséminer (EU4). Le temps d’intervention de cet acte se compte en minutes (3 à 5 min par brebis). Concernant les receveuses, une pose d'éponge par voie intra-vaginale, une injection par voie intra-musculaire et 2 injections intra-veineuses sur animal vigile et une chirurgie sous anesthésie générale et analgésie pour le transfert d’embryons (30 minutes) seront réalisées (EU2 et 3). Durée de chaque injection : quelques secondes. 3 prises de sang seront effectuées sur l’ensemble des 60 mères gestantes (à 110 jours, 125 et ~147 jours de gestation). 30 de ces brebis gestantes subiront un stress thermique en bâtiment à ambiance contrôlé durant tout le dernier mois de gestation (30°C en journée et 25°C la nuit). Les descendants mâles subiront 5 prises de sang (naissance, 1, 3, 6 et 9 mois) et des collectes de semence (3 éjaculats par mâles à partir de 8 mois d’âge ; EU2). La durée d'une prise de sang est d'une à deux minutes, contention comprise et celle de la collecte d’un éjaculat de quelques minutes.
Impact sur les animaux
Le transport entre l'EU2 et l'EU1 et la découverte d’un nouvel environnement pourra engendrer un stress transitoire chez les femelles. Certains effets indésirables liés à l’anesthésie et la chirurgie peuvent survenir (hypothermie et douleurs post-opératoires). Le stress thermique pourrait entrainer une hyperthermie sur les brebis avec des difficultés de régulation de température corporelle 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. Enfin, le stress généré par l’ensemble des manipulations pourrait également apporter une nuisance supplémentaire.
Devenir
Pour des raisons de compatibilité avec les objectifs de l’étude, la collecte des embryons sera réalisée sur les utérus post-mortem. Les 40 femelles donneuses d'embryons seront donc euthanasiées. Les 120 embryons mâles collectés seront remis en place dans 120 femelles receveuses synchronisées. Toutes celles non gestantes, qui ne seront donc pas intégrées à la suite de la procédure (stress thermique) retourneront au sein du troupeau d’origine (N~60). Toutes celles qui seront gestantes entreront dans l’étape suivante de la procédure (N~60). En fin de procédure, ces mères pourront retourner dans le troupeau d’origine après Le SEVRAGE des descendants. Les descendants mâles seront mis à mort à la fin de l’expérimentation afin de collecter les organes nécessaires à l’étude fonctionnelle de l’impact du dérèglement climatique. L’étude 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’existe actuellement aucune méthode alternative permettant d’étudier de manière fiable les conséquences d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement des animaux après leur naissance et jusqu’à l’âge adulte. Les objectifs du projet nécessitent d’évaluer les interactions complexes entre la mère, le placenta et le fœtus, ainsi que leurs effets à long terme sur la croissance, la santé et la reproduction de la descendance. Les modèles cellulaires ou les cultures de tissus disponibles aujourd’hui ne permettent pas de reproduire l’ensemble des mécanismes biologiques qui se déroulent au cours de la gestation ni d’évaluer leurs conséquences sur l’organisme entier. Ils ne permettent notamment pas d’étudier les effets de la chaleur sur les échanges entre la mère et le fœtus, ni les répercussions de cette exposition sur le développement futur de l’animal. L’utilisation d’animaux est donc indispensable pour atteindre les objectifs scientifiques du projet et améliorer les connaissances sur les conséquences du changement climatique pour les animaux d’élevage.
Réduction
Le nombre d’animaux a été optimisé de façon à obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement valides. En ce sens, le nombre d’animaux inclus dans ce projet a été déterminé de manière à obtenir des résultats scientifiquement fiables tout en limitant au maximum leur utilisation. Les connaissances actuelles ne permettent pas encore de prédire précisément les effets d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement futur des animaux. De plus, certaines caractéristiques biologiques étudiées présentent naturellement une forte variabilité entre individus. Le projet prévoit donc le suivi de 60 descendants mâles issus de mères réparties dans différents groupes expérimentaux, avec ou sans exposition à la chaleur pendant la fin de la gestation. Cette organisation permettra de comparer les effets des conditions étudiées tout en tenant compte de la variabilité naturelle observée entre les animaux. Le nombre d’animaux a également été calculé pour compenser les pertes pouvant survenir au cours de l’expérimentation, notamment lorsqu’une gestation n’aboutit pas ou lorsqu’un animal ne peut pas être inclus dans toutes les étapes du suivi. Afin d’obtenir les 60 descendants nécessaires à l’étude, 120 femelles receveuses seront incluses dans le protocole. 40 femelles donneuses seront également nécessaires pour produire les embryons transférés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe, conformément à leur comportement naturel, dans des espaces adaptés avec une litière paillée et différents enrichissements permettant de favoriser leur confort et leurs comportements habituels. Les interventions chirurgicales nécessaires à l’insémination intra-utérine (éventuelle) et au transfert des embryons seront réalisées sous anesthésie générale avec une prise en charge adaptée de la douleur avant, pendant et après l’intervention. Des mesures complémentaires seront mises en place pour assurer le confort des animaux, notamment le maintien de leur température corporelle pendant et après la chirurgie. Les techniques utilisées sont choisies afin de limiter au maximum le caractère invasif des interventions et de favoriser une récupération rapide. Les prélèvements sanguins seront réalisés par du personnel qualifié et expérimenté selon des méthodes couramment utilisées en élevage. Ces actes sont de courte durée et n’entraînent qu’une gêne légère et temporaire. Les animaux seront habitués à la présence des soigneurs et manipulés dans des conditions visant à réduire leur stress. Après chaque prélèvement, une récompense alimentaire leur sera distribuée. L’état de santé et le comportement des animaux seront surveillés quotidiennement pendant toute la durée du projet. En cas d’apparition d’un problème de santé ou de signes de douleur, un traitement approprié sera administré sous la supervision du vétérinaire référent afin de limiter au maximum toute souffrance.
Choix des espèces
Les ovins ont été choisis 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 taille des animaux) permettent aux ovins de servir de modèle pour d’autres espèces et notamment les gros ruminants. Cette étude permettra 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. Mais également d’identifier les mécanismes de thermo-adaptation et leur origine, en comparant deux races ovines ayant des capacités de résilience différentes au stress thermique (race française vs Brésilienne). Toutes les femelles (donneuses et receveuses) seront des adultes sexuellement matures. Les animaux générés après mise-bas seront des agneaux mâles et ils seront suivi jusqu’à un stade post-puberté (~9 mois d’âge). 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.
Impact d’une perfusion hypothermique oxygénée continue entre prélèvement hépatique et reperfusion – Utilisation d’une machine de perfusion transportable Étude PILOTE préclinique
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Tester en conditions réelles une machine de perfusion transportable pour greffons de foie : 6 jeunes porcs de 25 à 30 kg vont être utilisés dans cette étude pilote, opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Après une prémédication d'une minute, seul acte pratiqué sur animal conscient, le foie est prélevé, avec deux prises de sang de 10 ml et deux biopsies hépatiques encadrant trente minutes d'ischémie chaude. La suite du protocole se déroule sur l'organe isolé, ce qui évite la transplantation chez des porcs receveurs et divise par deux, selon le porteur, le nombre de porcs utilisés. Une fois les porcs morts, les yeux et l'utérus feront en plus l'objet de prélèvements pour des études complémentaires.
Objectifs
Le but de ce projet est d’évaluer la faisabilité d’une perfusion hypothermique oxygénée continue via une machine de perfusion spécifiquement conçue en ce sens pour le greffon hépatique. La transplantation hépatique est le seul traitement curatif des maladies chroniques sévères du foie. Du fait du succès croissant de cette chirurgie, ses indications s’élargissent et nous faisons face à une pénurie mondiale de greffon. Afin de palier à cette pénurie, les chirurgiens se tournent de plus en plus vers des greffons dits « marginaux » dont le principal exemple est le greffon issu de donneur à cœur arrêté. Ils sont plus sensibles aux lésions d'ischémie-reperfusion qui sont causées par l’interruption de l’irrigation sanguine de l’organe entre le prélèvement et la transplantation. Ces greffons sont associés à un risque augmenté de perte du greffon et de décès du receveur après transplantation.
Bénéfices attendus
Cette étude permettrait d’évaluer la faisabilité en vie réelle, d’une perfusion hypothermique oxygénée continue lors du transport du greffon. Ce projet pourrait déboucher sur une diminution drastique (voir une suppression totale) de la durée d’ischémie froide subie par le greffon hépatique que l’on sait délétère et permettre, in fine, d’améliorer la qualité des greffons transplantés. Ce projet se situe dans la continuité d’un travail de recherche mené depuis plusieurs années, portant sur l’étude des différentes modalités de préservation dynamique sur machine de perfusion. Notre équipe de recherche bénéficie d’une expérience certaine dans l’utilisation de ce modèle suite à la réalisation de 3 thèses de doctorat et de 7 Master 2 portant sur l’étude des lésions induites lors de la préservation des greffons hépatiques. Ces travaux antérieurs ont abouti sur plusieurs publications qui ont permis d’améliorer la prise en charge des patients transplantés en pratique clinique.
Procédures
Le premier et seul acte invasif réalisé sur animal vigile concerne la réalisation d’une prémédication (durée 1minute) permettant ensuite le transport et la réalisation de l’anesthésie générale dans de bonnes conditions. Une période d’acclimatation préalable de 4 à 7 jours sera respectée avant le début des expériences, permettant aussi de faciliter cette prémédication qui sera réalisée dans des conditions moins stressantes pour l’animal. Par la suite, il s'agit d'une procédure chirurgicale sans réveil au cours de laquelle l'animal sera anesthésié et analgésié en continu sans réveil. La chirurgie consiste en la réalisation d’un prélèvement hépatique. Lors de la procédure chirurgicale, des prélèvements sanguins sont prévues à T0 pour obtenir un profil biologique basal de l’animal ainsi qu’après les 30min d’ischémie chaude afin d’obtenir un profil de greffon avant le début des stratégies de conservation. Les paramètres analysés sont : - la biochimie - les gaz du sang Ces prélèvements représentent un volume total de 10 ml x 2 de sang total au maximum, soit
Impact sur les animaux
Il s’agit dans le contexte de ce projet, d’une procédure sans réveil, réalisée sous anesthésie générale, avec un monitoring de l’analgésie per opératoire. Par ailleurs, le déroulé des sessions respecte la période d’acclimatation de ces animaux et les séances se déroulent dans le respect du bien-être animal. La procédure étant sans réveil, il n’y a par ailleurs pas de nuisances ou effets secondaires attendus au décours.
Devenir
Il s’agit d’une procédure chirurgicale sans réveil qui est principalement motivée par des raisons scientifiques qui justifient l’utilisation du modèle décrit. En effet, dans le respect du bien être animal, par soucis de standardisation, mais aussi pour permettre une analyse pertinente et exhaustive du greffon hépatique, seule la première partie nécessitant le prélèvement d’un greffon hépatique est réalisé chez l’animal. Dans la mesure où il s’agit d’un prélèvement d’organe la mise à mort de l’animal est indispensable en fin de procédure
Remplacement
A la place d’une transplantation hépatique chez des porcs receveurs, nous avons fait le choix de remplacer cette étape par une reperfusion normothermique oxygénée du foie par machine de perfusion ex-vivo. Cette technique ne nécessite pas d’animaux supplémentaires et se fait sur un organe isolé. De ce fait, nous réduisons par 2 le nombre d’animaux utilisés. La procédure expérimentale est par ailleurs actuellement maitrisée et reproductible ne justifiant pas le recours à une période de training, diminuant nettement le nombre d’animaux. Cette standardisation a permis aussi d’obtenir un taux de succès de la procédure de 100% permettant de définir un nombre plus juste d’animaux nécessaire.
Réduction
Comme énoncé précédemment, à la place d’une transplantation hépatique chez des porcs receveurs, nous avons fait le choix de remplacer cette étape par une reperfusion normothermique oxygénée du foie par machine de perfusion ex-vivo. Cette technique permet de réduire par 2 le nombre d’animaux utilisés. Après vérification de la mort de l’animal, nous réaliserons des prélèvements d’organes. Si l’objectif premier reste l’étude de la conservation du foie, les yeux, l’utérus voire d’autres organes, feront l’objet d’une étude complémentaire et donc d’un prélèvement post mortem. Cette démarche s’inscrit dans un souci de réduction afin d’optimiser les données recueillies sur un même animal.
Raffinement
Afin de réduire la souffrance animale, seul le premier temps de l’expérimentation, c’est-à-dire le prélèvement hépatique, sera réalisé sur les animaux sous anesthésie générale, sans réveil. Les animaux sont accueillis un minimum de 4 jours avant l’intervention pour permettre une acclimatation et une réduction du stress. Il n’y a pas de mise à jeun préopératoire afin de limiter le stress induit par l’intervention. Les animaux seront anesthésiés et monitorés pendant la totalité du prélèvement hépatique afin de s’assurer de la qualité de l’anesthésie et de leur bien-être. Ce prélèvement est maintenant bien standardisé et bien maitrisé par l’équipe.
Choix des espèces
Le foie de porc (chez de Jeunes porcs sevrés d’un poids de 25 à 30 kg à réception) présente une taille, un poids et une microstructure similaire au foie humain. Ces caractéristiques anatomiques et histologiques permettent d’effectuer un prélèvement d’organe standardisé et reproductible, ainsi que d’utiliser des machines de perfusion d’organes identiques à celles utilisées en pratique clinique. Un argument supplémentaire est l’utilisation et la validation de ce modèle animal dans la littérature scientifique sur la préservation des greffons hépatiques. Ceci permettra de comparer et de discuter les résultats obtenus au cours de ce projet avec les données déjà publiées. Enfin, en comparaison avec un modèle murin, les prélèvements de tissus et les analyses sanguines seront représentatif par rapport à l’homme. La dimension et la quantité de de tissus disponibles pour les analyses sont en adéquation avec l’objectif du projet et en conséquence, le nombre d’animaux à inclure sera réduit. De plus, la reperfusion normothermique sur machine de perfusion avec du sang non-dilué est difficilement réalisable sur un modèle murin compte-tenu du petit volume sanguin.
Complémentation alimentaire à la naissance pour un meilleur transfert immunitaire chez le veau nouveau-né
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Aucun veau n'est tué dans ce projet, les 40 bovins issus d'un croisement Holstein et Blanc Bleu Belge, non destinés au renouvellement du troupeau, devant être vendus à l'issue pour continuer leur croissance, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Le premier repas de colostrum leur est administré par une sonde introduite dans la caillette, avec un risque de mauvais positionnement ou de lésions pharyngiennes que le résumé reconnaît. Deux prises de sang suivent, à 24-48 heures puis à 14 jours, âge minimal légal de commercialisation en France, chaque veau étant couché sur le côté au sol, pattes attachées à l'aide d'une cordelette, avec jusqu'à trois tentatives de piqûre. Le complément alimentaire testé vise à réduire la morbidité au moment où les veaux quittent l'élevage vers 21 jours, et l'usage de médicaments qui s'ensuit, une finalité d'abord zootechnique et commerciale.
Objectifs
Le colostrum constitue le premier aliment consommé par le veau nouveau-né. Riche en lipides (énergie), protéines et minéraux, il a aussi un rôle de protection immunitaire, dite passive, au cours des premiers jours et semaines de vie. En effet, chez le veau nouveau-né, le système immunitaire n’est pas fonctionnel et il se met progressivement en place au cours des premières semaines de vie. Le placenta maternel, imperméable, ne permet pas le transfert de molécules essentielles à la protection du veau en cours de gestation. Ce sont alors les immunoglobulines présentes dans le colostrum notamment, qui assurent cette protection immunitaire. Présentes en grandes quantités, leur transfert via la paroi du tube digestif du veau n’est possible qu’au cours des premières heures de vie et ce transfert n’a généralement plus lieu au-delà de 24 h d’âge chez la plupart des animaux. Les recommandations actuelles préconisent ainsi une ingestion de colostrum en quantité, en qualité et rapidement (dans les 6 heures après la naissance) pour une protection immunitaire optimale. Toutefois, on observe une efficacité de transfert moindre chez certains veaux et dans certains cas même, ce transfert est quasi-nul. Ces animaux, sans réelle protection immunitaire, sont alors plus sujets à affection, et ceci s’observent notamment lorsque les animaux non destinés au renouvellement quittent l’élevage, vers l’âge de 21 j. Au contact d’animaux issus d’autres élevages et porteurs de pathogènes, cela peut se traduire par des problèmes sanitaires nécessitant des traitements médicamenteux. Il s’agit ici de tester l’intérêt d’un complément alimentaire, à base de produits laitiers, permettant d’améliorer le taux de transfert des immunoglobulines présentes dans le colostrum vers le sang du veau nouveau-né.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de tester l’effectivité d’un complément alimentaire naturel (à base de produits laitiers et minéraux) sur l’amélioration du taux de transfert des immunoglobulines chez les veaux nouveau-nés. La meilleure protection immunitaire qui pourrait en découler serait donc être bénéfique à la santé des animaux, en réduisant notamment la morbidité dans les élevages. Ceci permettra au final de réduire l’usage des traitements médicamenteux en élevage.
Procédures
Dans cet essai, le suivi de croissance des animaux sera réalisé par pesées, de manière classique et les apports nutritionnels sont conformes aux recommandations préconisées en alimentation pour l’élevage des veaux. Le repas de colostrum sera administré par sonde orale, pour s'assurer que tous les veaux reçoivent la même quantité d'immunoglobulines à la naissance. Par la suite, les veaux sont nourris de manière classique, avec un seau à tétines. Deux prises de sang par veau permettront un suivi du taux de transfert des Immunoglobulines depuis le colostrum vers le sang des veaux. Le geste technique de prélèvement de durera pas plus de 5 minutes. incluant la mise en place de la contention. Elles seront réalisées à 24-48 h et 14 j d’âge, afin de déterminer le taux de transfert de ces immunoglobulines (24-48 h), et l’impact sur son évolution précoce (14 j), ce stade correspondant à l’âge minimal légal de commercialisation des veaux en France. Lors de la réalisation des prises de sang , il y a un maximum de 3 tentatives de prélèvement.
Impact sur les animaux
Pour le 1er repas et être sûr que tous les animaux reçoivent la même quantité initiale en une seule fois, la technique d'alimentation par drenchage (sonde introduite dans la caillette) sera utilisée. Les risques associés (mauvais positionnement de la sonde ou lésions pharyngiennes liées à une introduction inadéquate de la sonde) seront limités par l’utilisation d’une sonde adéquate et un personnel technique continuellement formé à cette pratique. Lors de la prise de sang, les mouvements brusques du veau seront limités pour une exécution du geste de piqure avec précision et rapidité, en toute sécurité pour l’animalier et limitant ainsi la gêne et le désagrément de la situation pour le veau. La contention sera réalisée selon les recommandations du vétérinaire référent. Le veau est placé en position couché sur le côté au sol, pattes attachées à l’aide d’une cordelette et manuellement maintenues ainsi que la tête, ce qui peut entraîner un léger stress. Les gestes rassurants (possibilité de téter par exemple le doigt d’un des intervenants) et la voix familière calme des animaliers, associés à leur savoir-faire, seront les garant d’une exécution rapide et précise de la procédure, limitant ainsi cette gêne et le désagrément pour le veau.
Devenir
La procédure expérimentale sur veaux est légère. Les veaux, non destinés au renouvellement du troupeau, seront vendus pour continuer leur croissance selon la pratique commerciale standard.
Remplacement
Il n’existe pas d’alternative in vitro aux prélèvements sanguins pour tester le taux de transfert d’immunoglobulines au travers de la paroi intestinale, c’est-à-dire le passage depuis le colostrum maternel vers le sang du veau.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est basé sur les effectifs d’essais similaires publiés sur le transfert d’immunoglobulines, avec 10 animaux traités et 10 animaux témoins par sexe. Dans notre cas, la possible existence d’une différence de transfert entre mâles et femelles de race laitière croisée (Holstein x Bleu Blanc Belge), peu documentée, sera étudiée car il semble exister des effets du sexe lors de la mise à l’engraissement en élevage spécialisé (3 semaines après naissance), le sexe étant un facteur de variation connu des réponses physiologiques. Les traitements seront testés à chaque fois sur 10 veaux mâles et 10 veaux femelles, soit au final, un effectif de 40 veaux. Ce nombre (10 par sexe et traitement) permet de mettre en évidence d’éventuelles différences de teneurs en immunoglobulines IgM dans le sang des veaux. Aucune répétition n’est prévue : l’essai est réalisé selon un schéma expérimental classique, en continu, les traitements étant testés en même temps et en parallèle. Ce nombre minimal d’individus par groupe nous permet d’analyser les effets du régime et du sexe en appliquant des tests statistiques adéquats.
Raffinement
Le protocole ne modifie pas, hormis les prises de sang, les conditions d’élevage des veaux nouveaux nés, séparés de leur mère rapidement après naissance dans une grande majorité d’élevage. Les apports alimentaires suivent les recommandations. Lors de la réalisation des prises de sang, le temps de contention sur les jeunes veaux sera limité à 5 min afin de limiter le stress induit. Les animaux ne seront pas élevés en case individuelle comme cela se fait couramment en élevage, mais dans des cases de deux, sur paille avec accès extérieur.
Choix des espèces
Les veaux sont issus du croisement de mères de race Holstein et de père Blanc Bleu Belge, croisement fréquent en élevage laitier pour les animaux non destinés au renouvellement du troupreau. Le transfert (ou son défaut) d’immunité a lieu à la naissance et l'immunité transmise via le colostrum est la seule existante jusqu'au développement de l' immunité propre du veau. L’efficacité de ce transfert et son effet à moyen terme sont vérifiées via de analyses de sang à 48 h et 14 ,j d'âge.
Optimisation de la prise en charge réanimatoire lors d’une pathologie respiratoire sévère chez l’agneau
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
Pour mettre au point une réanimation à cordon ombilical intact et une ventilation par liquide destinées aux nouveau-nés porteurs d'une hernie diaphragmatique, 232 moutons sont utilisés, brebis gestantes et agneaux, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré ou menées sous anesthésie sans réveil. Une malformation du diaphragme est créée chirurgicalement sur le fœtus entre 75 et 85 jours de gestation, la brebis étant ensuite maintenue en vie jusqu'au terme, vers 138 jours, pour laisser le poumon de l'agneau se dégrader. À la naissance, une seconde intervention pose les capteurs et l'assistance respiratoire, qui dure de deux à quarante-huit heures, avant que brebis et agneaux soient tués sous anesthésie profonde pour analyse des poumons. Le porteur annonce une mortalité peropératoire possible par hémorragie ou défaillance cardiaque, et des points limites prédéfinis permettant d'interrompre immédiatement la procédure.
Objectifs
Ce projet s'intéresse à une malformation rare du diaphragme qui empêche les poumons du futur bébé de se développer normalement pendant la grossesse. À la naissance, ces nouveau-nés ont des poumons hypoplasiques et une perfusion pulmonaire altérée, rendant la transition à la vie extérieure extrêmement risquée. L'un des objectifs majeurs est de transformer les premiers soins en salle de naissance grâce à la réanimation à cordon intact. D'une part, il s'agit de sécuriser la transition à la naissance. Habituellement, le cordon ombilical est clampé rapidement, mais notre approche consiste à débuter les soins de réanimation alors que le bébé est encore relié à son placenta. Ce lien permet au nouveau-né de continuer à recevoir de l'oxygène de sa mère pendant que les médecins stabilisent sa respiration, offrant ainsi une transition beaucoup plus douce. Pour que cette technique soit sûre, nous développons un système de surveillance innovant capable de mesurer en temps réel la qualité du flux sanguin et de l'oxygène passant par le cordon afin d'identifier tout événement perturbateur et d'ajuster les soins instantanément. D'autre part, le projet propose une alternative respiratoire plus douce. En plus de cette réanimation protectrice, nous étudions une méthode de respiration par liquide, plutôt que par air, pour aider les poumons fragiles à se déployer sans subir les agressions des ventilateurs classiques, tout en réduisant l'inflammation globale. En combinant une meilleure surveillance cardiaque et une méthode de respiration moins agressive, ce projet vise à offrir à ces nouveau-nés vulnérables de meilleures chances de survie et une réduction des séquelles à long terme.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche vise des avancées majeures pour le soin des nouveau-nés les plus fragiles, avec des retombées à court et long terme. L'amélioration de la sécurité des soins à la naissance est au cœur de cette démarche grâce au développement d'un nouvel outil de surveillance non invasif. Celui-ci permettra aux médecins de disposer de critères précis pour pratiquer la réanimation sans couper le cordon ombilical, aidant ainsi à prendre des décisions médicales plus sûres et mieux adaptées à la physiologie de chaque bébé. Ces travaux sur l'analyse des flux sanguins durant la naissance ont pour but de créer un dispositif médical innovant, un appareil de monitorage inédit transposable dans les services de néonatalogie pour aider à la décision médicale. Par ailleurs, une nouvelle stratégie respiratoire plus efficace est explorée à travers l'étude de la ventilation par liquide. Elle vise à démontrer qu'il est possible de stabiliser le cœur et les poumons des bébés atteints de cette malformation bien plus efficacement qu'avec les méthodes actuelles, avec pour bénéfices une meilleure oxygénation et une protection accrue du tissu pulmonaire contre les agressions mécaniques. À plus long terme, l'application de ces méthodes cherche à réduire les complications graves, la mortalité liée à cette anomalie du diaphragme et les maladies pulmonaires chroniques qui handicapent souvent ces enfants durant leur croissance. Le projet permet également une avancée des connaissances scientifiques en aidant à mieux comprendre l'adaptation du système circulatoire et des poumons à la vie extérieure dans un contexte de malformation. Enfin, le développement d'algorithmes de monitorage intelligents intégrés à ce projet vise à réduire le recours aux procédures invasives et aux prélèvements sanguins répétés, s'inscrivant ainsi dans une démarche de soin minimaliste et protectrice pour le nouveau-né vulnérable.
Procédures
Les animaux seront soumis à des procédures chirurgicales, réalisés sous anesthésie générale et avec une prise en charge systématique de la douleur. 1. Interventions chirurgicales : Pour une première partie de l’étude (modèle physiologique) : Chaque brebis subit une intervention chirurgicale unique d'environ 4 heures. Cette opération permet de mettre en place les capteurs de surveillance (mesure des flux sanguins) et de réaliser la phase de soins et d'assistance à la naissance. Pour les autres étapes (étude de la malformation) : Les brebis font l'objet de deux interventions distinctes. La première, d'une durée d'environ 1 heure, permet de créer la malformation diaphragmatique chez le fœtus pour simuler la pathologie humaine. La seconde, d'environ 2 heures, intervient au moment de la naissance pour mettre en place les dispositifs de surveillance et préparer l'assistance respiratoire. 2. Assistance respiratoire et suivi : Après la naissance, les agneaux bénéficient d'une aide à la respiration (classique ou par liquide spécial). La durée de cette phase est variable selon les groupes : elle peut être courte (2 heures) ou prolongée (jusqu’à 48 heures) afin d'évaluer les bénéfices sur la croissance des poumons et la réduction de l'inflammation. 3. Suivi et prélèvements : Durant toute la phase d'assistance respiratoire, un suivi biologique est réalisé via des prélèvements sanguins réguliers de faible volume (1,3 mL). Ces prélèvements sont indispensables pour ajuster les paramètres respiratoires en temps réel et garantir le confort de l'animal. À l'issue de la période d'observation, les animaux sont maintenus sous anesthésie profonde jusqu'à leur euthanasie afin de permettre des analyses complémentaires sur les tissus pulmonaires.
Impact sur les animaux
1. Pour la brebis : La principale nuisance est liée à l’intervention chirurgicale réalisée sur l’abdomen et l’utérus sous anesthésie générale. La douleur est prévenue par une prise en charge analgésique adaptée avant, pendant et après l’intervention. Les principaux risques sont : • Risques liés à l’anesthésie : chez les ruminants, une remontée du contenu de l’estomac vers les poumons peut survenir. Ce risque est limité par une mise à jeun préopératoire. Une baisse transitoire des fonctions cardiaque et respiratoire peut également être observée lors de l’induction anesthésique. • Complications chirurgicales : risque de saignement ou d’infection du site opératoire, limité par une antibioprophylaxie et des conditions d’asepsie rigoureuses. • Risques liés à la gestation : le stress lié au transport, au changement d’environnement ou à la chirurgie peut, dans de rares cas, provoquer une mise bas prématurée. • Mortalité peropératoire : elle reste possible en cas d’hémorragie majeure ou de défaillance cardiaque sous anesthésie. 2. Pour l’agneau (fœtus / nouveau-né) : Le fœtus est soumis à une instrumentation invasive (cathéters, capteurs, intubation) réalisée sous anesthésie transplacentaire, complétée si nécessaire par une analgésie et une anesthésie locale. Le principal risque est une diminution de l’oxygénation ou un ralentissement sévère de la fréquence cardiaque en cas de compression ou de torsion du cordon ombilical avant le début de la ventilation. La ventilation liquidienne totale peut entraîner des contraintes mécaniques pulmonaires, des perturbations transitoires de la circulation ou des échanges gazeux lors de la transition entre ventilation liquide et gazeuse. Ces risques sont limités par une surveillance instrumentale continue, une anesthésie maintenue tout au long de la procédure et l'application de points limites prédéfinis permettant d'interrompre immédiatement l'expérimentation si nécessaire. Mesures de protection : Tout au long du projet, le bien-être des animaux est évalué quotidiennement à l'aide de grilles d'observation précises. Si un animal présente des signes de douleur ou d'inconfort qui ne peuvent être soulagés par les traitements prévus, il est immédiatement mis fin à sa souffrance par une euthanasie éthique.
Devenir
À la fin de la période d'observation (Procédures 1 et 3) : Les agneaux et les brebis seront euthanasiés par une injection intraveineuse d'un produit spécifique, pratiquée sous anesthésie profonde pour garantir l'absence totale de douleur. Cette étape est indispensable pour réaliser des prélèvements de tissus (notamment les poumons) et mener des analyses biologiques et inflammatoires impossibles à effectuer sur un animal vivant. Ces analyses sont cruciales pour évaluer l'efficacité de la ventilation par liquide et comprendre l'impact de la malformation sur le développement pulmonaire. Procédure 2: À la suite de la première intervention chirurgicale visant à créer la malformation diaphragmatique, les animaux ne sont pas mis à mort. Les brebis sont maintenues en vie et font l'objet d'un suivi attentif jusqu'au terme de la gestation (d'environ 138 jours). Cette période est nécessaire pour permettre au poumon de l'agneau d'évoluer de manière pathologique, simulant ainsi la situation clinique humaine avant la phase finale d'assistance respiratoire à la naissance.
Remplacement
L'étude des pathologies fœtales et néonatales chez l'être humain se heurte à des limites éthiques et de sécurité majeure. Pour des raisons évidentes de protection de l'enfant et de la mère, il n'est pas possible de réaliser des recherches invasives (comme des mesures de pression sanguine ou des prélèvements fréquents) qui présenteraient un risque vital pour le fœtus. Le recours à un modèle animal est ici irremplaçable afin de mimer la complexité des interactions biologiques. La malformation étudiée affecte simultanément le développement des poumons, la circulation du sang et le fonctionnement du cœur. Actuellement, aucun modèle informatique ou culture de cellules en laboratoire ne peut reproduire fidèlement ces interactions complexes entre plusieurs organes au moment crucial du passage de la vie intra-utérine à la respiration aérienne. Conformément aux règles d'éthique médicale, toute nouvelle stratégie thérapeutique ou technologique (comme la ventilation par liquide ou le nouveau système de surveillance du cordon) doit impérativement prouver son efficacité et sa sécurité sur un organisme vivant complet avant de pouvoir être un jour proposée en maternité ou en service de néonatalogie. De plus, seul un modèle animal "grand mammifère" permet de simuler avec précision les gestes de réanimation et les dimensions des vaisseaux sanguins rencontrés chez le nouveau-né humain, ce qui est indispensable pour valider les futurs outils médicaux.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés dans ce projet a été calculé pour être le plus bas possible, tout en garantissant que les résultats obtenus soient statistiquement fiables et significatifs. Les brebis présentent fréquemment des gestations gémellaires (deux agneaux). Cela nous permet de mener des observations sur deux nouveau-nés tout en ne sollicitant qu'une seule mère, réduisant ainsi le nombre total d'animaux adultes impliqués dans l'étude. Pour certaines mesures, chaque agneau est comparé à lui-même (avant et après une intervention). Cette méthode, très précise, permet de limiter le nombre d'animaux nécessaires puisqu'il n'est pas toujours indispensable d'avoir un groupe d'animaux "témoins". Le projet regroupe plusieurs questions scientifiques au sein d'une même étude. En récoltant un maximum de données (cardiaques, pulmonaires, biologiques) sur chaque animal, nous évitons de multiplier les expérimentations et les groupes de sujet. Le choix d'utiliser 8 animaux par groupe repose sur l'expérience acquise dans ce domaine de recherche. Ce nombre est considéré comme le seuil minimal pour pouvoir interpréter les résultats avec certitude tout en respectant strictement les principes éthiques de limitation.
Raffinement
Le raffinement consiste à minimiser toute douleur ou stress potentiel pour l'animal. Les brebis sont des animaux grégaires qui ont besoin de compagnie. Pour réduire le stress lié au transport et au nouvel environnement, elles arrivent au moins 10 jours avant l'étude et sont toujours hébergées par groupe de deux ou plus. Aucune brebis n'est isolée, ce qui garantit un équilibre social indispensable à leur sérénité. Toutes les interventions sont réalisées sous anesthésie générale gazeuse, une méthode qui permet un contrôle très précis de la profondeur du sommeil de l'animal et assure une absence totale de douleur pendant l'opération. Des protocoles de lutte contre la douleur (analgésie), spécifiquement adaptés à l'espèce et à l'âge (brebis ou agneau), sont administrés avant, pendant et après chaque intervention. Ces traitements sont réévalués quotidiennement par l'équipe. Les animaux sont observés chaque jour selon des critères précis (appétit, comportement, confort). Cette vigilance constante permet d'intervenir immédiatement si un signe de gêne est détecté, assurant ainsi une prise en charge rapide et efficace tout au long de leur séjour en laboratoire.
Choix des espèces
Le choix de l'espèce ovine, et plus particulièrement de l'agneau au stade fœtal et nouveau-né, repose sur une proximité biologique exceptionnelle avec l'être humain pour l'étude de la naissance. Ce modèle est considéré comme la référence mondiale car le développement des poumons et le fonctionnement du cœur de l'agneau à terme présentent des similitudes physiologiques majeures avec ceux d'un nouveau-né humain. Cette parenté physiologique est indispensable pour comprendre comment la circulation sanguine s'adapte lorsque l'animal commence à respirer. Par ailleurs, l'agneau possède une morphologie et un poids très proches de ceux d'un bébé à la naissance, ce qui représente un avantage majeur pour la recherche médicale. Cette similarité de gabarit permet aux chercheurs d'utiliser exactement les mêmes dispositifs et instruments que ceux utilisés en maternité, comme les systèmes d'assistance respiratoire ou les capteurs de surveillance. En reproduisant fidèlement les caractéristiques de la malformation étudiée, ce modèle permet de tester de nouvelles stratégies de soins dans des conditions quasi identiques à celles rencontrées à l'hôpital, garantissant ainsi que les innovations technologiques développées pourront être un jour transposées en toute sécurité pour soigner les enfants. Les brebis utilisées seront des brebis adultes gestantes. Les interventions seront réalisées entre 75 et 85 jours de gestation pour la création de la malformation, puis entre 125 et 138 jours de gestation pour les procédures expérimentales.
Etude de différentes stratégies thérapeutiques pour le support de la fonction hémodynamique dans un modèle porcin d’arrêt cardiaque soutenu par assistance extracorporelle
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Des porcs juvéniles de 35 kg sont retenus pour la proximité de leur cœur avec celui de l'humain et, le porteur l'écrit, parce que ce poids "facilite la manutention de l'animal". 98 d'entre eux sont opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Chacun subit une instrumentation chirurgicale, un arrêt cardiorespiratoire provoqué, une assistance circulatoire par ECMO et 45 mL de prélèvements sanguins, sur une procédure d'environ cinq heures. Le porteur annonce que les porcs ne ressentiront ni stress ni douleur puisque tout se déroule sous anesthésie, tout en indiquant que des échecs de réanimation et des hypotensions sont possibles "compte tenu de la difficulté et de la sévérité du modèle".
Objectifs
L’arrêt cardiaque est une condition clinique dramatique associé à un taux de mortalité de plus de 90%. La réanimation cardiopulmonaire conventionnelle se caractérise par la mise en place d’un massage cardiaque associé à une assistance ventilatoire. Cependant, elle est insuffisante dans les cas d’arrêt cardiaque les plus sévères. Un dispositif d’assistance circulatoire, appelé ECMO, est alors nécessaire. Ce dispositif permet de soutenir la fonction cardiovasculaire, et donc la perfusion des organes, en cas de défaillance cardiaque. Il permet également d’oxygéner le sang à l’extérieur du corps des patients. Pour maintenir une fonction circulatoire suffisante à l’aide de l’ECMO, il est nécessaire d’administrer des poches de fluides pour compléter le volume sanguin, ainsi que des molécules particulières (telles que noradrénaline ou adrénaline) pour renforcer le tonus des vaisseaux sanguins. Cependant, l’administration de fluides ou de ces composés en trop grande quantité est délétère pour l’organisme, et conduit à terme à diminuer la perfusion sanguine des organes. L’objectif de ce projet consiste donc à évaluer différentes stratégies thérapeutiques pour maintenir une fonction circulatoire suffisante avec l’ECMO sans avoir besoin d’administrer trop de fluides ou de ces composés (adrénaline, noradrénaline…). Nous testerons 3 stratégies pharmacologiques différentes visant à limiter la perméabilité des vaisseaux sanguins, 1 stratégie pharmacologique visant à renforcer la force de contraction du cœur et 1 stratégie technologique d’ECMO pulsatile visant à favoriser la récupération du cœur. Nous conduirons ce projet sur un modèle porcin d’arrêt cardiaque réanimé. Ce modèle est particulièrement adapté compte tenu de sa proximité physiologique avec l’Homme et de la possibilité de transposer les techniques et dispositifs d’ECMO à l’Homme.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à montrer le bénéfice des stratégies thérapeutiques envisagées sur la fonction hémodynamique lors de la mise en place d’ECMO chez les patients victimes d’arrêt cardiaque sévère. Les bénéfices sont attendus au vu de la capacité selon les stratégies envisagées à : 1/ maintenir l’intégrité de la paroi interne des vaisseaux sanguins pour réduire la perméabilité vasculaire et donc l’œdème tissulaire ; 2/offrir un volume sanguin suffisant avec un apport hydrique limité ; 3/optimiser le métabolisme cardiaque et donc l’efficacité cardiaque ; 4/favoriser la récupération cardiaque ; 5/diminuer les besoins d’administration en fluides et en catécholamines. Ainsi, les résultats générés permettront d’étayer des arguments en faveur ou en défaveur de ces différentes stratégies sur l’optimisation hémodynamique dans ce contexte. Une fois le bénéfice potentiel sur la fonction hémodynamique mis en évidence, les stratégies choisies pourront être testées lors d’essais cliniques chez l’Homme. Ces stratégies représentent une opportunité majeure de faire progresser la prise en charge des patients victimes d’un arrêt cardiaque sévère pour améliorer le taux de survie de cette affection et la qualité de vie des patients survivants.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une anesthésie générale, une instrumentation impliquant des procédures chirurgicales, à un arrêt cardiorespiratoire puis à une assistance cardiaque. 4 stratégies pharmacologiques et 1 stratégie technologique (1 stratégie par animal) seront testées en fonction des groupes d’animaux. Des prélèvements sanguins d'un volume de 45 mL sous anesthésie seront réalisés tout au long de la procédure. La procédure durera environ 5h incluant le temps de préparation de l'animal.
Impact sur les animaux
Toutes les procédures d’arrêt cardiaque, de mise en place de l’ECMO, de réanimation et de suivi seront réalisées sous anesthésie générale. Les animaux ne ressentiront donc ni le stress, ni la douleur liée à ces procédures. Un léger stress de l’animal associé à une légère douleur lors de l’injection intramusculaire pourront être induits lors de l’administration de la prémédication anesthésique. Dans ce projet, les échecs de réanimation et des hypotensions sont possibles chez les animaux, compte tenu de la difficulté et de la sévérité du modèle.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort en fin de protocole, la réalisation des prélèvements terminaux n'étant pas compatible avec le maintien en vie de l'animal.
Remplacement
L’arrêt cardiaque induit une dysfonction de plusieurs organes après la réanimation. Le caractère intégratif de l’affection ne permet donc pas de la reproduire in vitro ou in silico (absence de Remplacement possible). L’étude de médicaments ou dispositif permettant de lutter contre ses séquelles doit se faire impérativement in vivo, en utilisant des animaux à des fins scientifiques.
Réduction
Le critère de jugement principal sera le volume de fluides nécessaire à maintenir le débit de l’assistance cardiaque. En considérant une différence entre les groupes et par rapport au groupe témoin, le calcul a été déterminé par une approche statistique. Ce calcul permet d’utiliser le nombre d’animaux le plus faible possible pour conduire le projet présenté. Les valeurs estimées de volumes de remplissages mentionnées sont issues de travaux antérieurs.
Raffinement
Dès leur arrivée à l’animalerie, les animaux seront hébergés collectivement dans des boxes avec des copeaux de bois au sol et enrichissement avec des jouets en plastique. Ils bénéficieront d’une période d’acclimatation d’1 semaine. Les animaux seront maintenus sous anesthésie générale tout au long de la procédure avec administration d’antalgiques puissants. La procédure sera interrompue en cas d'atteinte du point limite.
Choix des espèces
Notre choix s’est porté sur l’espèce porcine compte tenu de sa proximité avec l’homme au vu de sa masse corporelle, de son anatomie et de sa physiologie cardiaque et des valeurs usuelles des paramètres hémodynamiques systémiques et cérébraux. Les procédures mises en place chez cette espèce peuvent facilement être transposées à l’Homme. Il s’agit de porcs juvéniles de 35 kg car ce poids facilite la manutention de l’animal pour les expérimentations du projet.
Bioélectronique pour la neurocardiologie dans un modèle porcin : diagnostique et thérapeutique MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Un infarctus du myocarde est provoqué chez 48 cochons sous guidage par rayons X, pendant deux heures, une fois par individu. Ils vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère ou menées sous anesthésie sans réveil, tous tués à l'issue, et le porteur chiffre entre 10 et 20 % le risque de décès pendant la chirurgie par fibrillation ventriculaire. Deux IRM de deux heures, trois cartographies de contact, des stimulations nerveuses qui peuvent provoquer des spasmes musculaires involontaires et jusqu'à huit prélèvements sanguins s'ajoutent pour les individus du groupe chronique, portés de 25 à 60 kg entre le début et la fin du protocole. La cicatrice cardiaque est annoncée "non douloureuse", quand l'ouverture du thorax pour prélever le cœur est classée en "douleur intense (palier 3)", geste par lequel le projet se termine.
Objectifs
4 à 5 millions de décès seraient attribuables chaque année à la mort subite cardiaque, qui est principalement la conséquence des infarctus du myocarde (70%). Dans ces pathologies, l’action du système nerveux favoriserait la survenue des troubles du rythme cardiaque (arythmies). Bien que ces affections représentent un problème majeur de santé publique, les traitements actuels restent à ce jour insuffisants, et/ou associés à des effets secondaires. Aussi, le blocage de l’activité nerveuse (ou neuromodulation) qui a déjà fait ses preuves dans le traitement des douleurs chroniques semble être une piste thérapeutique prometteuse. Le projet vise ici à 1) mieux comprendre le rôle du système nerveux (autonome) dans l’émergence et le maintien des troubles du rythme, et à 2) valider les nouveaux dispositifs implantables et nouvelles approches de neuromodulation à visée thérapeutique, dans un modèle de gros mammifère.
Bénéfices attendus
A long terme, ce projet contribuera à la mise au point et à la validation des capteurs et des modulateurs implantables chez le patient, capables de détecter les anomalies qui précèdent la survenue des troubles du rythme, et d’agir en conséquence sur le système nerveux, pour prévenir la mort subite cardiaque.
Procédures
Un infarctus du myocarde sera induit chez les animaux (2h, une fois par animal), de manière guidée par rayon X (fluoroscopie), qui génèrera une cicatrice non douloureuse dans le muscle. Les animaux du modèle chronique seront aussi concernés par la pose d’un boitier de suivi ECG (1h, 1 fois par animal) pour monitorer l’activité cardiaque chez l’animal éveillé, après la création de l’infarctus. Avant, pendant et après l’induction de l’infarctus, les activités cardiaques et nerveuses seront étudiées par des procédures non invasives et mini-invasives utilisées en clinique, sous anesthésie générale, avec l’administration d’une procédure antidouleur adaptée. Les animaux seront concernés par : - un IRM 1.5T (2h par examen, 2 fois par animal du modèle chronique), - de la cartographie de contact (1h30 par examen, 3 fois par animal des modèles chroniques, 1 fois par animal du modèle aigu) - un monitoring de la pression cardiaque (toute la durée de l’expérience sous anesthésie, 3 fois par animal des modèles chroniques, 1 fois par animal du modèle aigu), - une stimulation cardiaque programmée (environ 1h, 2 fois par animal des modèles chroniques, 1 fois par animal du modèle aigu), - une stimulation bloquant l’activité nerveuse (1h, 2 fois par animal des modèles chroniques, 1 fois par animal du modèle aigu), - un prélèvement de sang dans le sinus coronaire (environ 10 min, 4 fois par animal des modèles chroniques, et 2 fois pour le modèle aigu) - un prélèvement de sang systémique (environ 5 min, 4 fois pour chaque animal des modèles chroniques et 2 fois par modèle aigu) - une coronarographie 3D (30-45 min, 2 fois par animal des modèles chroniques et 1 fois par animal du modèle aigüe). - des prélèvements tissulaires (30 min par prélèvement, 1 fois par animal)
Impact sur les animaux
Les animaux seront mis à jeûn à minima 12h avant l’opération. La création du modèle d’infarctus provoquera la mise en place d’une cicatrice cardiaque non douloureuse. La chirurgie nécessitera l’introduction de cathéters dans les veines/artères, ce qui pourra provoquer une douleur légère et des saignements au moment de leur pose et de leur retrait. Les anesthésies générales peuvent impacter légèrement le bien-être animal en induisant une légère désorientation ou un état léthargique transitoire lors du réveil. Lors des procédures d’imagerie non-invasive (IRM) ou mini-invasive (cartographie de l’activité électrique cardiaque : cartographie de contact), le bien-être animal peut être également impacté par la pose de cathéters (douleur légère et saignement) : au niveau de la patte avant (pour la perfusion de médicaments), au niveau de la veine fémorale et de l’introduction sous le sternum (guide pour la cartographie). La création d’infarctus et les procédures de cartographie de contact peuvent comporter des effets indésirables cardiaques tels que des déclenchements de tachycardie ventriculaire. La stimulation des ganglions nerveux peut provoquer des spasmes musculaires involontaires. Le positionnement du stimulateur sur les ganglions sera rectifié jusqu’à la disparition des spasmes. Le prélèvement du cœur après la mise à mort requiert une ouverture du thorax préalable chez l’animal endormi, soit un acte chirurgical provoquant une douleur intense (palier 3). Une analgésie proportionnelle à l’intensité de la douleur (légère versus intense) sera mise en place.
Devenir
Dans le but de mieux comprendre et caractériser le rôle du système nerveux dans le déclenchement et le maintien des troubles du rythme associés aux infarctus, les cœurs seront prélevés pour cartographier l’activité électrique et ainsi obtenir des données complémentaires à celles enregistrées chez l’animal vivant.
Remplacement
Compte tenu de la visée thérapeutique du projet, les données récoltées nécessitent un modèle proche du patient, et donc l’utilisation de gros mammifère. D’autre part, agir sur la relation système nerveux-cœur implique de l’étudier dans son contexte naturel car cette relation fait appel à des réflexes qui s’établissent de manière complexes à l’intérieur du corps, et passe aussi par la sécrétion de molécules dans la circulation sanguine qui seront dosées. Aujourd’hui, il n’existe pas d’alternative non animale qui permette de reproduire ce degré de complexité et cette ressemblance, ce qui exclue la possibilité de remplacer les animaux. Les résultats obtenus dans ce projet permettront cependant d’enrichir la base de données pour créer des modèles informatiques de cœurs pathologiques grâce à la modélisation, et ainsi à terme de limiter l’utilisation de l’expérimentation animale.
Réduction
Dans le but de réduire le nombre d’animaux, plusieurs méthodes d’analyses seront mises en œuvre afin d’obtenir le maximum de données expérimentales dans ce projet tels que l’IRM, les mesures de l’activité cardiaque (électrique, capacité de contraction, etc…). Les animaux ont été répartis en 4 groupes de 12 individus, soient les animaux contrôles reproduisant la procédure mais sans obstruction des vaisseaux, commun pour les 3 modèles d’infarctus (les infarctus dits reperfusés pour lesquelles l’obstruction du vaisseau est transitoire, les infarctus reperfusés pendant que l’activité neuronale liée au cœur est abolie, et les infarctus dits non reperfusés pour lesquels le blocage d’un vaisseau est définitif). L’utilisation de protocoles expérimentaux identiques permettra également de comparer les groupes entre eux, et ainsi de réduire le nombre d’animaux. L’étude sera pratiquée selon un suivi longitudinal (c’est-à-dire au cours du temps, en plusieurs étapes successives) chez chaque animal, de manière à faire correspondre les paramètres obtenus de leur vivant avant et après l’infarctus, et après avoir prélevé le cœur chez tous les individus. La taille des groupes envisagée est aussi le résultat de précédentes expérimentations menées au laboratoire sur le même modèle animal, pour lesquelles il a été constaté que ce nombre était suffisant pour faire valoir des différences statistiques, lorsque les effets observés ne sont pas dus au hasard. La taille de cette cohorte prend également en compte un risque de perte (10-20%) lié à la procédure chirurgicale, pour laquelle des fibrillations ventriculaires peuvent survenir, induisant le décès de l’animal. Les paramètres mathématiques des données (moyennes, percentiles, écarts standards à la moyenne) seront analysés afin de déterminer le test statistique adéquat à appliquer en suivant.
Raffinement
La prise en compte du bien-être animal s’effectue à plusieurs niveaux. La création des modèles et les expérimentations seront réalisées sous anesthésie générale selon des protocoles approuvés, et avec des procédures analgésiques adaptées à la douleur générée par les gestes chirurgicaux pratiqués. Les constantes de l’animal (fréquence cardiaque, pression artérielle, fréquence respiratoire, etc…) seront suivies par du personnel compétent tout au long de la procédure expérimentale, et les doses d’anesthésiques/analgésiques seront adaptées si des signes de réveil/souffrance étaient observés. Quand les anesthésies générales sont suivies d’un réveil, les animaux recevront un traitement médicamenteux de telle sorte que la douleur post-opératoire soit prise en charge, et leur état de santé général sera surveillé. Si le comportement de l’animal suggère un état de souffrance, un examen vétérinaire sera pratiqué, et sera suivi d’une prise de médicament si nécessaire, ou dans les cas les plus sévères et non traitables, de l’euthanasie. Les animaux bénéficieront de soins quotidiens pratiqués par une équipe de spécialistes compétents. L’hébergement est agréé, les locaux sont entretenus, et les cochons seront regroupés de telle sorte qu’ils pourront exprimer des comportements sociaux naturels, tout en disposant de distractions (Kong, balles, jouets en caoutchouc durs mastiquables …).
Choix des espèces
Parmi les modèles animaux ayant des caractéristiques anatomiques et fonctionnelles proche de l’homme (mouton, porc, chèvre, chien), le porc a été retenu car (i) une très grande expérience des équipes de recherche sur la création du modèle d’infarctus avec cette espèce (ii) ce modèle animal est bien décrit et caractérisé et constitue donc une référence dans la communauté scientifique ; (iii) le personnel impliqué dans ce projet possède une expertise établie de la gestion de ce modèle animal ; (iv) il est déjà utilisé par les autres équipes que regroupe le projet, et permettra la mutualisation des données obtenues. Les animaux seront inclus de telle sort qu’ils disposeront à la fois de caractéristiques fonctionnelles proches de celles de l’Homme, et que leur prise de poids (environ 1 kg / jour) soit cohérente avec une prise en charge adaptée lors de l’expérimentation terminale du modèle chronique. Les cochons des groupes chroniques (infarctus définitifs, infarctus reperfusés, cochons contrôles : groupes 1, 2a et 3 respectivement) seront donc inclus en phase (1) – acquisition des données de base- à 25 kg (1-2 mois), pour peser 25 kg (2-3 mois) lors de la phase (2) – création du modèle- et 60 kg (3-4 mois) lors de la phase (3) – remodelage dû à la lésion-. Pour correspondre aux poids de la phase (2), les animaux prévus pour le groupe d’ischémie reperfusion sous inhibition des ganglions rachidiens (groupe 2b) utilisés uniquement en protocole terminal (c’est-à-dire anesthésie sans réveil) seront inclus à 25 kg, d’âge 2-3 mois.
Impact du stress thermique subi in utero sur le contenu en petits ARN non codants des spermatozoïdes ovins produist à l’âge adulte (RESIST) – partie 1/4
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Pour mesurer si la chaleur subie pendant la gestation modifie le sperme de la descendance, 220 moutons vont être utilisés dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers et modérés. 40 brebis donneuses reçoivent une éponge vaginale, huit injections intramusculaires et deux injections intraveineuses, puis sont tuées pour que leurs utérus livrent les embryons, transférés par chirurgie sous anesthésie générale dans 120 receveuses. 30 des brebis gestantes passent tout leur dernier mois de gestation à 30 °C le jour et 25 °C la nuit, avec un risque d'hyperthermie, de difficultés respiratoires et d'avortement annoncé par le porteur. Les 60 agneaux mâles subissent cinq prises de sang et trois collectes de semence chacun avant d'être tués pour le prélèvement des testicules et de la prostate, les brebis receveuses retournant, elles, au troupeau d'origine.
Objectifs
Dans un contexte de changement climatique, ce projet vise à étudier les conséquences d’une exposition à des températures élevées pendant la fin de la gestation sur le développement de la descendance chez les ovins. L’hypothèse posée par l’étude est qu’une exposition à la chaleur pendant la vie fœtale peut modifier le fonctionnement du placenta et affecter le développement de différents organes chez la descendance. Une attention particulière sera portée au développement de l’appareil reproducteur mâle, car des altérations de la qualité ou de la quantité des spermatozoïdes pourraient avoir des conséquences sur la fertilité et les performances de reproduction. Les analyses porteront notamment sur des mécanismes épigénétiques, qui permettent à notre environnement d'influencer le fonctionnement de certains gènes, sans modifier notre ADN. L’étude repose sur la comparaison d’animaux présentant des capacités différentes de tolérance à la chaleur, élevés dans des conditions climatiques contrastées. Les objectifs scientifiques sont de caractériser les effets du stress thermique sur le fœtus, d’évaluer ses conséquences à long terme sur le développement de la descendance mâle et d’identifier les mécanismes biologiques favorisant l’adaptation aux fortes températures et leur origine. Ce projet se déroulera sur 4 établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet cherche à mieux comprendre les conséquences de l’augmentation des températures liée au changement climatique sur les animaux d’élevage. Plus particulièrement, il étudie l’impact d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement fœtal, le poids à la naissance, la croissance des individus et les capacités de reproduction des animaux à l’âge adulte. Les chercheurs souhaitent déterminer si une exposition à des températures élevées avant la naissance peut avoir des effets durables sur le développement des animaux. Ils étudieront également les mécanismes naturels qui permettent à certains animaux de mieux résister à la chaleur que d’autres et chercheront à savoir si cette capacité d’adaptation dépend principalement de la mère ou des échanges entre la mère et le fœtus pendant la gestation. Les résultats attendus permettront de mieux comprendre comment les animaux s’adaptent aux fortes chaleurs et comment ces adaptations peuvent influencer leur santé et leurs performances de reproduction. À plus long terme, ces connaissances pourraient contribuer au développement de stratégies permettant de limiter les effets négatifs des épisodes de chaleur sur les animaux d’élevage et ainsi aider les filières agricoles à faire face aux conséquences du changement climatique.
Procédures
Les donneuses d’embryons subiront un transport de 2 heures entre l'EU1 et l'EU2, une pose d'éponge par voie intravaginale, une série de 8 injections par voie intra-musculaire et 2 injections intra-veineuses sur animal vigile (EU1). Si les inséminations sont faites avec de la semence congelée, une laparoscopie sera réalisée sur chacune des brebis à inséminer (EU4). Le temps d’intervention de cet acte se compte en minutes (3 à 5 min par brebis). Concernant les receveuses, une pose d'éponge par voie intra-vaginale, une injection par voie intra-musculaire et 2 injections intra-veineuses sur animal vigile et une chirurgie sous anesthésie générale et analgésie pour le transfert d’embryons (30 minutes) seront réalisées (EU2 et 3). Durée de chaque injection : quelques secondes. 3 prises de sang seront effectuées sur l’ensemble des 60 mères gestantes (à 110 jours, 125 et ~147 jours de gestation). 30 de ces brebis gestantes subiront un stress thermique en bâtiment à ambiance contrôlé durant tout le dernier mois de gestation (30°C en journée et 25°C la nuit). Les descendants mâles subiront 5 prises de sang (naissance, 1, 3, 6 et 9 mois) et des collectes de semence (3 éjaculats par mâles à partir de 8 mois d’âge ; EU2). La durée d'une prise de sang est d'une à deux minutes, contention comprise et celle de la collecte d’un éjaculat de quelques minutes.
Impact sur les animaux
Le transport entre l'EU2 et l'EU1 et la découverte d’un nouvel environnement pourra engendrer un stress transitoire chez les femelles. Certains effets indésirables liés à l’anesthésie et la chirurgie peuvent survenir (hypothermie et douleurs post-opératoires). Le stress thermique pourrait entrainer une hyperthermie sur les brebis avec des difficultés de régulation de température corporelle 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. Enfin, le stress généré par l’ensemble des manipulations pourrait également apporter une nuisance supplémentaire.
Devenir
Pour des raisons de compatibilité avec les objectifs de l’étude, la collecte des embryons sera réalisée sur les utérus post-mortem. Les 40 femelles donneuses d'embryons seront donc euthanasiées. Les 120 embryons mâles collectés seront remis en place dans 120 femelles receveuses synchronisées. Toutes celles non gestantes, qui ne seront donc pas intégrées à la suite de la procédure (stress thermique) retourneront au sein du troupeau d’origine (N~60). Toutes celles qui seront gestantes entreront dans l’étape suivante de la procédure (N~60). En fin de procédure, ces mères pourront retourner dans le troupeau d’origine après Le SEVRAGE des descendants. Les descendants mâles seront mis à mort à la fin de l’expérimentation afin de collecter les organes nécessaires à l’étude fonctionnelle de l’impact du dérèglement climatique. L’étude 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’existe actuellement aucune méthode alternative permettant d’étudier de manière fiable les conséquences d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement des animaux après leur naissance et jusqu’à l’âge adulte. Les objectifs du projet nécessitent d’évaluer les interactions complexes entre la mère, le placenta et le fœtus, ainsi que leurs effets à long terme sur la croissance, la santé et la reproduction de la descendance. Les modèles cellulaires ou les cultures de tissus disponibles aujourd’hui ne permettent pas de reproduire l’ensemble des mécanismes biologiques qui se déroulent au cours de la gestation ni d’évaluer leurs conséquences sur l’organisme entier. Ils ne permettent notamment pas d’étudier les effets de la chaleur sur les échanges entre la mère et le fœtus, ni les répercussions de cette exposition sur le développement futur de l’animal. L’utilisation d’animaux est donc indispensable pour atteindre les objectifs scientifiques du projet et améliorer les connaissances sur les conséquences du changement climatique pour les animaux d’élevage.
Réduction
Le nombre d’animaux a été optimisé de façon à obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement valides. En ce sens, le nombre d’animaux inclus dans ce projet a été déterminé de manière à obtenir des résultats scientifiquement fiables tout en limitant au maximum leur utilisation. Les connaissances actuelles ne permettent pas encore de prédire précisément les effets d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement futur des animaux. De plus, certaines caractéristiques biologiques étudiées présentent naturellement une forte variabilité entre individus. Le projet prévoit donc le suivi de 60 descendants mâles issus de mères réparties dans différents groupes expérimentaux, avec ou sans exposition à la chaleur pendant la fin de la gestation. Cette organisation permettra de comparer les effets des conditions étudiées tout en tenant compte de la variabilité naturelle observée entre les animaux. Le nombre d’animaux a également été calculé pour compenser les pertes pouvant survenir au cours de l’expérimentation, notamment lorsqu’une gestation n’aboutit pas ou lorsqu’un animal ne peut pas être inclus dans toutes les étapes du suivi. Afin d’obtenir les 60 descendants nécessaires à l’étude, 120 femelles receveuses seront incluses dans le protocole. 40 femelles donneuses seront également nécessaires pour produire les embryons transférés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe, conformément à leur comportement naturel, dans des espaces adaptés avec une litière paillée et différents enrichissements permettant de favoriser leur confort et leurs comportements habituels. Les interventions chirurgicales nécessaires à l’insémination intra-utérine (éventuelle) et au transfert des embryons seront réalisées sous anesthésie générale avec une prise en charge adaptée de la douleur avant, pendant et après l’intervention. Des mesures complémentaires seront mises en place pour assurer le confort des animaux, notamment le maintien de leur température corporelle pendant et après la chirurgie. Les techniques utilisées sont choisies afin de limiter au maximum le caractère invasif des interventions et de favoriser une récupération rapide. Les prélèvements sanguins seront réalisés par du personnel qualifié et expérimenté selon des méthodes couramment utilisées en élevage. Ces actes sont de courte durée et n’entraînent qu’une gêne légère et temporaire. Les animaux seront habitués à la présence des soigneurs et manipulés dans des conditions visant à réduire leur stress. Après chaque prélèvement, une récompense alimentaire leur sera distribuée. L’état de santé et le comportement des animaux seront surveillés quotidiennement pendant toute la durée du projet. En cas d’apparition d’un problème de santé ou de signes de douleur, un traitement approprié sera administré sous la supervision du vétérinaire référent afin de limiter au maximum toute souffrance.
Choix des espèces
Les ovins ont été choisis 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 taille des animaux) permettent aux ovins de servir de modèle pour d’autres espèces et notamment les gros ruminants. Cette étude permettra 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. Mais également d’identifier les mécanismes de thermo-adaptation et leur origine, en comparant deux races ovines ayant des capacités de résilience différentes au stress thermique (race française vs Brésilienne). Toutes les femelles (donneuses et receveuses) seront des adultes sexuellement matures. Les animaux générés après mise-bas seront des agneaux mâles et ils seront suivi jusqu’à un stade post-puberté (~9 mois d’âge). 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.