Mammifères "de rente"

Six porcs de cinq semaines reçoivent un virus grippal directement dans la trachée, pour que soit mesuré ce qu'ils exhalent, dans l'intérêt déclaré de la filière porcine et de la santé humaine. Ils subissent ensuite six écouvillonnages nasaux et cent prélèvements d'air, deux par jour et par animal, tous sur animaux vigiles, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'infection provoque une fièvre de quatre jours, une baisse d'appétit, de la toux et des difficultés respiratoires. Tous sont tués pour prélèvement de tissus, et le porteur reconnaît qu'un générateur d'aérosols pourrait produire des particules virales, mais écrit qu'il "ne reproduit pas totalement" l'excrétion naturelle.

Objectifs

Le projet vise à produire des connaissances sur les émissions respiratoires de porcs infectés par un virus Influenza A. Les épidémies provoquées par ces virus transmissibles par voie aéroportée ont des impacts économiques et sanitaires importants pour la filière porcine et sont aussi des enjeux de santé humaine. Le protocole expérimental proposé dans ce projet a pour objectif de caractériser l’excrétion du virus dans les émissions respiratoires des porcs infectés. La charge virale présente dans ces émissions sera évaluée. La distribution de la taille des particules ainsi que la composition biologique et biochimique des aérosols qui transportent cette charge virale seront décrites. Des collectes d’air exhalé, grâce à un banc de prélèvement, seront effectuées sur un lot de 6 porcs. Des analyses physico-chimiques, bactériologiques et virologiques seront effectuées sur ces prélèvements. Conjointement, des écouvillons nasaux et leur analyse virologique permettront de suivre l’infection virale chez les animaux. La phase de collecte se déroulera sur la première semaine post-inoculation, période où l'excrétion virale est maximale.

Bénéfices attendus

Le projet vise à documenter les modalités de diffusion d’un virus influenza porcin, en caractérisant la charge virale dans l’air exhalé ainsi que la taille et la composition des microgouttelettes respiratoires porteuses de virus. Les résultats du projet contribueront à plusieurs aspects. D'une part, il s'agira de mieux évaluer et modéliser les risques d’exposition animale/humaine en cas de foyer détecté dans un élevage. D'autre part, les résultats permettront de proposer des contre-mesures environnementales efficientes pour limiter la propagation du pathogène (ex : adaptation des stratégies de traitement de l’air, préconisations organisationnelles dans les activités, etc.).

Procédures

Les animaux seront soumis à un challenge viral par voie trachéale : acte réalisé en moins d’une minute. Les animaux seront également soumis à 6 prélèvements nasaux par écouvillonnage : acte réalisé en moins d'une minute. Enfin, les émissions respiratoires des porcs seront prélevées à l'aide d'un banc de collecte : 10 minutes de prélèvement en continu pour la collecte de l’ensemble des exhalaisons des porcs auxquelles s'ajoutent 10 autres minutes pour la collecte en continu des aérosols. Au total, 100 prélèvements d'émissions respiratoires seront effectués au cours de cette procédure expérimentale, à savoir 2 prélèvements d'émissions respiratoires par porc par jour de collecte. Ces procédures seront réalisées sur animal vigile.

Impact sur les animaux

L’infection par un virus Influenza A porcin provoque une hyperthermie ne persistant guère plus de 4 jours ainsi qu’une baisse de l'appétit et des troubles respiratoires très modérés (dyspnée, toux, et éternuements) au cours de la première semaine post-inoculation. Aucune symptomatologie sévère n’est attendue lors de cette procédure.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure. Des prélèvements de tissus (pour recherche virologique) sont prévus à la fin de la procédure, la mise à mort des animaux est donc indispensable.

Remplacement

Une alternative non animale disponible tiendrait à l’aérosolisation du virus influenza avec un générateur d’aérosols. Toutefois, cette technique physique ne reproduit pas totalement le processus naturel d’excrétion et d’aérosolisation qui se produit au niveau de l’organisme de l’animal. Le projet ayant pour objectifs d’étudier la composition physique et biologique des aérosols exhalés par des animaux infectés et de la mettre en relation avec la charge microbiologique, l’utilisation d’une technique produisant des aérosols de manière artificielle et pouvant modifier les caractéristiques des émissions respiratoires n’est pas envisageable. L’expérimentation consistant en la génération naturelle d’aérosols par les animaux, il n'y a aucune possibilité de remplacement du modèle animal.

Réduction

Le dispositif expérimental, qui repose sur un total de 6 porcs inoculés, a été pensé de manière à minimiser le nombre de porcs utilisés tout en garantissant la fiabilité des résultats. De plus, des études antérieures ont montré la nécessité de regrouper a minima 3 prélèvements individuels pour optimiser la sensibilité analytique et maintenir des conditions de manipulation animale efficace. En limitant la manipulation à 10 min par animal, nous optimisons la qualité de l’échantillonnage des émissions respiratoires tout en minimisant le temps de contention des animaux. Cela nécessite en revanche de cumuler les échantillonnages pour détecter les particules virales dans les exhalaisons pour améliorer la sensibilité analytique. Ainsi, l’expérimentation sur un premier groupe de 3 animaux permettra de constituer un jeu de données initial, et une répétition sur un second groupe de 3 porcs permettra d’étudier la répétabilité de la mesure. L'objectif du projet étant de produire des connaissances sur les émissions respiratoires de porcs infectés par un virus Influenza A porcin, le dispositif expérimental ne comporte pas de lots d'animaux Témoin et les données ne feront l'objet d'aucune analyse statistique du type Cas/Témoin.

Raffinement

Les animaux seront élevés en groupes stables au cours de toute la durée du projet. Ils seront alimentés à volonté et auront accès à discrétion à de l’eau. Le confort thermique des animaux sera assuré par des lampes chauffantes et des plaques de couchage dans les jours qui suivent le sevrage. Ils auront accès à des jouets. Après chaque prélèvement, une récompense type grenadine sera distribuée aux animaux. Une attention particulière sera apportée au suivi clinique de chaque animal au quotidien pendant toute la durée de la procédure expérimentale. En cas d’atteinte d’un des points limites, les animaux seront mis à mort.

Choix des espèces

Le porc est l’espèce cible du virus Influenza A porcin. Il est donc la seule espèce adaptée aux objectifs et aux conditions de cette procédure. Les porcs seront inoculés par un virus Influenza A porcin à 5 semaines d'âge conformément au modèle d'infection appliqué par notre Laboratoire dans le cadre d'expérimentation impliquant ce contaminant.

Enfermées sept jours d'affilée en chambre respiratoire pour mesurer le méthane qu'elles émettent, 4 brebis de réforme vont être utilisées dans des procédures classées à un niveau de souffrance modéré. Le projet teste une eau de boisson enrichie en nanobulles d'oxygène, censée gêner les microbes producteurs de méthane du rumen. Le porteur écrit que cette mesure n'entraîne "aucune souffrance ni douleur", ce que la gravité modérée déclarée dans le même document contredit. Le devenir des brebis dépend d'une évaluation administrative en cours : si l'innocuité des nanobulles n'est pas établie, elles seront tuées par précaution, sinon leur replacement sera soumis à l'avis de la structure de bien-être animal.

Objectifs

L’objectif de cette étude est de tester l’effet d’une eau de boisson enrichie en nanobulles d’oxygène sur la production de méthane entérique chez l’ovin. Cet essai servira de preuve de concept. Les microbes producteurs de méthane (méthanogènes) sont très sensibles à l’oxygène et notre hypothèse de travail est que les nanobulles d’oxygène inhiberont l’activité des méthanogènes.

Bénéfices attendus

La diminution de l’empreinte carbone des ruminants par une solution innovante d’utilisation facile sur le terrain, y compris au pâturage, peu coûteuse et facilement acceptable par les utilisateurs et la société.

Procédures

Au cours des 7 jours d'expérimentation, les animaux seront dans des chambres respiratoires semi-ouvertes.

Impact sur les animaux

Les animaux entreront en chambre respiratoire pendant 7 jours consécutifs pour la mesure des émissions de méthane. Cette mesure n’entraîne aucune souffrance ni douleur chez l’animal qui est libre de mouvement dans une surface de 3,3 m2 qui est supérieure aux normes de bien être (2 m2). Les chambres respiratoires semi-ouvertes sont disposées côte à côte avec de larges parois translucides qui permettent aux animaux de se voir, de s’entendre et de percevoir les odeurs, ce qui diminue le stress lié à l’isolement.

Devenir

L’innocuité de l’utilisation de nanobulles dans l’eau de boisson est en cours d’évaluation par les autorités compétentes. Si elle ne peut être établie, en application du principe de précaution, les animaux seront mis à mort. Sinon, leur replacement sera soumis à l’avis de la SBEA.

Remplacement

Ce type d’étude a déjà été réalisé in vitro et nécessite une validation chez l’animal.

Réduction

D'après notre expérience reconnue dans le domaine de la mesure des émissions des gaz à effet de serre par les ruminants, le nombre d'animaux nécessaires pour obtenir des résultats fiables en termes d'émissions de méthane en chambre respiratoire avec un écart entre groupes de ~30% est de 4 par lot. Chaque animal sera son propre témoin. Nous utilisons le nombre minimal d’individus pour cette étude de preuve de concept très peu contraignant pour les animaux.

Raffinement

Cette mesure n’entraîne aucune souffrance ni douleur chez l’animal qui est libre de mouvement dans une surface de 3,3 m2 qui est aménagée avec caillebotis pour assurer un confort de couchage et la bonne évacuation des effluents. Les chambres respiratoires semi-ouvertes sont disposées côte à côte avec de larges parois translucides qui permettent aux animaux de se voir, de s’entendre et de percevoir les odeurs, ce qui diminue le stress lié à l’isolement.

Choix des espèces

Pour cette étude nous avons besoin des animaux avec un rumen fonctionnel (des agneaux après sevrage ou des ovins adultes). Nous utiliserons des brebis de réforme car en fin de vie productive. Il n'y a pas de préférence de sexe pour l’objectif de l’étude, par contre tous les animaux seront du même sexe. Comme indiqué au-dessus, nous utiliserons des femelles de réforme. On s’attend à une diminution minimale de méthane d’environ 30%. Cette amplitude de diminution est facilement détectable en chambre respiratoire. Le nombre de 4 animaux est suffisant au vue de la précision des mesures pour cette preuve de concept.

Rendues à leur élevage à l'issue du projet, dix d'entre elles étant ensuite replacées, 30 brebis vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une ovariectomie sous anesthésie générale de vingt minutes, puis cinq prises de sang, cinq collectes de fèces et dix à douze trajets routiers de deux heures étalés sur deux ans. Le champ structuré du devenir ne déclare que dix animaux rendus vivants, quand le texte affirme que les trente le seront. L'objet du projet est de fournir ces brebis privées d'ovaires à une entreprise, pour caler la pharmacocinétique d'un dispositif intravaginal destiné à synchroniser les chaleurs dans la filière ovine.

Objectifs

Le projet, qui se déroule dans 2 établissements utilisateurs, s’inscrit dans le plan de développement préclinique d’un produit pharmaceutique/zootechnique dans la sphère de la reproduction ovine. Ce produit est un dispositif intravaginal à libération longue d’un progestatif. L’objectif est de mettre à disposition des brebis ovariectomisées, pour des études de pharmacocinétiques visant à : 1) caractériser et sélectionner le meilleur prototype de dispositif intravaginal (le produit) en comparaison à un produit de référence (environ 3 à 4 études in-vivo préliminaires), 2) confirmer le profil et les propriétés pharmacocinétiques du dispositif sélectionné et/ou démontrer la bioéquivalence en comparaison avec un produit de référence (1 étude). La phase expérimentale de ces différentes études pharmacocinétiques (4 à 5 études sur 2 ans minimum) sera conduite dans un établissement tiers, situé à moins de 2 h du lieu d’hébergement des brebis. L’établissement dispose d’un comité d’éthique interne qui évaluera chaque étude utilisant les brebis ovariectomisées.

Bénéfices attendus

Le projet vise à développer un produit contenant un progestatif visant à synchroniser l’œstrus des brebis en saison sexuelle ou en contre saison. Actuellement il n’existe pas d’alternative dans la filière ovine à ce type de produit. L’utilisation de brebis ovariectomisées dans le cadre du développement préclinique d’un produit pharmaceutique/zootechnique dans la sphère de la reproduction ovine permet : - de s’affranchir des taux d’hormones endogènes liées au cycle de reproduction qui est saisonné. En effet pour suivre le profil pharmacocinétique des progestatifs utilisés dans les prototypes, il faut pouvoir les doser et donc ne pas être biaisé par les taux endogènes. – de pouvoir réutiliser les mêmes brebis sur l’ensemble des études pharmacocinétiques prévues car les études pourront être réalisées à n’importe quel moment de l’année, indépendamment de la saisonnalité des cycles de reproduction. - d’utiliser des designs d’étude en cross-over, en augmentant ainsi la puissance statistique et permettant ainsi de réduire le nombre d’animaux à inclure par étude. – de pouvoir comparer les différentes études entre elles car les animaux seront réutilisés pour chacune d’elles (environs 4 à 5 études de pharmacocinétique en prévision).

Procédures

Toutes les brebis subiront dans l'E2 : une ovariectomie sous anesthésie générale (20 minutes); dans l'E1 : 5 prises de sang et 5 collectes de fécès (1 minute pour 1 prise de sang + 1 collecte de fécès), réparties sur 2 ans; et entre 10 et 12 trajets d’environ 2 heures à chaque fois, répartis sur 2 ans.

Impact sur les animaux

Au sein de l’E1, les nuisances attendues relèvent de pratiques d’élevage. Pour gérer de manière optimum le parasitisme, des coprologies de contrôles seront réalisées sur les animaux, pouvant occasionner une gêne transitoire lors du prélèvement de féces. Par ailleurs, dans le cadre des contrôles sanitaires pour les mouvements d’animaux entre l'E1 et l'établissement tiers, nous prévoyons des prises de sang, une après chaque test pharmacocinétique afin de garantir le statut sanitaire du cheptel en retour sur le site d’élevage. Les brebis peuvent éprouver un stress léger lors des contentions nécessaires pour les prises de sang. Une nuisance éventuelle serait l'apparition d'hématome suite aux prises de sang effectuées. Au sein de l’établissement E2, les nuisances attendues sont liées à la chirurgie ovariectomie. Le statut ovariectomisé n'entraine pas d'effet indésirable au cours de la vie de l'animal. Les animaux peuvent ressentir du stress lors des manipulations, de la phase pré opératoire, de l'induction de l'anesthésie, et de la phase de réveil. L'apparition de douleurs suite à la chirurgie est également possible, ainsi qu'une éventuelle infection qui entraînerait abattement, fièvre et anorexie. Lors de l'anesthésie, une irritation de l’appareil respiratoire supérieur (liée à l’intubation) peut apparaître, mais c'est rare. Les animaux peuvent subir du stress lors des phases de transport entre les différents établissements.

Devenir

Les 30 animaux seront gardés en vie et retourneront dans l'E1 à l'issue du projet. 10 animaux seront replacés.

Remplacement

Il n’y a pas d’alternatives à l’utilisation d’animaux pour déterminer les profils pharmacocinétiques in-vivo de différents actifs et/ou dispositifs sur l’espèce cible. L’utilisation de brebis ovariectomisées permet de s’affranchir des taux hormonaux endogènes et d’éviter les interférences avec le progestatif du dispositif. Le design en cross-over est accessible et permet de réduire le nombre d’animaux par étude car les animaux sont leur propre témoin et la puissance statistique est plus importante, permettant une meilleure comparabilité des différents prototypes, et des études entre elles. De plus, les brebis ovariectomisées vont être réutilisées à chaque étape du développement préclinique sur une période d’environs 2 ans minimum.

Réduction

Il a été évalué que 30 brebis ovariectomisées seraient nécessaires pour le développement de ce projet. En effet, dans chacune des premières études pilotes, qui vont permettre de choisir un prototype parmi 2 testés, 2 groupes de 12 brebis seront nécessaires (chaque groupe permet de comparer un prototype au produit de référence), soit un total de 24 brebis. Le développement de ce produit est basé sur le principe de bioéquivalence. Selon les bonnes pratiques il faut au moins 12 animaux évaluables par traitement pour que l’étude soit acceptable. Pour une étude pilote, ce nombre d’animaux pourrait être réduit à 10. Cependant, lorsque le risque de perte de sujets existe, on peut inclure des animaux supplémentaires pour maintenir une puissance statistique correcte. Ici, on ne peut négliger ce risque de perte d’animaux évaluables par traitement (perte du dispositif avant la fin de la période de pose). Une marge de 20% d’animaux supplémentaires est communément admise (10+2 soit 12 par groupe). Enfin, à cause de la forte variabilité interindividuelle des profils pharmacocinétiques de progestatifs, 12 animaux par groupe permettraient d’assurer une puissance statistique suffisante pour conclure dans les études pilotes. 3 animaux additionnels sont également prévus dans une étude PK pour couvrir toute problématique (échec d’administration, maladie…). Enfin, les brebis ovariectomisées seront réutilisées pour l’ensemble des études, donc en anticipant la perte possible d’animaux sur les 2 ans de développement, un nombre de 30 brebis ovariectomisées est nécessaire.

Raffinement

Au sein de l’E1, afin de prévenir tout stress, les animaux sont gardés en groupes sociaux stables, dans des conditions d’élevage optimales avec fourrages et concentrés de qualité, soit sur aire paillée avec enrichissement soit au pâturage. Les animaux seront supervisés par du personnel formé et habilité. Lors des déplacements entre les établissements, les animaux seront transportés selon les normes de bien-être en vigueur (densité, paillage…) dans un véhicule agrée conduit par du personnel habilité titulaire d’un captav. La durée de transport entre les sites est de 2 heures. Lors de leur arrivée dans l’E2, afin de prévenir tout stress, les animaux sont gardés en groupes sociaux stables, dans des conditions d’élevage optimales avec fourrages et concentrés de qualité et des locaux calmes. La douleur est traitée préventivement avant l’acte chirurgical dès l’anesthésie, et le traitement est maintenu jusqu’à un état physiologiquement stable des animaux. Le retour à l’état normal est estimé à 3-4 jours postopératoires. Les animaux sont surveillés quotidiennement et plusieurs fois par jour en post-opératoire immédiat. Un animal anorexique, prostré, recevra l’administration de morphinique. Sans réponse physiologique satisfaisante, il sera procédé à l’euthanasie suivie du prélèvement du site lésionnel pour analyse. Tout animal qui ne se nourrit pas pendant 4 jours ou avec perte de poids par rapport au poids initial malgré le traitement sera mis à mort. Les animaux seront surveillés quodtidiennement sur les 6 paramètres suivants : 1/ s’alimente : oui-non 2/ Boit : oui-non 3/ se lève : oui-non 4/ reste figé : oui-non 5/ température en degré 6/ estimation de la douleur de 0 à 3 (0 aucune douleur et 3 douleur intense).

Choix des espèces

L’espèce ovine est l’espèce cible. La physiologie et la réponse hormonale des ruminants sont particulières à ces espèces. Le projet porte sur un dispositif de contrôle de la reproduction des femelles. Les animaux utilisés sont donc des brebis multipares (ayant mis bas au minimum une fois) et ayant terminé leur croissance et leur développement.

Remplacer une hormone d'extraction dont l'approvisionnement devient difficile : 120 cochettes pré-pubères vont être utilisées pour tester une molécule qui déclenche l'ovulation, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes sont abattues en fin de protocole pour prélever les ovaires et l'utérus et compter les embryons. Sur onze jours, chaque animal subit une prise de sang de 10 mL par jour, soit 110 mL au total, une injection intramusculaire, jusqu'à neuf échographies, l'introduction d'un verrat deux fois par jour pendant une semaine pour détecter les chaleurs, puis deux inséminations artificielles. Le porteur écrit que 120 cochettes "seront nécessaires", justifie l'espèce par le fait qu'aucun modèle in vitro ne reproduit l'état physiologique d'une cochette pré-pubère, et rattache l'enjeu à la production porcine.

Objectifs

Nous développons une molécule capable de remplacer les traitements actuels d'induction de l'ovulation chez les animaux de rente. L'efficacité et la toxicité de cette molécule ont déjà été testées dans différentes espèces, dont la cochette pubère. Nous souhaitons dans cette nouvelle saisine tester son efficacité chez la cochette pré-pubère. En effet, actuellement, la puberté est induite chez ces animaux par l'utilisation de PG600, qui est un mélange de hCG (human chorionic gonadotropin) et de eCG (equine chorionic gonadotropin), hormones extraites dont l'approvisionnement devient problématique. Au total, 120 cochettes pré-pubères seront nécessaires pour ce projet.

Bénéfices attendus

Cette expérience permettra de démontrer l'efficacité de RPV à induire l'ovulation chez les cochettes pré-pubères, et sa capacité à remplacer des hormones d'extraction telles que le PG600.

Procédures

Tous les actes se feront sur animal vigile. Prélèvements de sang : 10 ml de sang seront prélévés, 1 fois par jour, pendant 11 jours (J1, J2, de J4 à J10, J14 et J16), soit un volume total de 110 ml par animal. Injection de produit : 1 fois par animal, en intra-musculaire. Echographie transabdominale : 9 fois par animal maximum sur 10 jours. Détection des chaleurs par introduction du verrat dans la stabule : 2 fois par jour pendant une semaine. Insémination artificielle : 2 fois par animal, 12H et 24H après la détection des chaleurs.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendus sont le stress lié à la manipulation des animaux, la douleur et les hématomes liées aux prises de sang, la douleur liée à l'injection intra-musculaire.

Devenir

Tous les animaux seront abattus en fin de protocole. Les ovaires et l'utérus seront prélevés comptage de corps jaunes, et du nombre d'embryons totaux et viables.

Remplacement

L'efficacité de cette molécule a déjà été démontré chez la vache et la cochette pubère. Cette expérimentation vise à démontrer son éfficacité chez la cochette pré-pubère qui représente un état physiologique particulier, pour induire la première ovulation. Un modèle in vitro ou un autre modèle animal ne peuvent donc refléter l'état physiologique d'une cochette pré-pubère.

Réduction

Le nombre de cochettes nécessaire à l'expérimentation a éré calculé en fonction des résultats précédemment obtenus chez la génisse et la cochette pubère.

Raffinement

Les animaux seront hébergés en groupe, et non en loge individuelle afin de limiter le stress. Un système de récompense est utilisé : elles recevront un aliment appétent après chaque acte (type smarties® ou de l'aliment pour porcelet). Les interventions seront réalisées par du personnel compétent, dans le calme avec récompense alimentaire et un suivi de l’état de l’animal sera mis en place dans les heures qui suivent. Ainsi, pendant le jour de la prise de sang, et un jour après, les animaux feront l'objet d'une surveillance particulière sur les points suivants : - Surveillance de comportements anormaux tels que la prostration, ou l’agressivité. - Surveillance d'apparition d'hématome sur les lieux de prélèvements : mise en place du suivi de la résorption de l'hématome. - Hyperthermie dans les 24h qui suivent les prélèvements : en cas de fièvre (+2°C) par rapport à la température de référence, un antalgique sera administré à l’animal. Notre procédure sera raffinée en minimisant nos interventions et en favorisant les interactions positives avec les animaux. Les animaux voient plusieurs fois par jour les animaliers qui surveillent attentivement leur comportement. Une phase de simulation, durant plusieurs semaines, de prise de sang est réalisée à la porcherie afin d’entrainer l’animal à coopérer pendant l’acte. Pour ce faire, nous distribuons du jus de pomme à la seringue tout en appuyant avec le doigt sur la zone de prélèvement. Le but recherché est d’apprendre à l’animal à assimiler zone de prélèvement/prélèvement et récompense. Le prélèvement est réalisé en moins d’une minute. Les prises de sang seront chronométrées et toute prise de sang non terminée au bout de 1 minute sera abandonnée. En cas d'apparition de fièvre, l'animal sera traité.

Choix des espèces

L'efficacité de cette molécule a déjà été démontré chez la vache et la cochette pubère. Cette expérimentation vise à démontrer son éfficacité chez la cochette pré-pubère qui représente un état physiologique particulier, pour induire la première ovulation. Une autre espèce ne peut donc pas être utilisée. Cette expérimentation vise à démontrer l'efficacité de notre molécule RPV dans l'induction de l'ovulation chez la cochette pré-pubère, d'où l'utilisation de cochette entre 135 et 150 jours d'âge.