Mammifères "de rente"
Étude comparative de la reprise fonctionnelle post-transplantation rénale sur modèle porcin à partir d’organes génétiquement modifiés soumis à diverses techniques de conservation
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Arrivés dix jours avant l'opération, âgés de deux à trois mois, 30 porcelets sont répartis en cinq groupes, les uns recevant un rein de porc génétiquement modifié importé des États-Unis au cours d'une chirurgie de deux heures trente, les autres subissant l'ablation d'un rein ou une opération factice. Ils passent ensuite quatorze jours seuls en cage métabolique, sous immunosuppresseurs, avec trente prises de sang, quatorze recueils d'urine et quatre biopsies sous anesthésie. Les procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance sévère, et le porteur annonce des douleurs postopératoires, des hématomes, des abcès possibles et des infections opportunistes liées au traitement. Tous sont tués à la fin de l'étude, au nom de la biosécurité des animaux génétiquement modifiés et des analyses post-mortem.
Objectifs
La transplantation d’organes constitue aujourd’hui un traitement indispensable pour de nombreux patients atteints de maladies graves. Cependant, la pénurie de greffons humains reste un problème majeur. Une piste de recherche innovante est la xénotransplantation, c’est-à-dire l’utilisation d’organes animaux (en particulier de porc) modifiés génétiquement pour être compatibles avec l’organisme humain. Le porc est une espèce de choix car son système urinaire est proche de celui de l’humain, et la transplantation rénale a déjà été largement étudiée dans ce modèle. Ces organes ne peuvent être produits que dans des conditions très particulières : élevages hautement sécurisés, exempts de pathogènes, et grâce à des techniques de modifications génétiques complexes. Actuellement, ces infrastructures de pointe existent surtout aux États-Unis, où les premiers greffons porcins génétiquement modifiés ont été développés. Une question essentielle est donc de savoir s’il est possible d’importer ces organes jusqu’en Europe, tout en garantissant leur bonne conservation et leur capacité à fonctionner après transplantation. Le projet vise à tester cette faisabilité dans un modèle porcin, par analogie avec la transplantation humaine. Concrètement, des reins de porcs génétiquement modifiés seront transportés depuis les États-Unis jusqu’en France selon différentes modalités de conservation (méthodes de préservation statique et perfusions hypothermiques). Ces greffons seront ensuite transplantés dans des porcs receveurs, eux-mêmes soumis à un traitement immunosuppresseur, comme ce serait le cas pour un patient humain après une greffe. Afin d’interpréter correctement les résultats, des groupes contrôles seront également constitués : des animaux subiront une intervention factice (sans greffe) ou une simple ablation d’un rein. Cela permettra de distinguer les effets propres à la chirurgie, à l’immunosuppression et à la conservation des greffons. L’objectif final est de déterminer si un transport transatlantique d’organes de porc génétiquement modifiés est réalisable, et si ces greffons sont capables de reprendre une fonction satisfaisante après transplantation. Ces résultats permettront de préparer de futures applications cliniques et d’accélérer le développement d’une solution durable au manque d’organes humains.
Bénéfices attendus
Le projet vise à répondre à un problème de santé publique majeur : la pénurie d’organes disponibles pour la transplantation. Chaque année, de nombreux patients meurent faute de greffon compatible. La xénotransplantation, c’est-à-dire l’utilisation d’organes de porc génétiquement modifiés, représente une solution potentielle à ce manque. L’un des principaux obstacles à son développement en Europe est la difficulté à produire localement ces organes, qui nécessitent des élevages hautement spécialisés et coûteux. Actuellement, ces infrastructures existent surtout aux États-Unis. Il devient donc essentiel de savoir si un transport transatlantique est possible tout en garantissant la viabilité des organes. Ce projet apportera plusieurs bénéfices concrets : • Évaluer la faisabilité en France : il permettra de savoir si des greffons développés aux États-Unis peuvent être utilisés en France, ouvrant la voie à de futures applications cliniques. • Tester différentes méthodes de transport et de conservation : en comparant plusieurs techniques, il sera possible d’identifier la meilleure solution pour préserver les organes. • Préparer l’utilisation d’autres organes : les résultats obtenus sur le rein pourraient s’appliquer non seulement à d’autres reins disponibles aux États-Unis mais non utilisés localement, mais aussi à d’autres organes comme le foie ou le coeur. • Accélérer l’accès aux patients : à terme, ces travaux pourraient réduire les délais d’attente pour une greffe et sauver des vies.
Procédures
Pour les animaux des groupes avec retrait des reins et transplantation : procédure chirurgicale sous anesthésie générale avec analgésie per et postopératoire et surveillance, d'une durée de 2h30. Pour les animaux du groupe contrôle avec retrait d'un rein : procédure chirurgicale sous anesthésie générale avec analgésie per et postopératoire et surveillance, d'une durée de 1h30. Pour les animaux du groupe contrôle intervention factice : procédure chirurgicale sous anesthésie générale avec analgésie per et postopératoire et surveillance, d'une durée de 1h. Pour tous les animaux : 3 prises de sang sous anesthésie générale en début et fin de chirurgie. 30 prélèvements sanguins sur animal vigile, à l’aide d’un cathéter posé lors de la procédure initiale (durée 5 minutes). 14 prélèvements d’urine en cage métabolique. Hébergement individuel en cage métabolique durant 14 jours post greffe. 4 prélèvements de tissus par biopsie sous anesthésie générale (durée 20 minutes chacun).
Impact sur les animaux
Durant les 14 jours de l’étude, les animaux seront maintenus en cage métabolique individuelle afin de permettre un suivi clinique, biologique et fonctionnel rapproché. Cette période implique un isolement relatif (contacts visuels et olfactifs avec les congénères maintenus) et une limitation des déplacements, susceptibles de générer un stress. Des prélèvements sanguins réguliers seront nécessaires pour le suivi de la fonction de l’organe greffé, ainsi que pour l’ajustement du traitement immunosuppresseur. Ces manipulations peuvent occasionner une gêne temporaire, un risque d’infection locale. L’injection pour la première anesthésie peut provoquer une douleur ainsi qu’un hématome, et la contention lors de cette injection peut engendrer du stress. Les interventions chirurgicales majeures (transplantation rénale, néphrectomie simple ou intervention factive) sont susceptibles d’entraîner des douleurs postopératoires,. Des complications opératoires peuvent survenir, telles qu’un hématome ou un abcès. Enfin, l’administration prolongée d’un traitement immunosuppresseur expose les animaux à des effets secondaires potentiels, notamment des troubles digestifs (diarrhées), une altération de l’état général ou des infections opportunistes.
Devenir
L'ensemble des animaux seront euthanasiés à l'issue du projet, pour plusieurs raisons scientifiques, médicales et éthiques, qui ne permettent pas d’envisager le maintien en vie des animaux après la fin de l’étude. Tout d’abord, les greffes réalisées dans ce protocole utilisent des organes de porcs génétiquement modifiés, spécifiquement développés pour limiter le rejet immunologique et permettre une meilleure compatibilité avec l’organisme receveur. Ces organes sont importés depuis les États-Unis dans des conditions très contrôlées. Pour des raisons de biosécurité et afin d’éviter toute diffusion d’animaux génétiquement modifiés dans l’environnement, il n’est pas possible de conserver ces porcs au-delà de la durée de l’expérimentation. Ensuite, les animaux greffés sont soumis à un traitement immunosuppresseur intensif, nécessaire pour éviter le rejet de l’organe. Ce traitement, comparable à celui reçu par les patients transplantés, expose néanmoins les animaux à un risque élevé d’infections et à une fragilité importante de leur état de santé à long terme. Le maintien prolongé en vie des animaux sous cette médication ne serait ni justifiable scientifiquement, ni acceptable d’un point de vue éthique en raison des souffrances potentielles. Par ailleurs, même dans les groupes témoins (chirurgie factice ou néphrectomie simple), la valeur scientifique des observations repose sur la comparaison de résultats entre groupes à un moment donné. Prolonger la vie de ces animaux ne contribuerait pas à l’objectif de l’étude et n’apporterait pas d’informations supplémentaires. L'euthanasie permet en revanche de réaliser des analyses post-mortem détaillées (examens histologiques et biologiques des organes et tissus), indispensables pour comprendre les mécanismes de la reprise ou de l’échec fonctionnel des greffes.
Remplacement
À ce jour, il n’existe pas d’alternative satisfaisante à l’utilisation d’animaux vivants pour atteindre les objectifs scientifiques de ce projet. L’évaluation de la fonction d’un organe transplanté nécessite un organisme vivant avec une circulation systémique, une réponse immunitaire complète et un métabolisme fonctionnel permettant d’observer la reprise de fonction, les interactions tissulaires et les phénomènes de rejet. Des dispositifs de perfusion ex vivo peuvent être utilisés pour évaluer temporairement la viabilité d’un organe. Toutefois, ces systèmes présentent des limites majeures : ils ne permettent pas d’observer une reprise fonctionnelle sur le moyen ou long terme ni de modéliser la réponse immunitaire. De plus, leur durée d’utilisation est limitée à quelques heures, sans possibilité de suivi dynamique sur plusieurs jours ou semaines. L’autre alternative théorique consisterait à utiliser un modèle cadavérique. Cependant, ces modèles ne disposent pas d’une circulation active ni d’une fonction métabolique permettant une perfusion des organes transplantés. Ils sont donc inadaptés à l’évaluation fonctionnelle et immunologique post-greffe. Le recours à un modèle animal vivant est ici indispensable pour cette étude préclinique, qui vise à évaluer de manière dynamique la reprise fonctionnelle d’organes porcins génétiquement modifiés après transplantation, ainsi que l’impact de différentes modalités de conservation et de transport. Ces données sont cruciales pour garantir la sécurité et l’efficacité des futures applications chez l’humain. Les connaissances acquises dans ce modèle sont une étape incontournable avant toute application clinique, en cohérence avec les exigences réglementaires et éthiques internationales en matière de xénotransplantation.
Réduction
Cinq groupes expérimentaux de 6 porcs sont constitués, soit un total de 30 animaux. Cette étude constitue une étude pilote de faisabilité et de comparaison, visant à évaluer différentes modalités de conservation des greffons dans un modèle préclinique de xénotransplantation. Son objectif est essentiellement descriptif et exploratoire : les données générées permettront d’alimenter et de calibrer des études ultérieures de plus grande envergure. Compte tenu de ce caractère exploratoire, il n’est pas possible de calculer un nombre de sujets nécessaires, cependant le nombre de porcs est déterminé suite aux résultats d'un protocole préalablement réalisé dans l’établissement. De plus, une analyse approfondie des données déjà disponibles dans la littérature scientifique et une consultation avec des experts en transplantation ont permis de valider ces effectifs. En complément, des critères fonctionnels secondaires (notamment biologiques et cliniques) seront recueillis pour affiner l’évaluation de la reprise de fonction du greffon et enrichir l’interprétation des résultats. Enfin, compte tenu de la complexité chirurgicale et des risques inhérents à ce type de modèle expérimental (perte de greffon, complication opératoire imprévisible), il est nécessaire de prévoir un effectif minimal permettant de garantir la validité scientifique de l’étude, tout en respectant l’exigence de réduire autant que possible le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Les animaux arriveront 10 jours avant la chirurgie sur la plateforme pour s’acclimater aux locaux et au personnel. Ils seront hébergés en cases collectives dans une salle climatisée. L’enrichissement du milieu sera assuré par l’ajout de paille, de bidons et de jouets adaptés. Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie générale. Une antibioprophylaxie sera administrée pendant 7 jours. La douleur sera prise en charge par une analgésie multimodale. Une surveillance vidéo sera mise en place. Les animaux seront placés en cage métabolique pendant la durée du projet pour le suivi fonctionnel rapproché, avec limitation des déplacements. Afin d’atténuer l’impact de cet isolement, plusieurs animaux seront suivis en parallèle, et les cages seront proches pour permettre un contact visuel, auditif et olfactif entre congénères. Durant tout leur séjour sur la plateforme, les animaux seront manipulés avec douceur et dans le calme, des récompenses (caresses, sucreries) seront dispensées après chaque acte. Des critères de surveillance quotidiens seront appliqués. En cas de signes d’altération de l’état général, une évaluation sera immédiatement menée avec le vétérinaire référent, le porteur du projet et le responsable du bien-être animal. Un bilan biologique et d’imagerie sera réalisé si nécessaire, avec une reprise chirurgicale possible. Des points limites seront définis; leur atteinte entraînera une décision d’euthanasie anticipée si aucune amélioration rapide n’est attendue. L’euthanasie sera alors pratiquée sous anesthésie générale. Les potentiels effets secondaires liés au traitement immunosupresseur seront surveillés attentivement et feront l’objet d’un traitement symptomatique adapté.
Choix des espèces
Le choix du porc comme espèce expérimentale est motivé par sa grande pertinence scientifique et translationnelle. Sur le plan anatomique et physiologique, le système urinaire porcin est très proche de celui de l’humain, ce qui en fait un modèle particulièrement adapté pour l’étude de la transplantation rénale. De plus, les organes génétiquement modifiés actuellement développés pour la xénotransplantation sont issus de porcs : dans le cadre de ce projet, l’utilisation du porc permet donc de recréer une situation d’“allotransplantation” parfaitement représentative de ce qui est envisagé en clinique humaine. La transplantation rénale chez le porc est une technique bien décrite, largement utilisée dans la recherche expérimentale et reconnue comme modèle de référence pour l’analyse des phénomènes d’ischémie-reperfusion. Ainsi, l’utilisation de cette espèce garantit à la fois la faisabilité technique, la robustesse des résultats et leur pertinence directe pour la médecine humaine Les animaux utilisés seront des porcelets âgés de 2 à 3 mois, pesant entre 30 et 40 kg. Cette tranche d’âge a été choisie car elle permet une taille corporelle compatible avec les organes porcins génétiquement modifiés prélevés aux États-Unis, assurant ainsi la faisabilité des transplantations. Elle offre également une configuration anatomique et vasculaire suffisamment proche de celle de l’humain pour la réalisation des gestes chirurgicaux complexes, tout en conservant un poids et un gabarit permettant de manipuler et de surveiller l’animal pendant le suivi post-greffe. Ce stade de développement constitue un compromis optimal entre maturité physiologique, tolérance à la chirurgie et conditions de suivi expérimental.
Evaluation de l’efficacité, de l’innocuité, et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs pour le traitement des affections en gastro-entérologie.
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles gastrointestinaux
Cochons : 250
Moutons : 50
250 cochons, 50 chiens et 50 moutons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une intervention chirurgicale, parfois deux, l'une pour créer une lésion vasculaire ou tissulaire, l'autre pour implanter le dispositif médical à évaluer, auxquelles s'ajoutent des prélèvements sanguins hebdomadaires et des examens d'imagerie sous anesthésie. Les bénéfices annoncés pour les patients, cicatrisation plus rapide et réopérations évitées, restent au conditionnel, tandis que les chiens sont retenus, écrit le porteur, parce qu'ils sont les seuls à posséder un tractus intestinal identique à celui de l'humain. Sur le remplacement, il affirme que l'expérimentation sur "organisme entier" est "incontournable" et relève d'une obligation réglementaire, et indique qu'aucune approche statistique n'a servi à fixer l'effectif.
Objectifs
L’évaluation et le développement de nouvelles méthodes, molécules, dispositifs et techniques pour les affections de l’appareil digestif et ses annexes par des méthodes de chirurgie et mini-invasives nécessite une phase de recherche pré-clinique et développement qui permet de mettre au point ces méthodes et vérifier leur sécurité. Les maladies digestives sont un enjeu majeur de santé publique. Cancers, pathologies liées à l'alcool, aux virus (hépatite B et C), maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (dont la maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique), urgences digestives, reflux gastro-oesophagien, troubles fonctionnels intestinaux, affections proctologiques, chirurgie de l’obésité, en sont des exemples. On recense plus de 800 maladies digestives. De nombreux facteurs de risque influencent ces maladies : les agents infectieux, les modes de vie (précarité, alcool, tabac, toxicomanie, sexualité, alimentation, surpoids et stress) et l'âge. Bien souvent associées à une diminution de l'espérance de vie et/ou une altération majeure de la qualité de vie des malades et de leurs proches, les maladies digestives ont un coût humain et sociétal élevé. Aujourd'hui près de 2 français sur 10 en souffrent. La fréquence de ces maladies devrait encore augmenter dans les années à venir en raison notamment du vieillissement de la population.
Bénéfices attendus
L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité et de l’efficacité des implants pour éviter leur rejet, et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation qui handicapent les patients, et réduire le traumatisme tissulaire, corollaire de ces interventions, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes. - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. - Des procédures chirurgicales d'implantation de dispositif vasculaire avec ou sans procédure chirurgicale de création de modèle lésionnel préalable. Chaque animal du projet ne subira qu'une seule chirurgie d'implantation de dispositif vasculaire associée ou non à une chirurgie de création de modèle antérieur soit une seule et parfois deux interventions chirurgicales par animal dont une mini-invasive pour la création de modèle lésionnel. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins/bovins, de 6 à 12 heures pour les chiens) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive de type lésion vasculaire, création d'un defect tissulaire, ligature ou occlusion de vaisseaux par exemple - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale, l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés, la protection des plaies, la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux).
Devenir
Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, auniveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des examens d'imagerie, scanners, IRM par exemple), par l'interrogation des dispositifs, et enfin au niveau tissulaire par laréalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.
Remplacement
La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.
Réduction
Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.
Raffinement
Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateau technique opératoire et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (AINS et/ou opioïdes). Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux ou individuellement pour les besoins de l'étude, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet.
Choix des espèces
Les dispositifs testés dans ce projet doivent l’être sur une anatomie semblable à celle de l’Homme avec les mêmes dimensions. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés à cette fin. - Les porcins en tant que monogastiques sont le modèle de choix pour les études digestives. La taille, le volume relatif des différents organes digestifs ainsi que la structure de la paroi abdominale sont similaires à l'homme. - Les ovins sont un modèle pertinent pour évaluer la durabilité de l'ancrage des dispositifs. L'emploi du modèle ovin peut toutefois être limité du fait de la rumination et de sa physio-anatomie particulière. - Les canins ne seront utilisés que plus rarement, lorsqu'il sont le seul à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle la plus proche de l'homme. Par exemple les canins sont le seul modèle avec tractus digestif intestinal identique à l'Homme (présence d'un colon spiral chez l'espèce porcine). Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou des adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.
Réalisation d’un atlas anatomique de l’utérus et du fœtus ovins en cours de gestation par imagerie
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Construire un outil de réalité virtuelle pour former les inséminateurs suppose ici d'imager l'utérus de brebis gestantes. 10 brebis vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, et toutes retourneront à l'élevage pour mettre bas puis entrer dans de nouveaux protocoles. À quatre reprises, aux 30e, 50e, 90e et 120e jours de gestation, chacune subit une échographie sur animal vigile puis une anesthésie générale avec intubation orotrachéale pour cinquante minutes d'IRM. Le porteur reconnaît ne disposer d'aucune référence sur l'effet de quatre anesthésies répétées sur le développement du fœtus, et évoque un retard de croissance possible ainsi qu'une inflammation de la trachée des brebis.
Objectifs
Ce projet s’inscrit dans un programme sur le thème de la reproduction ovine et plus précisément de l’insémination artificielle. L’insémination artificielle (IA) chez les ovins consiste à déposer la semence d’un bélier dans le vagin d’une brebis, à l’entrée du col de l’utérus (cervix). Ce geste, appelé IA cervicale, nécessite une bonne connaissance de l’anatomie du tractus génital ovin (vagin, cervix, utérus), et est réalisé par des inséminateurs agréés, formés (théorie et pratique) sur animaux vigiles. Nous souhaitons développer un outil de réalité virtuelle de l’anatomie de la brebis basé sur l’inclusion d’images échographiques de brebis dans un outil existant, qui permettra de proposer une formation pratique virtuelle à l’insémination avant la mise en pratique sur animaux vivants.
Bénéfices attendus
Le projet permettra d’obtenir des données anatomiques de référence sur la morphologie du tractus génital et du fœtus au cours de la gestation chez la brebis. L’imagerie IRM du fœtus au cours du développement permettra de constituer une banque de données de référence sur le développement du fœtus (dimensions, orientation, impact de la gemellité). Le projet réalisera des images en simultané par échographie et IRM à différentes étapes du développement. Cela permettra d’évaluer par IRM l’efficacité de l’échographie pour les diagnostics de gestation, le dénombrement des fœtus (simples, jumeaux, triplés) et éventuellement mesurer des paramètres de normalité du développement (taille du crâne par exemple). L’outil permettra aux éleveurs d’anticiper le nombre d’agneaux à naitre et d’améliorer les conditions d’élevage. Toutes les données seront incluses dans un modèle virtuel de développement fœtal ovin. Un outil virtuel du tractus génital de brebis sera développé à l’aide d’un casque de réalité virtuelle. Cet outil sera utilisé par différentes organisations : - universitaires : les universités et écoles vétérinaires pourront former les étudiants à l’anatomie de la brebis sans utiliser d’animaux, former les vétérinaires à des gestes opératoires sur un modèle virtuel avant de pratiquer sur animaux vivants. Cette méthodologie de création d’outils virtuels d’insémination / opération / traitement thérapeutique pourra ensuite être appliquée à d’autres espèces. - professionnelles : les structures de formation des inséminateurs pourront former les inséminateurs à l’IA cervicale et intra-utérine sur un modèle virtuel avant de pratiquer sur animaux.
Procédures
A quatre reprises au cours du protocole (30ème, 50ème, 90ème et 120ème jour de gestation), les animaux seront soumis à une échographie de l’utérus en étant vigile (5 min) puis à une anesthésie générale suivie par une acquisition IRM pour imager le tractus génital et le fœtus (50 min).
Impact sur les animaux
Les animaux pourront subir un stress lors de la manipulation pour chaque anesthésie et échographie, ainsi que pendant le transport de l’élevage vers la plateforme (et le retour). Un hématome peut apparaître lors de l’induction de l’anesthésie par voie intraveineuse. Nous ne disposons pas de références sur l'effet que les 4 anesthésies répétées pourraient avoir sur le développement du foetus. Un retard de développement pourrait être une conséquence. Les intubations orotrachéales répétées à 30 jours d'intervalle peuvent entraîner une inflammation de la trachée des brebis.
Devenir
Toutes les brebis retourneront à l'élevage pour achever leur gestation, mettre bas, et entrer dans de nouveaux protocoles.
Remplacement
Le développement fœtal est un processus complexe qui ne peut pas, à ce jour, être remplacé par des modèles in vitro.
Réduction
La morphologie du tractus génital et du fœtus ovin varie entre individus. De plus, les gestations sont simples, jumellaires ou, plus rarement, triples. Pour avoir a minima 3 animaux par condition, nous avons retenu un nombre de 10 brebis pour tenir compte de cette variabilité.
Raffinement
L’IRM est un outil de choix pour investiguer de façon précise et non invasive des questions au niveau de l’organe ou du tractus entier. Les animaux expérimentaux feront l’objet d’une surveillance accrue dans la période qui suivra l’administration de l’anesthésie pour l’imagerie. Pendant toute la durée de l’expérimentation, ils seront maintenus en groupe au sein d'un environnement social stable, dans des conditions adaptées aux herbivores, litière de paille et foin ad libitum. Ils seront manipulés dans le calme par des agents expérimentés. Ils seront mis à jeun 12 heures avant l’anesthésie avec abreuvement adlibitum. Le protocole d'anesthésie sera adapté afin de s'adapter au statut gestant des brebis, et de limiter au maximum les effets potentiels sur le foetus. Prémédication et induction par injection, Intubation orotrachéale puis inhalation d’un mélange gazeux d’oxygène 100%, et maintien de l'anesthésie par perfusion pendant l’imagerie. Les animaux seront perfusés avec du glucose pendant la durée d'acquisition à l'iRM. Ils seront maintenus sous oxygène à la fin de l’anesthésie pour améliorer la qualité et la rapidité du réveil. Dès que l’animal présentera les premiers signes de déglutition ou de clignement des paupières, il sera extubé.
Choix des espèces
Le modèle ovin est retenu comme modèle animal de gestation multiple et pour des raisons agronomiques (diagnostic de gestation). Les brebis seront adultes et gestantes pour étudier le développement fœtal.
Evaluation de l’effet d’un additif anti-méthanogène sur les émissions de méthane, les rejets d’azote, les performances de productions et la digestibilité de la ration chez le jeune bovin en engraissement
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
40 jeunes bovins vont être utilisés pendant huit à dix mois, 24 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 16 dans un niveau léger. Trois séries de prélèvements comprennent 18 mL de sang à la veine caudale, une fouille rectale et 400 mL de jus de rumen recueillis par sonde gastro-œsophagienne, geste qui peut irriter l'œsophage. Quinze jours à l'attache en stalle complètent la mesure de digestibilité. L'additif testé doit réduire les émissions de méthane entérique, et les 24 animaux du volet digestibilité sont abattus pour que leur carcasse soit évaluée, les 16 autres vendus sur pied. Le porteur indique avoir déjà mené les tests in vitro sur la fermentation du rumen et revendique un "besoin" d'animaux expérimentaux pour confirmer les effets in vivo.
Objectifs
L'objectif de cette expérimentation, menée chez le jeune bovin engraissé avec des régimes à base d’ensilage d’herbe, est de mesurer les émissions de méthane entérique, les performances zootechniques (in vivo et à l’abattoir), la digestibilité de la ration, la partition de l'azote alimentaire, ainsi que les modifications du métabolisme protéique et de la structure du microbiote ruminal induites par la supplémentation de la ration avec un additif anti-méthanogène. Un objectif secondaire consistera à confirmer ou identifier des proxies plasmatiques, urinaires, fécaux et ruminaux permettant de prédire les émissions de méthane, la digestibilité de la ration et les rejets d'azote urinaire chez le bovin engraissé.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont de confirmer l'effet anti-méthanogène de l'additif, d'identifier les mécanismes d'action de l'additif sur le microbiote ruminal et d'évaluer les effets secondaires de cet additif sur la digestion, les rejets d'azote, le métabolisme, les performances et la qualité de la carcasse de l'hôte. L’ambition est d'implémenter des bases de données incluant des données phénotypiques de bovins, tels que l'émission de méthane entérique, la digestibilité de la ration, et les rejets d'azote, ainsi que des prédicteurs de ces phénotypes d'intérêt zootechnique (microbiens, analyse fécale (spir), abondance naturelle isotopique, métabolites sanguins) difficiles à mesurer en pratique avec des méthodes de réference.
Procédures
Durant les 8-10 mois de l'expérimentation, 3 prélèvements de sang, de fécès et de jus de rumen auront lieu en début, milieu et fin de période. Le volume de sang prélevé au niveau de la veine caudale sera à chaque fois de 18 mL. La prise de sang durera moins de 3 minutes. La collecte de fécès sera de 500g et se fera en quelques secondes lors de la déféquation de l'animal. Le prélèvement de jus de rumen d'un volume de 400 mL sera réalisé en 3 minutes par prélèvement gastro-oesophagien. La fréquence des prélèvements exclue tout type de complications liée à la récupération des animaux. La phase de digestibilité durera 15 jours (5 jours d'habituation à l'environnement et 10 jours de mesures).
Impact sur les animaux
Différents prélèvements (collecte de jus de rumen, fécès, sang) sont prévus pour caractériser la réponse physiologique, métabolique et digestive des bovins allaitants. Le prélèvement de jus de rumen sera réalisé par prélèvement gastro-oesophagien (PGO) et pourrait engendrer une légère iritation de l'oesophage. La prise de sang sera effectuée à la veine caudale et les de prélèvements de fèces par fouille rectale. Ces prélèvements seront réalisés en cage de contention et sont susceptibles d'induire de l'inconfort (léger à modéré) pendant la manipulation. La fréquence des prélèvements des 3 matrices (fécès, sang et jus de rumen) sera limitée au minimum nécessaire à savoir en début, milieu et fin d'expérimentation pour mesurer une cinétique d'action du produit. Au total, les animaux seront prélevés 3 fois pendant l'essai qui durera entre 8 et 10 mois. La contention de l'animal pour ces 3 prélèvements durera 10 minutes maximum. Concernant la digestibilité, les animaux seront à l'attache durant 15 jours dont 5 jours d'habituation. (cf préconisations consortium Eu-smartcow)
Devenir
A l'issue de cette expérimentation, les 16 animaux de la procédure 1 seront vendus sur pieds. Les 24 autres animaux (ceux ayant participé à la procédure 2) seront abbatus car leur carcasse sera évaluée pour l'étude des performances zootechniques à l'abbatoir.
Remplacement
La réponse concomittante de l'hôte et du microbiote ruminal à l'additif ne peut à ce jour être remplacé par aucune stratégie in vitro ou in sillico. L'un des objectifs du projet est d'identifier et de valider des indicateurs ou biomarqueurs capables de prédire la digestibilité de la ration et les rejets d'azote, deux paramètres qui nécessitent actuellement l’utilisation de cages de digestibilité. En conséquence, nous avons besoin de méthodes de référence qui ne peuvent être remplacées par la procédure en cours. À terme, ces indicateurs pourraient être proposés comme alternative aux méthodes de référence nécessaires en recherche. L'utilisation des techniques in-vitro pour étudier l'effet de l'additif sur la fermentation ruminale a été déjà réalisée et par conséquent nous avons besoin d'animaux expérimentaux pour confirmer les effets in-vivo.
Réduction
Pour cette expérimentation, 40 jeunes bovins seront mobilisés. Ce chiffre est basé sur les résultats obtenus au préalable par notre équipe chez le jeune bovin Charolais en engraissement alimentés avec des régimes comparables. Pour les mesures de digestibilité notre objectif est de démontrer l'absence de différence entre les deux traitements (test d'équivalence). Pour cela nous avons obtenu 20 animaux par traitement en considérant une absence d'effet lorsque la différence entre les deux traitements est inférieur à 2%. Dans le cadre cette expérimentation, les émissions de méthane seront mesurées au moyen de 2 collecteurs et analyseurs d'air (GreenFeed), une alternative toute aussi précise mais moins contraignante que les chambres respiratoires pour les animaux.
Raffinement
Les bâtiments sont dotés d'équipements pemettant un enrichissement du confort des bovins (brosses) et un suivi fin de leur santé et de leur bien-être (outils d'élevage de précision). Les animaux sont habitués à la cage de contention (passage systématique tous les 15 jours pour effectuer des pesées et notes d’état corporel). De plus, les prélèvements de fecès par fouille rectale ne sont réalisés que si les animaux ne défèquent pas naturellement. Concernant la phase d'étude de la digestibilité, les stalles ont été développées pour répondre aux besoins des animaux en termes de bien-être animal. Elles sont ainsi modulables pour s'adapter à la morphologie de l'animal, sont équipées de tapis et offrent un accès à volonté à l'eau et au sel. Ces stalles ouvertes permettent aux animaux de garder un contact visuel, auditif et olfactif entre eux. Concernant les points limites, l’ensemble des manipulations (contention + prélèvement) n’excèdera pas 10 minutes par animal et dans le cas contraire, sera reporté ou annulé. Pour le prélèvement d'adipocyte, une anestésie locale sera mise en place sur la zone d'incision. Les signes de modification de comportement dans la prise alimentaire, la posture, la réactivité ou/et les vocalisations seront surveillés les jours suivants les prélèvements. Dans le moindre doute, le vétérinaire d'élevage sera contacté et les soins prescrits mis en place et si besoin l'animal sera sorti de la procédure.
Choix des espèces
En France, l’agriculture représente 19% des émissions de gaz à effets de serre (selon le CITEPA), dont près de la moitié provient des élevages bovins lait et viande. Les émissions de méthane entérique, coproduit de la digestion de la cellulose par les ruminants, représentent environ 50% des émissions de GES d’une exploitation bovine. Le méthane entérique des bovins représente donc près de 5% des GES totaux français. Les élevages bovins lait et viande sont ainsi confrontés aux objectifs de décarbonation des activités. Il convient donc d'acquérir des références sur les bovins allaitants pour lesquels, on dispose de très peu de références. Les jeunes bovins seront en croissance dans des conditions similaires à ceux élevés pour la filière commerciale.
Etude de l’effet du pâturage séquentiel alterné mixte ovins/bovins sur le bien-être et le parasitisme des animaux
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Bovins : 22
Comparer deux conduites de pâturage, l'une mêlant ovins et bovins, l'autre spécialisée en ovins, place 292 brebis, agneaux et génisses dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Prélèvements de fèces par stimulation rectale chaque mois pendant quatre mois, prises de sang de 10 mL à la veine jugulaire ou caudale en début et en fin d'essai. Le porteur reconnaît qu'une très forte infestation parasitaire pourrait survenir, surtout chez les agneaux du lot spécialisé, ceux-là mêmes qui tiennent le rôle de point de comparaison. Aucun animal n'est tué dans le cadre du projet. Les brebis et les génisses rejoignent le troupeau de l'établissement, les agneaux repartent vers l'engraissement.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’étudier les effets du pâturage séquentiel alterné entre ovins et bovins au printemps sur le parasitisme et le bien-être des animaux. Une de nos hypothèses de travail est que les bovins apportent un bénéfice aux ovins en termes de parasitisme, y compris lors de pâturage séquentiel alterné. L’expérimentation analytique vise donc à mesurer les effets de l’introduction d’un troupeau de bovins dans le cycle de pâturage d’un troupeau ovin. Pour cela, un système mixte sera comparé à un système ovins spécialisé pris comme témoin. Seront notamment abordées les questions de la conduite au pâturage des deux espèces et la gestion des lots. L’excrétion parasitaire, les performances zootechniques du troupeau, ainsi que les conditions de travail seront observées.
Bénéfices attendus
Les résultats attendus sont dans un premier temps une réduction du parasitisme chez les ovins du système mixte par rapport à ceux du système spécialisé, particulièrement chez les agneaux plus sensibles que les agnelles ou les brebis. L’objectif sera de suivre l’excrétion parasitaire du troupeau d’ovins et du troupeau de bovins (strongles, douves) et de déterminer si cette pratique peut être une alternative à la résistance au traitement anthelminthique. En ce sens elle s’insère pleinement dans la transition agroécologique en mentant à profit des processus biologiques en remplacement de molécules chimiques (anthelminthiques) dont l’efficacité est de plus en plus limitée compte tenu du développement rapide de résistances dans les populations de parasites. D’un point de vue sanitaire, les anthelminthiques de synthèse sont les médicaments couramment utilisés en médecine vétérinaire pour gérer les infestations parasitaires. Cependant, des métabolites ou des molécules non dégradées se retrouvent dans les produits dédiés à la consommation humaine (viande, lait, fromage), et peuvent impacter indirectement la santé humaine. Pour certaines molécules, des conséquences environnementales ont aussi été signalées. Des temps d’attente sont donc à respecter avant de commercialiser et consommer ces denrées alimentaires. De plus, depuis ces dernières années, une multiplication des résistances aux anthelminthiques de synthèse est observée dans les élevages ovins et caprins. Pour pallier à ces problèmes, l’exploitation dans la ration de métabolites secondaires bioactifs naturellement présents dans certains végétaux ou ressources végétales serait une méthode alternative à l’emploi des traitements chimiques. Enfin, l’aspect innovant de ce projet tient également à l’étude de la mixité en pâturage séquentiel, qui a l’intérêt de faciliter la gestion des lots au quotidien (pas de mélange simultané des espèces) et pourrait en ce sens aider au développement de la mixité ovin/bovin pour plus de résilience.
Procédures
Deux types de prélèvements sont prévus sur les animaux : i) Des prélèvements de fèces (5 grammes) auront lieu tous les mois durant les 4 mois de l’expérimentation, sur 60 brebis et 60 agneaux préférentiellement mâles (30 brebis et 30 agneaux de chaque troupeau ovin, 40 agneaux l'année 2), ainsi que sur les 11 génisses. ii) Des prises de sang (10mL) seront réalisées sur les 11 génisses et sur 20 brebis (10 brebis de chaque troupeau ovin) en début et fin d’expérimentation. Les interventions n'excéderont pas 1 à 2 minutes par animal, et elles seront regroupées dès que cela est possible afin de limiter la manipulation et la contention des animaux.
Impact sur les animaux
On peut noter 3 types de nuisances attendues : tout d’abord pour effectuer des sérologies, des prises de sang seront réalisées à la veine jugulaire (ovin) ou caudale (bovin). Des hématomes peuvent apparaitre en cas de prélèvements répétés mais ceux-ci n’auront lieux qu’en début et fin d’essai soit un espacement de plus de 3 mois. Ensuite afin de réaliser des coprologies, des prélèvements de fèces auront lieu par stimulation rectale en évitant au maximum le prélèvement direct par fouille. L’ensemble des prélèvements (prise de sang + fèces) ne dure que 1 à 3 minutes par animal, et elles seront réalisées par du personnel compétent et formé. Enfin, une très forte infestation parasitaire pourrait survenir dans les troupeaux ovins, particulièrement chez les agneaux du système spécialisé. Pour cela le suivi régulier des performances et la de la santé des animaux, couplé à une surveillance quotidienne par le personnel animalier qualifié, permettra de déceler suffisamment précocement les animaux à traiter.
Devenir
Les agneaux poursuivront leur engraissement dans un schéma classique d’élevage ovin. Les brebis et les génisses retourneront dans le troupeau d’élevage de l’établissement utilisateur.
Remplacement
Aucun essai in vitro ni modélisation n’existe à ce jour pour une telle étude. L’étude in vivo est indispensable pour étudier le lien entre le parasitisme et pratiques de pâturage. De nombreuses mesures ne sont possibles qu’en expérimentation in vivo : mesures de parasitologie (évaluation de la charge parasitaire par analyses coproscopiques sur les fèces et sérologie sur prise de sang), étude des performances zootechniques (gain de poids, note d’état corporel). Ces analyses fines permettront de produire des références.
Réduction
Le nombre d’animaux a été optimisé et réduit au minimum pour i) s’assurer d’avoir un nombre d’animaux suffisant pour des analyses statistiques fiables des paramètres de parasitologie (mesure de coproscopie) sur les 2 lots infestés et ii) assurer des répétitions pour obtenir la puissance statistique nécessaire pour arriver à faire le lien entre infestation parasitaire et pratiques de pâturage. Ainsi le dimensionnement a cherché à être minimaliste tout en veillant à avoir des effectifs minimaux pour reproduire les effets troupeaux. Par ailleurs, les surfaces des parcelles doivent être suffisamment grandes pour être représentatives de la diversité et capter la variabilité des prairies permanentes de montagne ici étudiées. Le nombre d’animaux permet également d’avoir un chargement adapté au potentiel de production des prairies.
Raffinement
Les animaux se trouveront dans le cadre d’une conduite d’élevage classique (pâturage à l’herbe). Des points limites stricts et spécifiques au projet ont été définis (cf. 4.2.1) et l’état de santé des animaux sera suivie de manière rapprochée par une méthode de scoring. L’état de santé des animaux sera évalué tous les jours lors de la surveillance sur les parcelles par un animalier habilité, responsable de la mise en œuvre du protocole. Tout changement de comportement (isolement, abattement, baisse d’appétit ou refus de s’alimenter) ou tout autre comportement anormal sera signalé et pris en charge, consigné dans le cahier d’expérimentation. Les évaluations des performances zootechniques et du bien-être animal serviront également à surveiller la santé des animaux. Un diagnostic approfondi de l’animal malade sera réalisé, et si nécessaire un traitement adéquat sera administré sur avis du vétérinaire. Si aucune amélioration n’est constatée dans les jours suivants, l’animal sera sorti de la procédure.
Choix des espèces
L’étude vise à étudier la mixité ovin/bovin au pâturage. Les bovins seront de race charolaise et les ovins de race limousine et sont actuellement présentes sur la ferme expérimentale. Ces deux espèces sont l’objet d’élevage de rente et font parties des productions de viande majoritaire en France. Les suivis sur le parasitisme sont impossibles à réaliser sans l’utilisation d’animaux. Les agneaux mâles seront suivis préférentiellement car ils plus sensibles au parasitisme. Brebis allaitantes et agneaux en croissance avant sevrage
Aspiration des ovocytes chez la jument pour développer l’acte de « INTRA CYTOPLASMA SPERM INJECTION » en France.
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Les dix juments ne sont pas tuées à l'issue, le porteur prévoyant de les réutiliser dans d'autres procédures après un temps de repos. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, à raison de six prélèvements par an au maximum. Chaque prélèvement d'ovocytes par ponction transvaginale dure moins de trente minutes, sous sédation et analgésie sur animal vigile, et il est précédé de cinq à six examens gynécologiques espacés de douze à quarante-huit heures. La finalité est commerciale, mettre sur le marché français des embryons équins produits par injection intracytoplasmique de spermatozoïdes, la filière équine étant décrite comme ayant un "besoin" continu d'amélioration génétique.
Objectifs
La filière équine a un besoin continu d'amélioration génétique. Le développement de l’ICSI (Intra Cytoplasmic Sperm Injection) pour les équidés en France va faciliter des croisements et la reproduction de juments ou téalons qui jusqu'ici n'étaient pas fertiles et aussi faciliter la production d'embryon destinés à l'implantation sur des juments porteuses. A l’heure actuelle, il n’y a pas encore de laboratoire qui puisse assurer la production et la commercialisation d’embryons équins par technique ICSI sur des ovocytes équins en France. Tous les ovocytes récoltés des chevaux/ poneys en France sont prélevés sur des juments vivantes puis envoyés à l’étranger pour la production des embryons post-ICSI
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont la validation d’une technique in vitro d’ICSI pour la mise à disposition d’embryons équins sur le marché français.
Procédures
Les interventions sont équivalentes à celles que subiraient les juments à qui on prélèvera des ovocytes avant de réaliser une fécondation in vitro. Elles consistent en des examens gynécologiques répétés plusieurs jours de suite, ainsi que des prélèvements ovariens par ponction transvaginale. Les examens gynécologiques durent moins de 5 minutes et sont au nombre de 5 à 6 avant chaque prélèvement, espacés de 12 à 48 heures. Ils sont plus fréquents à l’approche du prélèvement. Le prélèvement dure moins de 30 minutes. Un maximum de 6 prélèvements par an est prévu.
Impact sur les animaux
Les nuisances de ces interventions sont un légère douleur locale liée à l'examen gynécologique. Les ponctions ovocytaires sont une douleur passagère liée à l'introduction d'un aiguille par voie intra abdominale.
Devenir
Les juments sont temporairement utilisées dans ce projet, qui prévoit des pratiques de médecine vétérinaire classique, sans impact sur leur santé. Elles pourront alors être réutilisées pour d'autres procédures après un temps de repos.
Remplacement
La technique d'ICSI est connue dans plusieurs espèces animales et publiée. Le laboratoire connaît bien la façon de traiter les cellules et les cultiver. En revanche, il pour la mise au point précise de la technique, il est nécessaire de réaliser quelques essais avec des ovocytes prélevés sur juments vivantes en bonne santé pour valider et standardiser les techniques.
Réduction
Le nombre d'animaux sera limité au nombre nécessaire à réaliser des prélèvements d'ovocytes jusqu'à ce que la technique soit validée et standardisée. On ne peut pas en revanche trop réduire le nombre de juments pour éviter de trop solliciter un nombre trop réduit de juments.
Raffinement
Un programme d'enrichissement sera mis en place. Ce dernier comprendra des enrichissements structuraux (congénère dans le box adjacent pour un contact visuel, olfactif et sonore permanent, une pierre à sel laissée à disposition), une litière confortable et épaisse de paille pour le repos en décubitus, un jouet (ballon), des friandises (carottes, bonbons) distribués quotidiennement par les soigneurs, de la musique d'ambiance diffusée pendant la journée à un volume raisonnable dans le but de réduire le stress. Les juments, issues d’un troupeau à visée pédagogique, seront déjà acclimatées à leur environnement (lieu de vie, pré et boxe, personnel, congénères) depuis plusieurs mois et ont déjà bénéficié d’une période d’habitation (training aux actes techniques et manipulations) avant le début du projet. Ce programme d’habituation est associé à du renforcement positif (ex : distribution de récompenses) ce qui permettra de réduire le stress des animaux lié aux manipulations. Les animaux seront suivis individuellement et trois fois par jour tout au long de l'étude pour détecter tout signe de stress ou de douleur. Un examen échographique de contrôle des ovaires et de l’utérus sera effectué à 24h post-aspiration. Le personnel soignant veillera à garder une interaction quotidienne avec chaque animal. Les temps de repos accordés aux juments entre les prélèvements respecteront les recommandations éthiques en vigueur au sein de l’établissement utilisateur. Les prélèvements seront réalisés sous sédation et analgésie. Un traitement analgésique post-opératoire sera également mis en place. Les prélèvements ovocytaires seront réalisés sur animal vigile et sédaté, car l'anesthésie générale engendre un stress et un risque plus important pour l'animal que la procédure elle-même. Des points limites précoces ont été déterminés afin de prendre en charge toute forme de douleur ou de souffrance. En cas d’atteinte d’un de ces points, l’animal concerné sera pris en charge et hospitalisé en clinique spécialisée, selon les recommandations du vétérinaire. L’arrêt du protocole sera envisagé si l’animal ne répond pas au traitement ou si son état se dégrade (sous la responsabilité du vétérinaire).
Choix des espèces
L’objectif est de pouvoir produire des embryons équins in vitro ; il est indispensable d'avoir recours à l’espèce animale cible. Des juments adultes, sexuellement matures (> 3 ans) seront utilisés dans ce projet. Les juments de plus de 15 ans à fertilité potentiellement diminuée, ne seront pas utilisées afin de limiter les échecs de la récolte ovocytaire.
Evaluation de la sécurité et performance d’un système de traction pour la dissection sous-muqueuse endoscopique
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles gastrointestinaux
Pour obtenir le marquage CE d'un dispositif de traction endoscopique, 21 porcs charcutiers de 30 à 50 kg vont être utilisés, douze opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, neuf dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit une endoscopie de quatre à huit heures avec dissection de la paroi digestive, des perforations étant attendues dans 5 à 10 % des cas, puis est tué pour l'examen des sites traités. Le porteur indique qu'un premier prototype a déjà servi à cinquante dissections chez 49 patients, et que les autorités sanitaires imposent malgré tout des études sur animaux non-humains pour valider le design final. Le suivi repose sur une grille d'évaluation de la douleur et une vidéosurveillance continue, des points limites étant prévus pour "soustraire l'animal à la souffrance".
Objectifs
Le projet vise à évaluer la sécurité et la performance d’un nouveau dispositif utilisé en endoscopie, développé pour faciliter le traitement des tumeurs gastrointestinales peu accessibles, réduire le temps opératoire et les complications. Le présent projet se déroule en deux parties. Une première partie évaluera la sécurité et la performance du dispositif au cours de la phase opératoire. Il s’agit d’une étude réglementaire qui devrait être suffisante pour valider le dispositif. Cependant, si les instances réglementaires le jugent nécessaire, une seconde étude pourrait être menée pour évaluer les conséquences post-opératoires (4 semaines) de l’utilisation du dispositif, notamment en termes de cicatrisation des tissues traités.
Bénéfices attendus
En facilitant la dissection des tumeurs, les patients, notamment ceux qui ont des tumeurs difficiles d’accès, seront mieux traités. Ils verront les risques de récidive, liés à une résection partielle des tumeurs, et les risques de complications per-opératoires, réduits. De plus, le temps d’anesthésie serait réduit grâce à une réduction du temps opératoire.
Procédures
Endoscopie pour prélèvement de tissus sur animal anesthésie d’une durée de 4 à 8 heures.
Impact sur les animaux
Les nuisances pour les animaux sont liées à l’induction de l’anesthésie : stress à la contention, injection intramusculaire (douleur transitoire au niveau du site d’injection). Le réveil de l’anesthésie peut s’accompagner de nausées, désorientation, hypothermie, irritation trachéale.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de pouvoir réaliser des prélèvements et examiner de façon macroscopique et/ou histologique les sites traités, pour corroborer les observations endoscopiques..
Remplacement
De premiers tests ont été effectuées sur des colons de vache et ont permis de définir un premier prototype du dispositif, fabriqué à l’aide de fils chirurgicaux marqués CE. Ce premier prototype a ensuite été testé chez 49 patients pour effectuer 50 ESD (Grimaldi et al., 2024). Cette étude multicentrique a permis de mettre en évidence la sécurité et la performance du dispositif prototype et de valider le design final, qui n’est pas composé de fils chirurgicaux marqués CE. Le sponsor a donc l’obligation réglementaire, émanant des autorités de contrôles sanitaire (ANSM, FDA) de réaliser des études non cliniques sur animaux pour prouver la sécurité du dispositif et obtenir le marquage CE, afin qu’il puisse être utilisé chez les patients.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux par procédure, le nombre de dissections a été déterminé de sortes à l’optimiser, en tenant compte de l’incidence des perforations attendues (entre 5 et 10%), de la taille des dissections (5cm de diamètre), des contraintes anatomiques de place (espacement entre chaque dissection) et physiologiques de l’animal, ainsi que de la durée générale de la procédure.
Raffinement
Les procédures se font sous anesthésie générale par voie endoscopique, avec couverture antalgique. L’endoscopie est une procédure mini-invasive qui consiste à utiliser les orifices naturels (bouche, anus) pour accéder au tractus gastrointestinal. Un gastroentérologue endoscopiste formé à la procédure et à l’utilisation du dispositif réalise les gestes spécifiques liés au déploiement et utilisation de celui-ci. Une grille d’évaluation de la douleur est établie avec la conduite à tenir en cas de complications. Une vidéosurveillance 24h/24 permet un suivi visuel des comportements en animalerie et une intervention rapide du vétérinaire en cas d’anomalie. Des points limites sont définis pour soustraire l'animal à la souffrance. Les porcs sont maintenus en groupe social dans un environnement contrôlé en température et hygrométrie. Ils reçoivent une alimentation adaptée à leurs besoins, de l’eau à volonté, des jouets et dispositifs favorisant leurs comportements naturels comme le fouissage et mâchouillement. Un temps d’acclimatation avec douche tiède, promenade et distribution de récompenses permet l’habituation des animaux à l’homme et aux manipulations. Une équipe compétente composée de zootechniciens, vétérinaire et médecins assure au quotidien l’entretien, la surveillance et les soins des animaux. La Structure en charge du bien-être animal accompagne la mise en œuvre des procédures. Avec le vétérinaire désigné, elle conseille les responsables du projet dans l’amélioration de leurs pratiques en faveur du bien-être des animaux et de l’application des 3R.
Choix des espèces
Parmi les différentes espèces animales, le porc est souvent l’espèce de choix pour les études impliquant de la chirurgie en raison de sa grande taille et de ses similitudes anatomiques et physiologiques avec l'homme. Pour ce projet, le porc, espèce monogastrique, est un bon modèle de l’anatomie viscérale. L’accès au tractus digestif haut ou bas se fait avec le même type d’endoscope que chez les patients. Cette espèce est de plus communément acceptée par les agences de régulation et la communauté scientifique pour les études sur les dispositifs médicaux. Un porc charcutier de 3 à 4 mois, qui pèse entre 30 et 50 Kg, nous permet d’avoir un modèle digestif pertinent pour réaliser des interventions endoscopiques dans les mêmes conditions que chez le patient (taille des instruments, volumes des segments digestifs, voies d’abord, ergonomie, orientation…).
Mesure des seuils de perception des vaches aux courants électriques selon leur tension et leur fréquence dans un objectif d’amélioration des procédures de détection des courants parasites en ferme laitière
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
Toutes rendues à un troupeau laitier à l'issue des tests, 243 vaches en lactation sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Privées d'eau ou de nourriture jusqu'à quatre heures pour être sûres de venir boire, elles reçoivent un courant électrique dès qu'elles touchent l'abreuvoir, et l'on mesure le temps qu'elles mettent à basculer vers le second, non électrifié. Les tensions et les fréquences montent de jour en jour, le porteur écrivant vouloir "dépasser progressivement l'échelon de la perception du courant, en restant dans les échelons d'inconfort, voire de la douleur fugace". L'objectif est de recalibrer les protocoles de diagnostic des courants parasites utilisés dans les élevages laitiers, le porteur y voyant un outil "indispensable".
Objectifs
La survenue de courants parasites dans les bâtiments d’élevage constitue un facteur de perturbation des animaux, pouvant engendrer des modifications physiologiques et comportementales (refus d’abreuvement, agitation, stress chronique), ayant parfois des conséquences sur les performances de l’élevage voire sur la santé des animaux. Ces courants parasites, souvent imperceptibles par l’éleveur, sont définis comme des courants électriques indésirables et leurs origines au sein des élevages sont multiples. Ils peuvent provenir directement de l'installation électrique (manque d'isolation des équipements, mauvaise continuité d'un conducteur de protection, mise à la terre inefficace, etc.) ou de sources externes comme notamment le réseau électrique haute tension ou très haute tension. Dans certaines exploitations laitières, l'installation d'éoliennes a coïncidé avec une dégradation des performances de production ou de la santé des animaux. Les protocoles de diagnostic disponibles ont permis d'identifier et de résoudre les problèmes dans la plupart des cas. Cependant, ces protocoles ont aussi pu s’avérer inefficaces pour objectiver des courants parasites et les agriculteurs se sentent parfois impuissants par manque de connaissances et de solutions. Ces protocoles consistent à mesurer sur plusieurs points stratégiques de la ferme des courants à 50 Hz en relatif à un seuil de perception connu sur les bovins se situant autour de 4 mA. Une raison qui explique la relative inefficacité de ces protocoles dans le cas d’infrastructures d’énergie renouvelable est qu’ils ne tiennent pas compte des courants autres que le courant alternatif en 50 Hz, ni du caractère transitoire de certains courants. Des méthodes existent pour mesurer ces courants en ferme mais les clés d’interprétation nécessitent de connaître les seuils de perception des bovins à des fréquences inférieures ou supérieures à 50 Hz. L’objectif du projet est de déterminer ces seuils.
Bénéfices attendus
La définition des seuils de perception des vaches à des courants faibles continus (0 Hz) ou à des courants transitoires de forte fréquence (1000 à 2000 Hz), couplée à une mesure plus systématique de tous les courants parasites observables en ferme (y compris les courants de fréquence différente de 50 Hz et non alternatif) va contribuer à définir de nouveaux protocoles de diagnostic électrique en ferme. Ces diagnostics s’appuieront ainsi sur une vision plus juste des perceptions des courants parasites par les bovins sachant qu’on ne peut pas se fier à nos ressentis humains. L’amélioration de ces diagnostics doit permettre de mieux objectiver si les perturbations observées sur les animaux justifiant le diagnostic sont effectivement liées à des courants parasites. Ce sera un outil indispensable pour convaincre les agriculteurs de réaliser les travaux nécessaires sur leur installation électrique ou pour objectiver les nuisances que peuvent apporter des dispositifs extérieurs à la ferme dans des démarches de concertation, voire judiciaires.
Procédures
Les vaches seront soumises à des tests consistant à les faire passer une à une dans une zone de test constituée de deux abreuvoirs ou deux auges connectés à un générateur et un sol conducteur. Des pré-tests permettront de définir si la zone de test doit être conçue avec deux abreuvoirs ou deux auges. A partir du moment où la vache aura commencé à boire sur un abreuvoir ou manger à une auge, un courant (tension et fréquence paramétrables) sera appliqué et le temps que met la vache à basculer vers le second abreuvoir / la seconde auge sur lequel aucun courant ne sera appliqué sera mesuré. Les tests seront conduits de jour en jour avec des tensions ou des fréquences croissantes. Le seuil de perception de chaque vache sera défini comme la tension (convertie en courant après estimation de la résistivité de la vache) à partir de laquelle on note un évitement net du premier abreuvoir / de la première auge. Les tensions et les fréquences seront limitées afin de ne pas induire de douleurs chez les vaches. Pour s’assurer que les vaches viendront aux abreuvoirs ou aux auges, une restriction d’abreuvement ou alimentaire sera appliquée pendant une durée maximale de 4 heures. Les vaches seront aussi équipées durant les tests de ceintures cardiofréquencemètre (Polar).
Impact sur les animaux
Les natures des courants électriques appliqués et leur caractère « échappable » feront que les vaches percevront des picotements ou de légers inconforts pendant une courte durée (quelques secondes, deux minutes au maximum pour celles qui le choisiront), avec éventuellement une fugace contraction musculaire. L’emploi du temps des vaches sera aussi perturbé car elles seront contraintes de rester debout 1 heure de plus qu’habituellement dans la journée. Si les pré-tests prévus dans ce projet nous amenaient à utiliser des abreuvoirs dans nos zones de tests, les vaches ressentiront en amont des tests une soif transitoire du fait d’une restriction d’accès aux abreuvoirs pouvant aller jusqu’à 4 heures après la traite du matin.
Devenir
A la suite de chaque procédure du projet, les animaux réintégreront un troupeau de vaches laitières en ferme.
Remplacement
L’objectif de ce projet est de mesurer les seuils de perception des courants électriques par les animaux en observant les modifications comportementales de ces derniers lorsqu’ils seront soumis à des tensions ou des fréquences croissantes. Nous resterons dans des gammes de courants très en deçà de celles induisant des perméabilisations des membranes cellulaires, ou même des réactions physiologiques plus modérées, qui pourraient être observés en culture cellulaires. Par ailleurs, nous ne disposons pas d’assez de données avec des courants de fréquences variées pour procéder par modélisation. Observer des bovins dans un contexte proche de leur condition d’élevage reste la seule façon à ce jour de mesurer des modifications comportementales indicatrices de la perception de courants de faible intensité par les animaux.
Réduction
Chaque expérimentation consistera en des tests successifs avec des tensions ou fréquences croissantes en partant d’un niveau imperceptible pour l’ensemble du groupe de vaches testées à un niveau perceptible pour une majorité de vaches au sein du groupe. Un soin sera donc porté au sein de chaque expérimentation à adopter le nombre minimal d’individus pour atteindre la puissance statistique requise. Pour chaque expérimentation, nous comparerons un groupe soumis à des courants électriques lors des tests à un groupe témoin. Nous avons calculé qu’un effectif de 20 individus par groupe est nécessaire pour différencier, quand le seuil de perception aux courants sera atteint, les reports d’ingestion d’une auge (électrifiée dans le groupe soumis au courant, non électrifié dans le groupe témoin) vers une autre auge non électrifiée (quel que soit le groupe). Nous nous gardons en plus la possibilité d’impliquer 5 vaches de plus si certaines devaient être remplacées en cours d’expérimentation, ce qui nous amène à un maximum de 45 vaches par expérimentation. Si à l’issue de nos tests préalables, nous étions en mesure de remplacer les auges par des abreuvoirs, nous pourrons sans doute réduire à terme les effectifs du fait d’une moindre variabilité des conductivités électriques au niveau des zones de contact entre l’animal et l’auge. Le projet s’articulera autour d’un maximum de 5 expérimentations. C’est le nombre minimum pour couvrir une grande partie des combinaisons possibles de courants avec des fréquences comprises entre 0 à 2 kHz et des tensions entre 0 et 9 V nécessaire au projet. Chaque expérimentation ne pourra consister qu’en une succession de tests avec des trajectoires de tensions ou de fréquences croissantes. La première phase de ce projet consistera en une étude pilote impliquant un maximum de 18 individus pour construire la zone de test.
Raffinement
Les niveaux tension et de fréquence appliqués seront raisonnés pour se situer dans les échelons de réaction physiologique les plus bas possibles, tels que définis en bioélectricité. Il s’agira plus précisément de dépasser progressivement l’échelon de la perception du courant, en restant dans les échelons d’inconfort, voire de la douleur fugace. Cette évaluation des niveaux appliqués a pu être réalisée à partir de synthèse de la littérature sur bovins mais aussi sur d’autres espèces (pour extrapoler les effets de la fréquence électrique). Le caractère « échappables » des animaux aux courants appliqués feront que les vaches pourront s’y soustraire dès qu’elles le jugeront nécessaire. Si les pré-tests nous amenaient à utiliser des abreuvoirs dans nos zones de tests, la durée de restriction d’accès aux abreuvoirs restera limitée à 4 heures après la traite du matin. Ce niveau de restriction permet aux animaux de s’adapter sur le reste de la journée pour que ni leur production laitière, ni leur volume d’eau bue journalier ne chutent. Enfin, les zones de tests resteront proches de la stabulation dans laquelle les vaches seront logées le reste de la journée, afin de perturber le moins possible le temps de repos des animaux. Des points limites ont été prédéfinis pour soustraire les animaux aux tests ou aux restrictions hydriques s’ils sont dépassés, de même qu’une procédure et une grille d’évaluation pour le suivi quotidien du bien-être des vaches.
Choix des espèces
La problématique de l’étude, qui se pose de façon plus intense pour les élevages de bovins laitiers, nécessitera de travailler avec des vaches laitières. Il est établi que cette espèce est, parmi les animaux d’élevage, celle qui est la plus sensible aux courants parasites. Les vaches seront en lactation. Nous ne savons pas à ce jour si cela influe sur les seuils des perceptions des courants mais les problèmes rencontrés dans les élevages affectent en grande majorité les vaches à ce stade physiologique.
Génotypage du troupeau de vaches laitières d’une ferme expérimentale
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Une seule prise de sang à la queue, contention au cornadis pendant le repas : 463 génisses sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis rejoignent le troupeau expérimental. Aucune n'est tuée dans ce projet, mais le génotypage sert à décider lesquelles entreront dans les protocoles expérimentaux à venir. Le porteur annonce que connaître le génotype permettra d'affiner les lots et donc de "potentiellement réduire" le nombre d'animaux nécessaires aux essais futurs. Les résultats alimenteront aussi la base nationale française de génotypage, sans que le RNT chiffre la réduction attendue.
Objectifs
Ce projet a pour objectif de génotyper les animaux du troupeau expérimental. Ces animaux pourront intégrer des protocoles expérimentaux et la connaissance du génotype des animaux peut permettre un meilleur allotement et ainsi réduire le nombre d’animaux nécessaire à inclure dans un essai. Ce géntoypage systématique permet de plus de renseigner les bases de données nationales de génotypage avec les données des animaux du troupeau expérimental.
Bénéfices attendus
Le génotypage des animaux peut permettre d’affiner les mises en lot lors des expérimentations futures et ainsi potentiellement réduire le nombre d’animaux nécessaires. De plus, les résultats de génotypage seront enregistrés dans la base nationale française et pourront ainsi être accessible à la communauté scientifique.
Procédures
Les animaux seront soumis à une seule prise de sang en veine caudale dans le cadre de ce projet.
Impact sur les animaux
Le prélèvement sanguin sera effectué sur les génisses avec uniquement une contention légère et habituelle lors de l’alimentation aux cornadis. La douleur occasionnée par l’aiguille de prélèvement est légère et transitoire. La ponction de sang est très limitée en proportion du volume sanguin de l’animal.
Devenir
Les animaux restent dans l'élevage à l'issue de la prise de sang, l'objectif étant ici de caractériser les animaux qui rentrent dans le troupeau expérimental.
Remplacement
L’objectif étant de caractériser les animaux de l’installation expérimentale il est donc nécessaire d’avoir accès au matériel génétique de chaque individu. Le génotypage sur puce en vue de leur indexation génomique nécessite un échantillon de sang.
Réduction
Seules les génisses sélectionnées pour le renouvellement ou les animaux ayant intégré le troupeau en 2023 et 2024 et n'ayant pas été génotypes seront prélevés.
Raffinement
Le projet est basé sur un unique prélèvement sanguin. Cette prise de sang sera réalisée à la queue, partie de l'animal peu douloureuse. Les génisses seront bloquées au cornadis au moment de l'alimentation, donc sans stress lié à ce blocage car c'est une situation habituelle. Les génisses seront maintenues dans leur environnement d’élevage habituel qui est parfaitement adapté à leurs besoins comportementaux, environnementaux, sanitaires, et elles ne seront jamais en isolement social. Les prélèvements et la surveillance des animaux se feront par des personnes compétentes et habilitées. Les jours précédant le prélèvement, les animaliers en charge des génisses manipuleront leurs animaux en réalisant les gestes d’un prélèvement de sang (sans piqûre) afin de désensibiliser les animaux et ainsi de réduire le stress qui pourrait être lié à la manipulation lors du prélèvement. Des points limites adaptés sont mis en place.
Choix des espèces
L’objectif étant de génotyper toutes les futures vaches du troupeau, l'espèce utilisée est donc celle présente dans le troupeau. Les génisses seront prélevées entre 3 et 24 mois au stade croissance ou croissance plus gestation.
Optimisation d’un vaccin contre les mammites chez la vache laitière
- Recherche appliquée
- Maladies animales
Toutes tuées à l'issue, parce qu'elles auront reçu un vaccin en développement et subi des infections, 12 jeunes vaches laitières vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Arrivées gestantes après cinq heures de transport, elles mettent bas et restent en lactation, avec deux traites par jour, pour recevoir deux immunisations, des stimulations de la mamelle, jusqu'à trois infections bactériennes de la mamelle, des antibiotiques et 32 prises de sang, une partie de ces actes pouvant être refaite sur les mêmes vaches si le premier vaccin n'est pas concluant. Le sort des veaux nés pendant le projet n'est pas indiqué. Il s'agit d'une preuve de concept destinée à amorcer des partenariats avec le secteur pharmaceutique vétérinaire. Le porteur écrit que deux groupes de 6 vaches offrent une puissance "limitée", où "seules des différences marquées peuvent être détectées", et exclut un effectif plus grand pour des "contraintes financières" et la capacité de l'unité.
Objectifs
Les infections intramammaires causées par des bactéries (mammites) sont la maladie la plus fréquente chez les vaches laitières. En plus de leur impact important sur le bien-être animal et la rentabilité des exploitations, ces infections sont la première cause d'utilisation d'antibiotiques dans l'élevage laitier. Face à cette problématique, le projet vise à optimiser une plateforme vaccinale basée sur une levure, dans le but de proposer à la filière laitière une alternative plus efficace aux vaccins actuellement disponibles pour la lutte contre les mammites. Pour répondre aux enjeux soulevés par les parties prenantes de la santé animale et de l’élevage laitier, nous proposons une stratégie axée sur l’amélioration de notre plateforme pour la conception de vaccins polyvalents sûrs, peu onéreux et faciles à produire. Pour cela, nous mettrons en place une évaluation in vivo de l’efficacité de notre formulation candidate (en tant que vaccin préventif et thérapeutique) afin de fournir une preuve de concept sur l’espèce et la catégorie cible qui pourra amorcer de futurs partenariats avec le secteur pharmaceutique vétérinaire. En effet, suite à des échanges avec des partenaires potentiels de l’industrie pharmaceutique vétérinaire, ce projet a pour but d’apporter des améliorations à un vaccin contre les mammites, utilisant une levure comme plateforme vaccinale. Le programme scientifique est reparti sur les tâches suivantes : I) Augmenter la capacité de la levure à produire des antigènes vaccinaux ; II) Tester des méthodes chimiques d’inactivation de la levure ; III) Produire des vaccins polyvalents candidats contre les mammites bovines ; IV) Estimer l’immunogénicité des formulations vaccinales candidates par un test in vitro ; V) Evaluer l’efficacité in vivo préventive et thérapeutique d’un vaccin prototype contre les mammites chez des vaches en lactation. La demande d’autorisation de projet formulée ici concerne donc le point V. Nous estimons que les résultats de ce projet contribueront à l'amélioration de l'efficacité de la production laitière, ainsi qu’à la stratégie globale de lutte contre les maladies infectieuses au sein des élevages visant à protéger la santé de animaux, de l’être humain, des écosystèmes et renforcer la stratégie de diminution de l'utilisation des antibiotiques en élevage.
Bénéfices attendus
Une étude récente estime à 224 € par vache le coût du traitement des mammites en France. De plus, ces infections compromettent la qualité du lait, entrainant des conséquences importantes sur sa commercialisation et sa transformation. Compte tenu d’un cheptel de 20 millions de vaches laitières en Europe, dont 3,2 millions en France, ainsi que d’une prévalence de mammites cliniques estimée à environ 30% en France et dans d’autres pays européens, le contrôle des mammites représente un enjeu de taille pour l’industrie du médicament vétérinaire et pour la filière laitière. Les résultats de ce projet pourront ainsi bénéficier directement à l'industrie laitière, tant en France qu'à l'international. Ce projet pourra également contribuer à la protection de la santé publique en facilitant la mise en place de nouvelles stratégies de prévention des mammites au niveau des troupeaux et, par conséquent, la réduction de l'utilisation des antibiotiques dans l'élevage laitier. Pour cela, nous avons l’ambition de proposer aux parties prenantes de l’industrie du médicament vétérinaire un vaccin prototype répondant à un besoin largement souligné par la filière laitière : un vaccin polyvalent contre les mammites qui soit sûr, bon marché et facile à utiliser. En Europe, un vaccin polyvalent contre les mammites causées par S. aureus et Escherichia coli est commercialisé. Ce vaccin, visant l’induction des anticorps protecteurs et présentant une efficacité faible sur le terrain, laisse une large marge d'amélioration car la stimulation de la réponse cellulaire dans la mamelle n’a pas été ciblée lors de sa conception. Pourtant, la littérature scientifique montre que la réponse cellulaire représente la principale barrière contre les infections intramammaires par les bactéries. Pour palier cette problématique, les vaccins basés sur la levure représentent une alternative prometteuse pour la prévention et le traitement des mammites, compte tenu de leur capacité à induire une immunité cellulaire robuste au niveau de la glande mammaire, comme démontré lors de nos protocoles précédents (résultats en cours de valorisation).
Procédures
Immunisation (2 minutes par animal, 15 à 20 minutes par lot). - Immunisation (5 minutes par animal, 30 à 45 minutes par lot). Stimulation pour analyse de la réponse locale (10 minutes par animal, 1 h par lot). Infections (5 minutes par animal, 30 à 45 minutes par lot). Deux autres infections avec l’un des agents pathogènes ou les 3 agents pathogènes pourront être réalisées selon le besoin du projet (au cas où l’inoculum ne cause pas de mammite ou si l’évaluation d’une formulation vaccinale améliorée sur les mêmes animaux est nécessaire). Traitement antibiotique (5 minutes par animal, 30 à 45 minutes par lot) Prélèvements sanguins (5 minutes par animal, 30 à 45 minutes par lot), 32 prises de sang sont planifiées. Antibiothérapie en cas de mammite spontanée (5 minutes par animal, 30 à 45 minutes par lot). Ce projet ayant pour but d’évaluer l’efficacité in vivo d’un vaccin prototype, si le 1er candidat vaccin testé venait à ne pas être concluant, un 2ème candidat vaccin pourra être testé sur les mêmes animaux, necessitant de reconduire une partie de la procédure expérimentale, à savoir les deux immunisations, les stimulations et 8 series de prélèvements sanguins associés. Des prélèvements de lait seront réalisés regulièrement afin de suivre le statut sanitaire des mamelles. Au besoin, les quartiers présentant une mammite spontanée seront traités avec une suspension d’antibiotiques prévue pour les vaches laitières.
Impact sur les animaux
Hématome et inflammation locale legère suite aux immunisations IM (
Devenir
Les 12 animaux seront mis à mort étant donné qu’ils seront soumis à un produit en développement (sans autorisation de mise en marché) et à des infections.
Remplacement
Travail in vitro : depuis plus de 20 ans, des études ont été réalisées in vitro et ex vivo pour mieux comprendre les mécanismes de défense de la mammelle des ruminants contre les bactéries. Ces études ont abouti à la production de différents vaccins candidats, dont celui testé dans le cadre de ce projet. Au vu de la complexité des mécanismes de la réponse immunitaire, pas reproductibles en laboratoire, l’évaluation de l’efficacité et de l’immunogénicité d’un vaccin doit idéalement être réalisée chez l’espèce cible (la vache laitière, dans ce cas particulier). Cette preuve de concept chez l’espèce cible représente également une étape indispensable pour la montée du niveau de maturité de notre formulation candidate et pour sa future valorisation dans le cadre d’une collaboration avec une partie prennante de l’industrie de médicaments vétérinaires, si les résultats sont encourageants. Concenant la pertinance des modèles murins pour cette évaluation, des différences majeures entre les cycles de lactation chez les rongeurs et chez les bovins sont amplement décrites dans la littérature. Ces différences limitent l’utilisation de la souris pour aborder des questions précises, comme la réponse innée de la mamelle contre les mammites, mais ne permettent pas de fournir des données solides sur l’efficacité d’un vaccin pour les bovins. Outre les principales différences entre la souris et la vache, il est pertinant de souligner que chez la souris, au retrait des souriceaux, la glande mammaire entre en tarissement/involution. Ainsi, la souris doit continuer d’allaiter afin de maintenir ses glandes mammaires en lactation. Lors des infections expérimentales, la présence de souriceaux genererait leur infection par l’ingestion du lait contaminé et rendrait l’étude inviable. Pour conclure, des données de la littérature indiquent que les souris, souvent élevées dans un environement libre de pathogènes, répondent mieux à la vaccination que les espèces exposées à un environnement plus riches en microrganismes (comme l’homme et les vaches). Etant donné que ce biais pourrait surestimer l’efficacité d’un vaccin candidat, les tests sur vaches en condition du terrain restent l’option la plus pertinente.
Réduction
Nous avons choisi un test statistique adapté aux petits effectifs. Avec deux groupes de 6 animaux (n = 6 vs 6), la puissance reste limitée, ce qui signifie que seules des différences marquées peuvent être détectées. Pour pallier cette limite, nous rapportons également les tailles d’effet, utilisons la version exacte du test, et prévoyons de présenter les données brutes et des graphiques de distribution pour permettre une interprétation qualitative des résultats. Une augmentation du nombre d’animaux n’était pas envisageable en raison de contraintes financières et de la capacité d’accueil limitée de l’unité expérimentale. De plus, un effectif plus important aurait été moins justifiable sur le plan éthique, dans la mesure où nos protocoles précédents, menés avec deux groupes de 5 animaux, avaient déjà permis d’apporter des éléments de réponse : l’effet observé était suffisamment marqué pour montrer une réponse cellulaire plus importante pour les vaches vaccinées avec l’une de nos formulations précédentes, que nous cherchons à améliorer lors de ce projet. Le projet impliquant des animaux en gestation devant mettre bas avant le démarrage du protocole, l’éventualité d’un incident en cours de gestation ou pendant la mise-bas est à prendre en considération dans la quantité d’individus dans chaque groupe. Afin de prévenir l’impact d’un éventuel incident sur le déroulement du projet, dans le cadre de la procédure 1, 2 groupes de 6 animaux seront constitués (6 immunisés et 6 témoins). Pour réduire le nombre d’animaux expérimentaux, les 6 vaches témoins de la procédure 1 seront réutilisées dans le cadre de la procédure 2. Pour produire des résultats statistiquement robustes, nous profiterons du fait que chaque quartier mammaire peut être étudié indépendamment, comme démontré par des travaux précédents de l’équipe. Cela nous permettra de multiplier les échantillons par animal. Ainsi, chaque quartier de chaque vache sera soumis à un traitement différent (figure 2B) : - 6 quartiers infectés puis traités - 6 quartiers infectés non traités - 6 quartiers « contrôles » traités - 6 quartiers « contrôles » non traités
Raffinement
Les prises de sang et les immunisations ne nécessiteront qu’une contention minimale (au cornadis). Dans leur précedent élevage, les animaux seront déjà habitués à l’alimentation au cornadis et il est prévu 2 semaines d’acclimatation entre l’arrivée des animaux et la 1ère prise de sang pour permettre aux animaux de s’habituer à leur nouvel environnement. Pour les interventions sur mamelles, les animaux seront accueuillis en salle de traite, pouvant accueillir jusqu’à 10 vaches. Chacun des groupes pourra être accueilli dans son intégralité pour une période courte, sans mélange des groupes sociaux. Après chaque administration, les animaux seront surveillés pour déceler l'apparition éventuelle de signes systémiques et locaux de réaction adverse. L’état général et la température corporelle des animaux (suivi télémétrique sans contention avec des bolus ruminaux), ainsi que la présence d’hématome et d’inflammation seront évalués pendant une semaine. Nous utiliserons la technologie des bolus ruminaux, couramment utilisée dans les élevages commerciaux. Une fois avalés, ces bolus se localisent au niveau du rumen. Les données de température sont transmises via une base radio vers une base de données informatique où elles pourront être exploitées. Ces données permettront de visualiser d’autre paramètres comme l’abreuvement des animaux, pour un suivi sanitaire précis. Ces données pourront être complétées par des prises de température rectale. Les signes de réactogénicité (inflammation, fièvre) seront traités avec un anti-inflammatoire non stéroïdien. En cas de mammite infectieuse suite aux actes intramammaires, les quartiers affectés seront soumis à un traitement antibiotique à spectre large. Enrichissement du milieu : brosses de grattage et aire paillée pour le couchage. Enrichissement social : hébergement en groupes stables et visite régulière des animaliers, 2 fois par jour au minimum. Une récompense alimentaire sera fournie aux animaux après les interventions. Pour le transport des vaches, nous ferons appel à un transporteur agréé qui devra respecter les obligations règlementaires, durée prévue : 5h de transport dans la journée. Il est prévu d’effectuer un travail de conditionnement et de renforcement positif pour les interventions prévues, La méthode de clicker-training sera mise en place dès l’arrivée des animaux, 15 jours avant la 1ère prise de sang et 2 mois 1/2 avant les immunisations. Plusieurs agents se sont formés à cette méthode.
Choix des espèces
Les infections mammaires chez la vache sont fréquentes en élevage laitier. Elles sont responsables de pertes économiques qui fragilisent les exploitations agricoles et impactent le bien-être des animaux. Des vaccins plus efficaces contre ces infections doivent être mis au point. Le choix de l’espèce cible pour la mise en place de ce protocole se justifie par le constat que les résultats de protection contre l'infection obtenus avec des modèles murins sont peu transposables aux bovins. Les animaux utilisés dans le cadre de ce projet sont de jeunes vaches, avec un ou deux rangs de lactation maximum, dans le but d’avoir des animaux expérimentaux à statut sanitaire correspondant aux besoins de l’étude.. Les vaches devront arriver avant le dernier tiers de gestation (et en lactation) pour que le protocole d’immunisation et tarissement prévu soit réalisé sur place. Après la mise-bas, les vaches seront maintenues en lactation pendant la durée du projet avec deux traites quotidiennes.
Évaluation de l’utilisation de la machine de perfusion hypothermique sur les transplants rénaux rejetés sur échec de canulation des donneurs du protocole Maastricht 3.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Troubles urogénitaux
Vingt cochons sont ouverts sous anesthésie générale pour qu'on leur retire les reins, puis tués sans reprise de conscience, et quarante autres reçoivent un rein greffé au cours d'une intervention de trois heures. Les receveurs, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, passent ensuite sept jours seuls en cage métabolique avec une prise de sang quotidienne sur cathéter central et un risque d'insuffisance rénale aiguë, avant d'être tués à leur tour pour analyse du greffon. L'enjeu déclaré porte sur la pénurie de greffons humains : il s'agit de voir si une machine de perfusion hypothermique permettrait de récupérer des reins écartés après échec de canulation du donneur. Le porteur écrit que l'étude de la fonction d'un organe "ne peut se concevoir que dans un modèle animal pré-clinique" et qu'aucun remplacement n'est possible.
Objectifs
En transplantation rénale, le manque de greffons s’aggrave, nécessitant d’optimiser l’utilisation de tous les greffons y compris à partir de donneurs après arrêt circulatoire contrôlé (décédé, dit protocole Maastricht 3, selon la classification internationale). Ces greffons présentent des défis importants en raison des durées prolongées d’ischémie chaude, temps pendant lequel le greffon n’est plus perfusé et reste à température corporelle. La procédure française de prélèvement de greffons chez ces donneurs impose l’utilisation de la circulation régionale normothermique pour tenter de préserver la qualité des greffons. Le but principal de ce projet est d’évaluer si l’utilisation de la machine de perfusion hypothermique pourrait offrir une alternative ou un complément à la circulation régionale normothermique dans les cas où la canulation du donneur dans le cadre du protocole Maastricht 3 échoue. Cette approche permettrait d'optimiser l'utilisation des greffons rénaux qui, autrement, seraient récusés en raison de l'échec de la canulation et de l'ischémie chaude prolongée.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont d’évaluer la place de la circulation régionale normothermique dans les protocoles Maastricht 3. Les évaluations par biopsies au cours de la préservation du transplant et en fin d’expérimentation visent à évaluer l’absence de lésion des greffons. La surveillance clinique vise à assurer la reprise de fonction des transplants (production d’urine) après préservation selon le groupe défini. La surveillance biologique permet de déterminer le retour en dialyse qui correspond au point final de l'étude. Le retour en dialyse d'un sujet correspond à l'arrêt de l'étude.
Procédures
- Procédure chirurgicale de prélèvement des reins sous anesthésie générale (1h)- Procédure sans réveil. - Procédure chirurgicale d’allo-transplantation d’un greffon rénal et prélèvement des reins sous anesthésie générale (3h) - Suivi des animaux pendant 7 jours avec une surveillance clinique, de la reprise de fonction du rein et prises de sang quotidiennes sur cathéter central (15 min/jour).
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux pourraient inclure : • Effets secondaires systémiques liés à l'anesthésie générale et ou aux médicaments administrés pendant les procédures chirurgicales et pour la gestion de la douleur post- opératoire (Sédation, difficulté de réveil, confusion, troubles du comportement). • Douleur en lien avec la laparotomie médiane. • Risques de complications chirurgicales telles que l'infection des plaies ou les saignements. • Risque d’insuffisance rénale aigüe avec complications associées. • Hébergement individuel des animaux dans des cages métaboliques pour surveiller la reprise de la fonction rénale jusqu’à reprise franche de la production d'urine.
Devenir
Que ce soit au cours du prélèvement des reins (animaux donneurs) ou après un suivi 8 jours d’allo-transplantation rénale (animaux receveurs) les animaux seront mis à mort sous procédure complète d’anesthésie générale, pour prélèvement et analyse histologique du greffon explanté.
Remplacement
L'étude de la fonction d’un organe dans sa complexité, ne peut se concevoir que dans un modèle animal pré-clinique (donneur), il n’existe pas de remplacement possible pour ces expérimentations qui répondent cependant aux exigences de réduction et de raffinement.
Réduction
Après une analyse statistique tenant compte de divers facteurs tels que la puissance statistique, la variabilité attendue des résultats et les objectifs spécifiques de l'étude (Critère de jugement principal, reprise retardée de fonction du greffon), nous avons déterminé qu'un groupe de 10 porcs serait suffisant pour obtenir des résultats significatifs et fiables tout en minimisant le nombre d'animaux utilisés. De façon à réduire le nombre d’animaux utilisés, un porc sera donneur pour 2 autres porcs pour diminuer le nombre de sujet nécessaire. Enfin, le porc donneur en fin de procédure fera l’objet de prélèvements supplémentaires pour partage de tissus avec un laboratoire associé travaillant sur la même thématique, permettant ainsi de réduire le nombre d’animaux utilisés de façon plus large.
Raffinement
Une attention particulière sera portée au raffinement dans l’hébergement isolé et dans la prise en compte des souffrances de l’animal. La température de la pièce sera maintenue à la même température que chez l’éleveur et l’alimentation sera poursuivie telle que chez l’éleveur de façon établir une continuité et diminue le stress thermique et alimentaire. Une alimentation humidifiée sera apportée aux animaux en post-opératoire pour faciliter la prise alimentaire. Un pansement gastrique oral sera apporté une fois par jour aux porcs pour diminuer le risque d’ulcère gastrique (ulcère de stress post-opératoire, prise spontanée par l’alimentation). Les procédures chirurgicales se dérouleront sous anesthésie générale avec une analgésie adaptée. Durant les opérations, les porcs seront installés sur des tapis chauffants. Un gilet avec une voie veineuse centrale sera installé sur chacun des animaux pour faciliter l’administration des antalgiques, faciliter l’hydratation des sujets et enfin faciliter le prélèvement des biologies sanguines sur animaux vigiles. Cela permettra de diminuer les anesthésies itératives potentiellement associés et de diminuer l’inconfort. Un suivi des points limites généraux de l’espèce et spécifiques du protocole sera réalisé 3 fois par jour. L’observation de 3 signes cliniques notables ou 1 signe clinique sévère donnera lieu à une prise de décision selon l’arbre décisionnel : mise mort de l’animal dans le cas où les symptômes seraient irréversibles.
Choix des espèces
Le modèle porcin est le modèle de référence en transplantation rénale car la physiologie rénale est proche de celle humaine. Effectivement l’anatomie abdominale ainsi que la physiologie du porc sont proches de celles de l’homme adulte et font donc de cette espèce un excellent modèle pré-clinique pour l’analyse des transplants rénaux. Jeunes mâles, 70Kg, similitude anatomique et physiologique avec un homme adulte au niveau abdominal. Modèle de référence pour l’analyse des transplants rénaux.
Evaluation de l’intensité d’une restriction alimentaire afin d’induire un déficit énergétique chez la vache.
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Privées de nourriture pendant 72 heures au maximum, une ou plusieurs fois, huit vaches Prim'Holstein taries subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec quatre prises de sang à la queue par phase. Le but est de calibrer l'intensité de restriction qui déclenche un déficit énergétique, pour bâtir un modèle servant ensuite à tester des additifs alimentaires censés limiter la baisse de production laitière. Le porteur ramène l'impact à un "stress et/ou une fatigue temporaire", tout en prévoyant de distribuer de la paille aux vaches qui émettent des vocalises inhabituelles et ininterrompues, et d'écarter de l'expérience celles qui perdent plus de 5 % de leur poids. Les huit vaches restent en vie à l'issue et pourront être réutilisées dans un autre projet.
Objectifs
Après la mise-bas, les besoins énergétiques de la vache laitière sont multipliés par 2 ou 3 afin de couvrir les besoins liés au démarrage de la lactation. Lorsqu’ils ne sont pas suffisamment couverts par l’alimentation, l’animal se retrouve en déficit énergétique. Afin de pallier ce manque, une mobilisation des réserves corporelles est entraînée, ce qui conduit finalement à la synthèse de composés sanguins spécifiques. Ces composés sanguins vont venir s’accumuler dans le foie et le sang. Chez la vache laitière, ils peuvent entraîner une diminution de la production de lait. Un déficit énergétique et une mobilisation des réserves corporelles peuvent être induits par le biais d'une restriction alimentaire. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’intensité de la restriction alimentaire nécessaire pour atteindre un déficit énergétique et une libération des composés sanguins spécifiques à ce dernier chez la vache. Ce projet servira à la mise en place d’un modèle pour évaluer des solutions nutritionnelles limitant le déficit énergétique post-partum.
Bénéfices attendus
A terme, cette étude permettra de déterminer la restriction alimentaire nécessaire à l’apparition d’un déficit énergétique identifiable à l’aide de marqueurs sanguins. Cela permettra de mieux comprendre les systèmes de régulation mis en place par l’animal afin de compenser le déficit énergétique. Sur le long terme, ce projet servira à mettre en place un modèle de déficit énergétique chez la vache laitière pour évaluer la pertinence de traitements/additifs à ajouter dans la ration afin de limiter la diminution de la production laitière.
Procédures
Un total de 8 vaches seront soumises à une ou plusieurs restrictions alimentaires sur 72h maximum. Afin de suivre l’évolution des biomarqueurs, une prise de sang aura lieu tous les matins, avant la prise alimentaire, sur chaque vache pendant les 72 heures, ainsi qu’une prise de sang avant le démarrage du déficit (soit 4 prises de sang par vache et par phase). Chaque prise de sang aura une durée inférieure à 3 minutes.
Impact sur les animaux
La durée de la restriction alimentaire sera de 72 heures maximum. Les prélèvements sanguins peuvent induire un stress lors de la manipulation des animaux ainsi qu’une douleur transitoire au moment de l’introduction de l’aiguille. Un hématome et/ou une inflammation locale peut apparaitre à la suite du prélèvement. La restriction alimentaire peut induire un stress et/ou une fatigue temporaire pour l’animal.
Devenir
Les vaches seront gardées en vie à l’issue de ce projet et resteront au sein de l’établissement utilisateur. Elles pourront être réutilisées dans le cadre d’un autre projet.
Remplacement
Les effets du déficit énergétique sur le métabolisme étant complexes et touchant plusieurs fonctions métaboliques, son évaluation à l’aide de méthode in vitro reste difficile. L’intérêt de ce projet porte également sur les biomarqueurs sanguins en lien avec le déficit énergétique, ce qui n’est pas mesurable autrement que directement sur l’animal. De plus, la réponse physiologique à une restriction alimentaire est propre à chaque animal et ne permet pas d’exclure l’utilisation d’animaux pour ce projet. Il est donc nécessaire de tester le protocole sur l’ensemble des animaux pour s’assurer qu’au moins 75% des vaches (soit 6 animaux sur 8) montrent une réponse physiologique au déficit énergétique.
Réduction
Un total de 8 vaches sera présent pour la réalisation de la procédure afin de s’assurer qu’au moins 75% des vaches (soit 6 animaux sur 8) présentent la réponse physiologique souhaitée (augmentation des composés sanguins recherchés pour ce projet) avec une des restrictions testées.
Raffinement
Pendant la procédure expérimentale, les vaches seront logées en stabulation sur sciure. La stabulation leur permet de se déplacer librement en dehors des repas et d’être au contact de leurs congénères. Le nombre de tentatives de prise de sang à la queue sera limité à 3 par vache afin de limiter le stress et la douleur occasionnée par la ponction à cet endroit. En cas de vocalises inhabituelles et ininterrompues, les vaches recevront de la paille. Si une vache dépasse le niveau maximal d'un composé sanguin spécifique, elle recevra immédiatement un apport d'énergie rapide, matin et soir pendant 6 jours. En cas de refus supérieur à la moitié du repas distribué sur deux repas consécutifs, l'animal sera sorti de l'expérimentation. Une perte supérieure à 5% de son poids entrainera l'exclusion de l'animal de l'expérimentation.
Choix des espèces
Les animaux choisis sont des vaches adultes Prim’Holstein taries pour correspondre au modèle scientifique de référence et pour correspondre à l’espèce cible (vaches laitières). Les phénomènes physiologiques et biomarqueurs sanguins que nous souhaitons étudier sont spécifiques de l’espèce bovine, ce qui implique qu’il n’est pas possible de remplacer cette espèce par une autre. Les animaux sont des vaches adultes taries (âgées de 7,5 à 14,5 ans). Ces vaches sont nourries avec une ration identique pendant plus de 21 jours, elles possèdent donc une flore microbienne ruminale stable (contrairement à celle d’animaux en croissance), optimisant ainsi la fiabilité des résultats.