Mammifères "de rente"

Immobilisés vigiles, la tête en extension et les yeux masqués, 60 porcelets subissent une ou deux prises de sang dans la veine jugulaire, espacées de vingt-huit jours. Les procédures sont classées en souffrance légère, le porteur signalant qu'un malaise vagal peut survenir pendant le prélèvement. L'objectif déclaré est d'améliorer la santé digestive et le bien-être des porcelets en retardant le sevrage à quarante-neuf jours, une pratique déjà imposée par le cahier des charges de l'élevage biologique, et le porteur y voit aussi un moyen de limiter les intrants médicamenteux et de redresser les "performances technico-économiques". 40 porcelets sont tués, vingt au vingt-huitième jour et vingt au cinquante-sixième, pour prélever leurs compartiments digestifs, les vingt autres poursuivant leur croissance jusqu'à l'abattage commercial.

Objectifs

Chez les mammifères, le sevrage se définit comme la période de transition d’une alimentation exclusivement lactée vers une alimentation solide. Chez le porc, en conditions de semi-liberté cette transition est progressive jusqu’à l’arrêt complet de l’ingestion lactée entre 12 et 17 semaines d’âge. En élevage, le sevrage correspond à la fin de la consommation de lait par les jeunes, la séparation avec la mère et la mise en lot avec d’autres congénères et est couramment réalisé entre 21 et 28 jours d’âge en élevage conventionnel. Le système immunitaire et digestif du porcelet est encore immature à cet âge. Cette période est dès lors souvent associée à des troubles digestifs qui pénalisent la santé et le bien être des porcelets, induisant une augmentation des intrants médicamenteux et une dégradation des performances technico-économiques. Dans ce cadre, nous faisons l’hypothèse qu’un sevrage plus tardif permettrait d’optimiser la maturation digestive, permettant de préserver la santé des animaux dans les phases ultérieures de la vie. Les effets d’un sevrage dit « tardif » (au delà de 42j) sur l’adaptation physiologique du porcelet au sevrage ont cependant fait l’objet de peu d’études. Dans le cadre du présent projet, nous avons donc souhaité caractériser finement l’impact d’un sevrage tardif sur la santé et la maturation digestive. Ce projet s’inscrit dans la continué d’un projet antérieur ayant permis d’évaluer l’impact du sevrage tardif sur le comportement (indicateur du bien-être), la croissance et la santé globale (évaluations cliniques et marqueurs sanguins) du porcelet. Le comportement des animaux pouvant être altéré par certains prélèvements nécessaires à la caractérisation digestive, celle-ci n’a pas pu être effectuée au cours du 1er protocole expérimental, et fait donc l’objet de la présente demande. L’objectif de recherche fondamental de ce projet exploratoire est ainsi d’évaluer l’impact d’un sevrage dit « tardif » sur la santé digestive et systémique du porcelet. Dans ce cadre nous avons choisi de comparer un sevrage à 49 jours d’âge, dit « tardif » avec un sevrage « conventionnel » à 21 jours.

Bénéfices attendus

Ce projet exploratoire fournira des premiers éléments factuels sur les effets d’un sevrage tardif sur la santé digestive en élevage porcin. Le sevrage tardif étant une composante clé de l’élevage porcin biologique, imposé par le cahier des charges (>40j), ces données seront d’un grand intérêt pour cette filière mais pourront également contribuer à l’amélioration des pratiques d’élevage dans la filière conventionnelle. Ce projet pourrait donc permettre à moyen/long terme d’améliorer la santé en élevage porcin.

Procédures

1 (20 individus) ou 2 (40 individus) prélèvements sanguins par porcelet, espacés de 28 jours, seront effectués dans la veine jugulaire sur animaux vigiles immobilisés avec une contention douce. La durée de contention de chaque porcelet est limitée à 2 minutes et celle de la prise de sang à 30 secondes.

Impact sur les animaux

Ces prélèvements sont susceptibles d’induire un stress transitoire léger ainsi qu’une douleur légère et transitoire associée à l’introduction de l’aiguille pour les animaux.

Devenir

Les animaux poursuivront leur croissance en élevage conventionnel jusqu'à mise à mort expérimentale ou abattage commercial. La caractérisation de la maturation et de la santé digestive nécessite l’accès aux compartiments digestifs. 40 porcelets seront ainsi mis à mort (20 à J28 et 20 à J56) dans le cadre du protocole afin d’effectuer des prélèvements tissulaires post-mortem

Remplacement

Il n'existe pas de méthodes in vitro ou in silico actuellement qui permettent d'aborder la question de l'effet du sevrage sur un organisme entier. L’utilisation d’animaux vivants est ainsi nécessaire.

Réduction

40 porcelets (10 par date et par lot) sont nécessaires pour tenir compte de la variabilité des paramètres sanguins (J24 et J52) et digestifs (J28 et J56 ; hors champ) mesurés et correspond à l’effectif suffisant et nécessaire pour évaluer statistiquement l’impact de l’âge au sevrage sur ces paramètres tout en prenant en compte l’effet portée. Afin de garder l’équilibre entre portées dans les animaux prélevés (prélèvements sanguins et post mortem), et afin de tenir compte des troubles sanitaires éventuels en cours d’essai, 1 porcelet supplémentaire par lot et par portée sera prévu. 60 porcelets (2 lots x 10 portées x 3 porcelets = 60) seront donc suivis.

Raffinement

L’état de santé des animaux sera suivi individuellement de façon hebdomadaire, lors des pesées, via une fiche de suivi reprenant l’aspect général des animaux, celui de l’appareil digestif, respiratoire et locomoteur et de la peau. De plus, une évaluation collective quotidienne permettra d’identifier les animaux avec un état de santé dégradé. Les animaux identifiés comme ayant un état de santé dégradé à la pesée ou lors du suivi collectif seront ensuite suivis quotidiennement de façon individuelle jusqu’à retour à la normal. Des arbres décisionnels gradés ont été mis en place afin d'intervenir de façon adéquate le plus rapidement possible en cas de problème. En cas de diarrhée ou de toux forte sur plus de 4 jours consécutifs, de fort amaigrissement, de plaies ou de boiterie graves l’animal sera exclu de l’expérimentation et soumis à un traitement après avis vétérinaire. Afin de réduire le stress lié à la contention lors des prises de sang, les porcelets seront immobilisés dans un dispositif permettant de porter les porcelets avec une contention douce, les pattes dirigées vers le sol avec la tête en extension et les yeux masqués. La durée de contention sera limitée à 2 min et celle de la prise de sang à 30 secondes. En cas de saignement local, une pression légère sur la gorge au point de prélèvement sera appliquée à la suite du prélèvement. Une fois le saignement arrêté, l’animal sera reposé au sol et son comportement surveillé. A de rares occasion un malaise vagal peut être induit avec un retour de conscience rapide (1 min) ou d’un malaise vagal lors du 1er prélèvement, le porcelet ne sera pas prélevé à J52. Enfin, le milieu de vie des animaux sera enrichi : en post-sevrage des sacs de jute et cordelettes seront suspendus dans les loges (changés 2 fois par semaine).

Choix des espèces

Le projet vise à évaluer l’impact du sevrage tardif en élevage porcin, cette espèce est donc requise pour le projet. Le projet visant à évaluer l’impact de l’âge au sevrage sur la santé des porcelets, ceux-ci seront suivis de leur sevrage jusqu’ à 70j d’âge (transition post-sevrage – engraissement).

Réformés de la compétition ou de l'élevage et destinés à la boucherie, 100 chevaux vont être hyperimmunisés contre des agents infectieux, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacun reçoit des injections d'antigènes toutes les trois à quatre semaines pendant environ douze mois, puis est saigné trois fois par semaine, jusqu'à 1 % de son poids vif par prélèvement, sur dix à douze mois. Quand leur hématocrite descend sous un seuil fixé avec le vétérinaire, leurs globules rouges leur sont réinjectés pour que les saignées continuent. Soixante-dix sont annoncés comme réutilisés et trente comme replacés, ceux qui ne peuvent l'être étant mis à mort, et le porteur affirme qu'aucune méthode alternative ne remplace aujourd'hui cette production à l'échelle "industrielle".

Objectifs

Le nombre croissant de maladies infectieuses émergentes et ré-émergentes, la mondialisation et la propagation rapide des épidémies, l'absence de traitements et/ou de vaccinations satisfaisants, le développement des menaces liées au bioterrorisme et l'augmentation de la résistance aux antimicrobiens ont conduit à une augmentation significative des risques de menaces biologiques. Le développement, l'accès et le déploiement rapides de contre-mesures médicales adéquates sont essentiels pour anticiper de telles urgences de santé publique, et constituent des enjeux nationaux et internationaux critiques pour la mise à disposition de thérapeutiques efficaces. Le projet vise à développer et à produire des traitements contre des maladies infectieuses émergentes (par exemple COVID-19, grippe aviaire H5N1, Ebola et la Fièvre Hémorragique de Crimée Congo (CCHF)). L’objectif de ce projet est de produire, à partir de chevaux hyperimmunisés, des plasmas qui sont ensuite utilisés pour la fabrication pharmaceutique d’anticorps polyclonaux purifiés. Les anticorps de ce projet seront induits contre différents types d’antigènes spécifiques (protéines virales et/ou toxines (bactériennes, animales ou végétales) et/ou bactériennes).

Bénéfices attendus

Les fragments d’anticorps hautement purifiés (fragments F(ab’)2 apportent une solution thérapeutique sûre à des problématiques majeures de santé publique pour lesquelles il n’existe pas d’autre solution. Le projet vise plus particulièrement à développer des produits destinés au domaine de la bio-défense au sens large, mais aussi des thérapeutiques pour le traitement des maladies infectieuses émergentes. Ce projet nécessitera l’utilisation de 100 chevaux sur 5 ans. Ces chevaux permettront globalement de produire des plasmas qui donneront in fine l’équivalent de 135000 à 215000 traitements individuels contre les risques bio-défense et les maladies infectieuses. La production de plasma par cheval étant assez importante, une partie de ces plasmas sera utilisée pour la mise au point de développement de nouvelles thérapies (développement pré-clinique et clinique avec essais chez l'Homme). Une autre partie constituera une banque de plasmas pour répondre à des besoins de stocks stratégiques.

Procédures

Deux ensembles de gestes techniques sont effectués chez tous les chevaux du projet. Tous les gestes techniques sont réalisés sur le cheval vigile : → Gestes associés à la technique d’hyperimmunisation: des injections de petits volumes sont effectuées par voie intra-dermique ou sous-cutanée et intra-musculaire toutes les 3 à 4 semaines en moyenne pendant environ 12 mois. La durée de l’injection est de 2 à 10 secondes par animal. → Gestes associés aux prélèvements de sang pour la production des plasmas: • des prélèvements de sang (1% du poids vif maximum) par voie veineuse (à la veine jugulaire) d’une durée de 10 minutes par animal sont réalisés 3 fois par semaines toutes les 3 à 4 semaines sur une période moyenne de 10 à 12 mois une fois que le titre d’anticorps spécifique a atteint le plateau maximum. • Si l’hématocrite du cheval prélevé a atteint un seuil bas prédéfini avec le vétérinaire désigné, il y a ré-administration des globules rouges par voie intraveineuse d’une durée de 20 minutes par animal (technique de « plasmaphérèse ») au maximum 3 fois par semaines toutes les 3 à 4 semaines sur une période moyenne de 10 à 12 mois.

Impact sur les animaux

Il n’y a pas d’effet indésirable attendu associé aux administrations des antigènes car les chevaux utilisés pour le projet suivent un parcours d’habituation avant d’être intégrés dans une procédure d’hyperimmunisation. Une nuisance potentielle attendue, mais rare en pratique, est la baisse d’hématocrite consécutive à la répétition dans le temps des prélèvements sanguins de volumes importants, qui ne dépassent cependant pas les normes réglementaires pour le bien-être animal (1% du poids au maximum).

Devenir

En fin de procédure, si les animaux sont en bonne santé, ils pourront être replacés après concertation des responsables du projet et en accord avec le vétérinaire. Si les animaux ne peuvent pas être replacés ou réutilisés en interne, ils seront mis à mort après anesthésie. Les animaux ne pourront pas être reconduit dans la filière alimentaire.

Remplacement

Compte tenu de la variabilité biologique (plusieurs types ou plusieurs variants) des cibles, il est essentiel que les thérapeutiques développées dans le cadre de ce projet aient des efficacités de neutralisation indépendantes des types ou des variants. Cet objectif ne peut être atteint que par la production d’anticorps polyclonaux spécifiques provenant de plusieurs chevaux (synergie d’une réponse polyclonale naturelle avec le mélange de différentes réponses polyclonales individuelles = « polyclonalité polyvalente »). La production en grand volume d’anticorps polyclonaux pour de tels produits pharmaceutiques n’est possible que par l’hyperimmunisation d’animaux de grande taille : bovins ou chevaux. Aucune méthode alternative n’est aujourd’hui connue pour remplacer industriellement la production d’anticorps polyclonaux avec des titres élevés. Un mélange de plusieurs monoclonaux ne peut remplacer aujourd’hui la « polyclonalité polyvalente » recherchée car cela supposerait la production simultanée de plusieurs dizaines d’anticorps monoclonaux différents.

Réduction

Ce projet inclut plusieurs éléments visant à réduire le nombre de chevaux nécessaires pour chaque cible thérapeutique du projet : • Utilisation d’adjuvants commerciaux permettant une présentation plus efficace de l’antigène et favorisant la mémoire immunitaire, se traduisant par des titres spécifiques élevés. • Utilisation d’un calendrier d’injections optimisant le niveau moyen des titres d’anticorps spécifiques et maintenant le plateau de production d’anticorps le plus longtemps possible • Impact des titres élevés d’anticorps permettant d’augmenter le rendement de purification et donc de réduire indirectement le nombre de chevaux nécessaires à la production des lots de produit thérapeutique. • Le nombre de chevaux utilisés pour un projet est calculé au plus juste selon l’avancée du projet afin de réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires. Pour chaque nouvelle indication du projet : 2 à 4 animaux seront immunisés afin de tester et déterminer l’efficacité de l’immunisation. Après cette étape pilote, le volume de plasma nécessaire pour la production des lots thérapeutiques sera calculé précisément. Ce volume permettra de déterminer le nombre d’animaux nécessaires pour l’ensemble du développement de chaque produit du projet.

Raffinement

Les animaux sont hébergés dans des conditions adaptées à leur espèce, logés dans des box en groupes sociaux de maximum 12 chevaux fixes dans le temps présentant une aire paillée et une aire d’exercice ouvertes sur l’extérieur. Un suivi quotidien leur est apporté par un personnel qualifié, avec une surveillance intensifiée, dans des conditions conformes à la réglementation et assurant leur bien-être. L'observation de signes cliniques déclenche des soins spécifiques sur les conseils d'un vétérinaire qui assure par ailleurs un suivi régulier. Les animaux ont accès à la nourriture via un distributeur automatique de concentrés en plusieurs fois, au foin et à l’eau à volonté dans une ambiance musicale. Les contacts répétés avec l’homme contribuent à l’enrichissement. De multiples essais d’accessoires variés n’ont pas été concluants. Ce projet met en œuvre des procédures maîtrisées qui ont déjà fait la preuve de leur efficacité pour la production d’immunoglobulines polyclonales équines. Une amélioration notable par rapport aux projets autorisés précédemment depuis 2017 est l’utilisation d’adjuvants très bien tolérés chez le cheval. Des procédures optimisées sont en place pour l’habituation des chevaux aux injections et aux prélèvements de sang pour réduire le stress lors des opérations de production. Des points limites sont définis.

Choix des espèces

Le cheval est une espèce animale qui produit en général des titres élevés d’anticorps et qui permet, compte tenu de sa grande taille, de récolter une quantité importante de plasma (respectant pour chaque prélèvement un maximum de 1% du poids vif). Il présente très peu de risques zoonotiques, ce qui limite fortement les problématiques de biosécurité virale dans les plasmas. Les chevaux utilisés pour ce projet sont des adultes de plus de 3 ans car à partir de cet âge la production d’anticorps spécifiques est optimale. Ce sont des animaux de réforme (capacité compétition, infertilité…) destinés initialement à la boucherie.

Neuf prises de sang à la veine de la queue en neuf mois, chacune doublée d'un prélèvement de bouse par fouille rectale au cornadis : 56 vaches vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis replacées dans le troupeau. Ces mesures doivent alimenter une base de données nationale sur le méthane que les bovins rejettent en digérant, et valider des indicateurs plus simples à prélever en ferme. Le porteur justifie le choix de l'espèce par le poids des élevages bovins, près de la moitié des émissions agricoles françaises de gaz à effet de serre, face à l'objectif européen d'une baisse de 30 % du méthane d'ici 2030. Réduire le nombre de bovins élevés n'est pas évoqué.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de contribuer à la création d’une base de données nationales incluant des données phénotypiques de bovins de methane entérique obtenues avec un outil de mesure de reference commun à tous les partenaires du projet, et des prédicteurs des émissions de methane (spir fécale, abondance naturelle isotopique, …). Les prédicteurs issus des matrices prélevées sur les animaux du projet permettront de valider les modèles de prediction construits.

Bénéfices attendus

Les bénéfices du projet est d’ordre environmental en réduisant de 30% les émissions de methane issues du tube digestif des ruminants d’ici 2030. Le methane contribue à hauteur de 50% aux émissions de gaz à effet de serre à l’échelle d’une ferme.

Procédures

Au cours des 9 mois d'expérimentation (stabulation et pâturage), les animaux seront soumis à 9 reprises à des prélèvements de sang. L'ensemble de la manipulation avec prélèvements (contention + prélèvement) sur un animal durera moins de 10 minutes.

Impact sur les animaux

Différents prélèvements peu invasifs sont prévus tout au long de l'essai pour caractériser la réponse physiologique, métabolique et digestive des vaches. Il s'agit notamment de prises de sang, effectuées à la veine caudale, de prélèvements de fèces par fouille rectale. Ces prélèvements seront réalisés au cornadis et sont susceptibles d'induire de l'inconfort pendant la manipulation, qui sera toutefois effectuée par du personnel compétent et habitué à ces procédures. La fréquence de prélèvements sera limitée au minimun nécessaire soit 1 prelèvement de chaque matrice en simultané sur le même animal lorsqu’il est au cornadis toutes les 3-4 semaines.

Devenir

Les procédures mises en oeuvre sur les animaux étant de classe légère, les animaux seront gardés en vie et replacés dans le troupeau à la fin de l'expérimentation.

Remplacement

Les expérimentations porteront sur la réponse individuelle zootechnique (ingestion, croissance) et digestive (émissions entérique de méthane, paramètres fermentaires et microbiens) des bovins (vaches allaitantes avec leur veaux) conduits en stabulation ou au pâturage. La mise en place des prédicteurs issus de matrices faciles d’accès sur le terrain pour une utilisation à grande échelle contribue à réduire les contraintes des animaux expérimentaux.

Réduction

D'un point de vue statistique, un calcul de puissance sur la base de données acquises dans de précédentes expérimentations portant sur les émissions de méthane entérique a permis de calculer un nombre minimum d'animaux nécessaire pour pouvoir mettre en avant des différences de réponses zootechniques d'une part et en terme d'émissions de méthane entérique. Afin de ne pas remettre en cause la validité statistique des tests prévus, un effectif de minimum 22 vaches par lot est nécessaire. Pour pallier quelque éventuel problème pouvant affecter le nombre d'animaux (impossibilité de réaliser un prélèvement, maladie...) à inclure dans les analyses qui suivront l'expérimentation, nous recruterons deux lots de 28 vaches.

Raffinement

Les conditions de logement des animaux en stabulation répond aux exigences réglementaires et va même au-delà grâce à des équipements pemettant un confort optimum des vaches (matelas, brosses) et un suivi fin de leur santé et de leur bien-être (outils d'élevage de précision). Lors de la saison de pâturage, les animaux seront logés en extrieur, ce qui correspond à leur besoin "normal", tout en leur assurant un confort optimal. Le recours a des procédures faiblement invasives, mises en oeuvre par du personnel formé et habitué à ces prélèvements, assure que ceux-ci se feront dans les meilleures conditions possibles pour les animaux. En cas de souffrance ou de douleur prolongée à l'issue des prélèvements, les animaux concernés recevront un analgésique en vue d'en atténuer l'intensité.

Choix des espèces

L’objectif de l’Union Européenne de réduire de 30 % les émissions de méthane d’ici 2030, puis d’atteindre la neutralité « carbone » en 2050, nécessite de faire porter les efforts sur l’ensemble des gaz à effet de serre et des secteurs d’activités. En France, l’agriculture représente 19% des émissions de gaz à effet de serre 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 gaz à effet de serre d’une exploitation bovine. Le méthane entérique des bovins représente donc près de 5% des gaz à effet de serre totaux français. Les élevages bovins lait et viande sont ainsi confrontés aux objectifs de décarbonation des activités.

Le cheval étant l'espèce visée par le vaccin en développement, sept chevaux adultes appartenant à l'établissement vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils reçoivent trois injections sous-cutanées dans l'encolure sur quatre mois, puis subissent vingt-trois examens cliniques et échographiques et dix-sept prises de sang à la jugulaire étalées sur un an, sans sédation, tenus par un simple licol. Le produit, un vaccin ciblant l'interleukine-6 pour prévenir l'arthrose, a déjà été testé sur des souris et des lapins, et vient de passer un essai de phase I chez l'être humain sans effet indésirable rapporté, ce que le porteur juge insuffisant au motif que le cheval est une espèce "particulièrement réactive". Aucun des sept n'est tué : ils restent la propriété de l'établissement, vivent au pré avec leurs congénères et sont comptés comme réutilisables.

Objectifs

L’arthrose est une affection dominante chez le cheval. C’est en effet la principale cause de boiterie, et de baisse de performance ou d’arrêt de carrière des chevaux de course et de sport. D’autre part, chez le cheval on estime que 50 % des sujets de plus de 15 ans présentent des lésions d’arthrose. Cette affection a donc un impact majeur sur le bien-être des animaux. Actuellement la prise en charge de l’arthrose chez le cheval se fait principalement par des soins locaux par injections intraarticulaires (à base de stéroïdes, de thérapie biologiques ou cellulaires), et/ou par l’administration d’antiinflammatoires non stéroïdiens (AINS) par voie systémique. Une des limites de la thérapie locale est la difficulté de mise en place de ce traitement sur un cheval avec des lésions multiples. De plus l’emploi réitérés des antiinflammatoires stéroïdiens par voie intra-articulaire est reconnu comme favorisant la dégénérescence cartilagineuse. Quant aux thérapies biologiques ou cellulaires, leur coût, limite leur utilisation à un nombre réduit d’articulations. Enfin concernant l’emploi des AINS, leur administration au long cours n'est pas possible du fait des effets secondaires observés (ulcères gastriques, risque d’insuffisance rénale) et leur action est uniquement symptomatique. Les moyens permettant une prise en charge des lésions d’arthrose particulièrement lorsqu’elles sont multiples et sur le long cours restent donc limités. Dans ce contexte une société a adapté son vaccin ciblant l’IL-6 chez l’homme pour élaborer un produit spécifique au cheval. Le conjugué équin ainsi obtenu a été testé sur des souris et des lapins et une production d’anticorps anti-IL-6 équine (eIL-6) a été observée. Les résultats avec le conjugué équin étant très satisfaisants chez la souris et le lapin, les objectifs de ce projet sont dans un premier temps de confirmer sa tolérance chez le cheval, d’évaluer son immunogénicité sur cette espèce et de déterminer la dose optimale de conjugué à injecter. A plus long terme, l’objectif est de pouvoir obtenir une alternative thérapeutique pour la prise en charge de l’arthrose au long cours chez le cheval avec le développement d’un vaccin.

Bénéfices attendus

Le bénéfice attendu à terme est le développement d’une nouvelle thérapie, sous la forme d’un vaccin, pour lutter contre l’arthrose chez le cheval. Cette étude constitue une première étape de ce développement qui va permettre de valider la bonne tolérance et fonctionnalité de ce vaccin en évaluant la réponse immunitaire des chevaux injectés en contrôlant la production d’anticorps anti-IL 6 leur permettant de développer une action anti-inflammatoire propre. Cet effet anti-inflammatoire sera alors évalué pour la prise en charge de l’inflammation chronique du phénomène arthrosique grâce à un essai clinique versus placebo sur un effectif de chevaux atteints d’arthrose. Actuellement les thérapies les plus communément utilisées sont des injections intra-articulaires, soit à base de stéroïdes ou de thérapie biologique (à base de sérum autologue, ou chimique comme le gel polyacrylamide) ou cellulaire (à base de cellules souches mésenchymateuses). La limite des stéroïdes est qu’ils ne peuvent être utilisés de façon réitérée au risque d’avoir un effet délétère sur le cartilage articulaire. Quant aux thérapies biologiques leur coût, et la nécessité de répéter les injections ne permet pas de traiter à long terme un cheval avec plusieurs articulations affectées, ce qui est fréquent notamment sur les sujets âgés, pour lesquels l’arthrose touche 50% d’entre eux. Par ailleurs les traitements systémiques les plus utilisés reste les antiinflammatoires non stéroïdiens qui présentent des effets secondaires notables lors d’administration prolongée (ulcères gastriques risque d’insuffisance rénale). Dans ce contexte le vaccin évalué, représenterait une excellente alternative thérapeutique pour une prise en charge de l’arthrose au long cours chez le cheval.

Procédures

- Des vaccins (piqure sous cutanée) seront réalisés à trois reprises sur les chevaux dans l'encolure : le premier jour, un mois plus tard et quatre mois plus tard. Chaque injection dure 1 à 2 secondes sur animal vigile, non sédaté et sans contention autre qu’un licol, celles-ci étant bien tolérées chez le cheval. - Des examens cliniques généraux (examen physique et dynamique, appétit, transit intestinal, auscultation cardiaque, respiratoire et prise de température) et des examens échographiques de chaque côté de l’encolure au niveau des sites d’injection seront réalisés à 23 reprises sur chaque cheval de l’étude durant sa durée (1 an). Il s'agit plus précisemment des jours J-10, 1, 3, 7, 14, 21, 28, 29, 31, 35, 42, 49, 56, 84, 112, 113, 115, 119, 126, 133, 140, 168 et 336. Chaque examen dure environ 10 minutes, il est réalisé sur animal vigile, non sédaté et sans contention autre qu’un licol. - Des prises de sang à la veine jugulaire de 10 mL à 30mL seront réalisées aux jours J-10, 1, 7, 28, 29, 35, 42, 56, 70, 112, 113 et 119, 126, 140, 154, 168 et 336 soit un total de 17 prélèvements pour réaliser les analyses sanguines sur le même prélèvement. Elles seront réalisées sur animaux vigiles non sédatés, ces actes étant très bien tolérés par les chevaux. Ces prélèvements sont très rapides, moins d’une minute.

Impact sur les animaux

Lors d’essais de cette immunothérapie ciblant l’interleukine-6, réalisés sur d'autres espèces animales et l’Homme, aucun effet indésirable grave n’a été observé. Cependant, une induration au point d’injection du conjugué a été observée chez certains patients de façon transitoire. Par ailleurs, les contentions, et piqures cutanées dues à l’administration des doses de vaccin d’une part et les ponctions veineuses d’autre part, entrainent un stress d’une durée maximale de 15 minutes par jour de manipulation, comprenant la réalisation de l’examen clinique général, de l’échographie et d’une injection sous-cutanée et/ou prélèvement sanguin (le stress débute à l’entrée du cheval en salle d’examen et se termine lors de sa sortie). Néanmoins, ce stress est limité par le fait que les chevaux sont toujours manipulés par 2 et qu’ils sont habitués au personnel soignant, à la manipulation et à la réalisation d’échographies. Une brève douleur d’une seconde est ressentie au moment du passage de la peau par l’aiguille lors des administrations de vaccins et ponctions veineuses.

Devenir

Les 7 chevaux du protocole resteront dans l’Etablissement Utilisateur dont ils sont la propriété. Ils vivront au pré avec leurs congénères.

Remplacement

Nous souhaitons développer un vaccin qui, à terme, pourrait prévenir et limiter la progression de l’arthrose inflammatoire chez le cheval. Le modèle animal choisi ici constitue donc l’espèce cible de la thérapie. L’immunogénicité du vaccin et la capacité neutralisante des anticorps ont déjà été testés chez la souris et le lapin. La tolérance aux injections et la surveillance de survenue d’éventuels effets secondaires ont quant à eux déjà été évalués dans plusieurs espèces. De plus, la tolérance de la thérapie étudiée ici est déjà en cours de validation dans l’espèce humaine grâce à un essai clinique de phase I qui vient de se terminer et pour lequel aucun effet indésirable n’a été rapporté. Cependant, les résultats obtenus pourraient ne pas être transposables au cheval, puisqu’il existe des spécificités d’espèce et le cheval est une espèce particulièrement réactive. Il est donc nécessaire de réaliser une étude pilote pour obtenir une preuve de concept de la bonne tolérance et de l’immunogénicité de la thérapie dans l’espèce cible du produit à évaluer, avant d’envisager un essai clinique contrôlé et en aveugle sur des cas spontanés de chevaux souffrant d’arthrose.

Réduction

Le nombre de 3 chevaux par dose (10 μg et 50 μg), a été jugé être le nombre minimal pour lequel cette étude pilote permettra de conclure à une bonne tolérance et à une production systématique et suffisante d’anticorps, sans être due au hasard ou à l’individu, compte tenu des résultats déjà acquis dans les autres espèces dont l’homme. Aucune conclusion statistique ne sera réalisée dans cette étude pilote dont l’objectif est, en cas de résultats favorables pour chacun des 3 chevaux (absence d’effets indésirables aux injections et production d’un niveau satisfaisant d’anticorps) de poursuivre par le lancement d’un essai clinique. Il est important de noter que des doses plus élevées ont été testées dans d'autres espèces et n'ont montré aucun signe de toxicité. Par conséquent, nous nous attendons à une bonne tolérance, même à la dose "forte" (50 μg) de notre produit, sur les chevaux testés. Ainsi, en confirmant que les chevaux pilotes de la présente étude réagissent de la même manière que les autres espèces testées avec l’immunothérapie dont l'homme, la dose minimale (10 μg) sera selectionnée pour réaliser une étude d’efficacité de terrain contrôlée et en aveugle sur un effectif de chevaux dont le nombre sera évalué statistiquement. Cependant, si une tendance vers une différence de production d’anticorps était observée entre les deux lots, la dose la plus efficace en termes de génération d'anticorps neutralisants devra être validée dans une étude dédiée.

Raffinement

Les chevaux seront hébergés dans leur environnement naturel (pature avec abris) et en groupe avec leurs congénères. Les actes pratiqués sont tous de classe légère, et pour limiter le stress lors des examens et prélèvements sanguins, ils seront toujours manipulés par 2. Les chevaux appartenant à l'établissement utilisateur, ils sont habitués au personnel soignant, à la manipulation et à la réalisation d’échographies. Par ailleurs, en cas de réaction inflammatoire au niveau des stites d’injection des vaccins entrainant une douleur ou une raideur de l’encolure, des anti-inflammatoires seront adminisrtés et du froid sera appliqué localement. Aucune nouvelle injection de vaccin ne sera réalisée sur le cheval.

Choix des espèces

Le vaccin que nous souhaiterions tester a été développé à des fins de traitement chez des chevaux arthrosiques. Après deux études pilotes réalisées dans d'autres espèces, nous souhaiterions tester l’immunogénicité de notre vaccin chez le cheval. Il est donc nécessaire pour ce projet d’avoir recours au cheval. En effet les résultats obtenus sur d’autres espèces ne pourraient être transposables directement à l’espèce cible, puisqu’il existe des spécificités d’espèce sur le système immunitaire. Il est donc nécessaire dans le cadre de cette étude de travailler avec l’espèce cible du produit à évaluer. Les chevaux utilisés sont des adultes (≥ 3 ans). Le traitement étudié étant destiné à être utilisé chez l’adulte il est préférable pour cette étude de choisir des animaux de l’âge cible. Par ailleurs, pour la facilité des manipulations il est souhaitable d’avoir des chevaux débourrés donc adultes.

Toutes rendues à l'élevage à la fin, 39 chèvres laitières en lactation vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Les tests prévus, six séances d'une dizaine de minutes, mesurent leur peur face à des objets, des congénères ou des humains inconnus, leur sociabilité et leur capacité à résoudre des tâches contre une récompense alimentaire, et sept chèvres sont ajoutées pour jouer le "congénère inconnu". Le porteur s'attend à des tentatives de fuite par-dessus les barrières, à des comportements de défense répétés ou, à l'inverse, à un état "prostré, immobile et en retrait". Il dit vouloir valider des capteurs et une intelligence artificielle capables de repérer un "meilleur bien-être" en élevage, et juge l'utilisation des chèvres "irremplaçable dans ce contexte".

Objectifs

La transition agroécologique vise à rendre les pratiques agricoles plus durables et respectueuses de l'environnement en intégrant les principes de l'agroécologie : la conservation et l'utilisation de la biodiversité, le recyclage pour une meilleure efficacité, l’adoption de leviers pour atténuer ou s'adapter aux changements climatiques. Dans le cas des systèmes d’élevage, cette transition aura des répercussions sur le bien-être des animaux. Ceux-ci seront, en effet, exposés à des conditions environnementales plus variables et moins contrôlées, ce qui pourrait accroître leur bien-être en leur permettant d’exprimer plus librement leur comportement naturel. Cependant, l’exposition possible aux aléas climatiques ou alimentaires pourrait au contraire dégrader d’autres aspects de leur bien-être. Il est donc important d’identifier les indicateurs de bien-être et d’être capable de les évaluer objectivement. Ce projet propose d’associer les progrès technologiques de l’élevage de précision aux méthodes de l'intelligence artificielle pour relever ce défi. Le comportement est un élément clé pour l’évaluation du bien-être. Notre équipe a déjà développé un modèle qui permet de caractériser automatiquement et de façon dynamique de nombreux comportements en utilisant des capteurs et des outils numériques. Une approche complète intégrant également observations et des tests comportementaux est maintenant nécessaire pour valider l’utilisation de ces outils numériques pour l’évaluation du bien-être, et plus particulièrement son amélioration. Notre objectif est de mettre en place un dispositif expérimental permettant de suivre les comportements de chèvres laitières dans un milieu enrichi et de caractériser ainsi, d’un point de vue numérique, la signature comportementale associée à un meilleur bien-être grâce aux données issues des capteurs et de leur analyse par intelligence artificielle. Des observations et tests comportementaux seront conduits en parallèle afin de valider cette caractérisation numérique. Ainsi, ce projet interdisciplinaire intégrant Ethologie, Modélisation et Intelligence artificielle permettra de faire la preuve de concept de l’existence de profils comportementaux associés à l’amélioration de l’état de bien-être et détectables à l’aide des outils de l’élevage de précision. Cela est d’un intérêt majeur pour évaluer, à terme, la perception des chèvres dans des environnements non-contrôlés liés à la transition agroécologique des élevages.

Bénéfices attendus

Cette étude est une étape importante de notre projet plus large portant sur l’identification et la détection d’indicateurs de bien-être grâce aux nouveaux outils numériques, dans le but de mieux surveiller et donc d’améliorer in fine le bien-être des animaux d’élevage dans le contexte de la transition agroécologique. En outre, l’intérêt scientifique est important car notre étude permettra d’aborder le bien-être des animaux avec une vision intégrative allant du suivi dynamique du comportement dans le milieu de vie habituel, y compris dans sa dimension sociale, jusqu’à la réponse des animaux lors de défis cognitifs (tests comportementaux). Elle contribue ainsi à la compréhension du bien-être animal jusqu’à la prise en compte des états mentaux des animaux d’élevage, en accord avec les évolutions conceptuelles les plus récentes dans le domaine des sciences du bien-être animal. Enfin, la méthodologie développée ici sera applicable à notre espèce d’intérêt, la chèvre, mais pourra également s’appliquer à d’autres modèles animaux. Elle ouvrira ainsi la voie à de futures études.

Procédures

L’ensemble des animaux de l’étude sera soumis à une série de six tests comportementaux (environ 10 min / test) pour lesquels nous réalisons cette demande. Chaque test sera réalisé une seule fois par animal. Il s’agit de tests permettant l’évaluation de la réactivité émotionnelle, de la sociabilité et de la flexibilité cognitive des animaux (sur la base de récompenses alimentaires appétantes). La "réactivité émotionnelle" fait référence à la manière dont les animaux réagissent à différents stimuli ou situations (par exemple, s’ils expriment de la peur face à une situation nouvelle). La "sociabilité" concerne la capacité des animaux à interagir et à se comporter avec leurs congénères de manière positive et adaptée (par exemple, sans agressivité excessive). Enfin, la "flexibilité cognitive" se refère à la capacité des animaux à s'adapter mentalement à des situations changeantes ou nouvelles. Cela peut inclure leur capacité à apprendre de nouvelles tâches ou à résoudre des problèmes. En cas de bien-être accru, une diminution de la réactivité émotionnelle, ainsi qu’une augmentation de la sociabilité et de la flexibilité cognitive sont attendues.

Impact sur les animaux

Malgré les précautions que nous prenons (ex. utilisation de récompense alimentaire, aire de test proche du lieu de vie), nos tests peuvent constituer une source de stress pour certains animaux. Il est en effet nécessaire de les confronter à des éléments nouveaux pour évaluer leur néophobie. En termes de manifestation comportementale, cela pourrait se traduire par des tentatives de fuite (ex. tenter de sauter par-dessus les barrières), des comportements de défense répétés, une absence d’habituation (i.e. pas de diminution des comportements de stress au fil des expositions) ou au contraire un animal prostré, immobile et en retrait, non réactif à son environnement. Les tests étant ponctuels et de très courte durée (maximum 10 min par test), nous ne nous attendons pas à des effets à long-terme comme un état de stress chronique.

Devenir

Les tests de comportement n’impliquent aucune mesure invasive sur les animaux. Les animaux retournent dans l’élevage à la fin.

Remplacement

Le projet vise à caractériser les profils de comportements des chèvres dans un milieu enrichi et à étudier l’impact de cet enrichissement sur leurs réponses aux différents tests. L’utilisation des chèvres est irremplaçable dans ce contexte.

Réduction

Le choix de nos effectifs (N=2x14) constitue un bon compromis entre la puissance statistique nécessaire à nos futures analyses et la faisabilité expérimentale. Des comparaisons statistiques avec des tests adaptés aux paramètres mesurés seront en effet possibles avec une répartition de 14 animaux par lot expérimental, en tenant compte de la variabilité inter-individuelle attendue et y compris en cas de données manquantes chez quelques animaux. Des groupes sociaux de 14 individus sont, par ailleurs, en adéquation avec la pratique d’élevage habituelle pour les animaux que nous étudions. Enfin, le suivi de 28 animaux simultanément grâce à une approche combinant observations, tests et capteurs constitue un effectif important pour une telle étude. Les quatre animaux supplémentaires permettant les tests préliminaires, ainsi que les sept animaux permettant de réaliser les tests de sociabilité (pour jouer le rôle du « congénère inconnu ») contribueront à l’efficacité et au bon déroulement de nos protocoles.

Raffinement

L’étude porte sur l’amélioration des conditions de vie et de l’état de bien-être des chèvres en condition d’élevage. Le principe expérimental repose donc sur une amélioration du milieu des animaux sans intervenir sur les autres aspects de leur vie habituelle (i.e. conditions standards). Les conditions standards sont cependant déjà favorables puisqu’elles impliquent notamment une vie en groupe social stable, une alimentation équilibrée sans restriction particulière et une litière adaptée et appréciée par les animaux d’après l’état des connaissances actuelles. Seuls nos tests comportementaux pourraient être perçus comme stressants par certains animaux, surtout pour les premiers tests qui visent à évaluer leur niveau de peur de la nouveauté face à différentes catégories d’éléments nouveaux, physiques, sociaux et humains. Cependant, ces tests sont conçus pour ne pas induire des états de stress trop intenses mais uniquement des réponses légères. Nous réduisons ce potentiel stressant à son strict minimum grâce à plusieurs mesures comme le fait de tester les animaux dans une aire de test proche de leur lieu de vie, d’éviter les situations d’isolement social grâce à la présence constante de congénères, d’utiliser des renforcements alimentaires et de porter une attention particulière aux techniques de manipulation des animaux, grâce à la mise en place de couloirs par exemple. Enfin, des points limites ont été mis en place et seront appliqués.

Choix des espèces

Ce projet s’intègre dans le programme de recherche de l’unité de recherche qui consiste à associer les progrès technologiques (capteurs, intelligence artificielle, ...) pour identifier et évaluer les indicateurs de bien-être des animaux d’élevage (caprins, porcins, ovins). Nous utiliserons l’animal modèle de l’unité : la chèvre laitière. Dans cette étude nous n’utiliserons que des femelles adultes en lactation. Notre projet possède en effet une forte composante appliquée et cherche à répondre à des enjeux sociétaux majeurs liés aux pratiques d’élevage actuelles et futures. Nous nous sommes donc placées dans une situation fidèle à la pratique étudiée, à savoir l’élevage de chèvres laitières maintenues en groupes de femelles adultes. Cependant, la méthodologie que nous développons grâce à cette étude (e.g. utilisation de capteurs) sera transférable à d’autres catégories d’animaux de la même espèce et à d’autres espèces.

Cinq échographies transrectales, une prise de sang, un écouvillon puis une biopsie de l'utérus sous sédation : dix ponettes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Les biopsies servent à produire des organoïdes d'endomètre équin, modèle in vitro destiné à étudier l'endométrite, principale cause de sous-fertilité chez la jument et source de pertes économiques pour l'élevage. Le porteur reconnaît que la biopsie utérine est un acte potentiellement douloureux et qu'elle peut rarement provoquer une rupture de l'utérus ou du rectum, entraînant la mort ou la mise à mort de la jument. Les dix ponettes sont gardées vivantes et réutilisées dans d'autres protocoles après examen vétérinaire, la méthode qui doit à terme réduire le recours aux juments vivantes reposant d'abord sur des prélèvements pratiqués sur elles.

Objectifs

L'objectif de ce projet est de mieux comprendree l'inflammation et de pouvoir reconstituer l'endomètre, qui est la muqueuse qui tapisse l’intérieur de l’utérus des mammifères. L’endométrite est l’inflammation de cette muqueuse, par exemple suite à une infection. L’endométrite est la principale cause de sous-fertilité chez la jument et la troisième maladie la plus fréquente chez les chevaux, causant des pertes économiques importantes pour l'élevage equin. Après un accouplement naturel ou une insémination artificielle, une réponse inflammatoire physiologique transitoire induite par le sperme élimine les rémanents séminaux et les débris de l'utérus .Chez les juments présentant une résistance naturelle à l'endométrite persistante, les composants locaux des mécanismes de défense utérine assurent la guérison du processus inflammatoire. Les juments qui ne parviennent pas à éliminer l'inflammation de l'utérus sont classées comme sensibles à l'endométrite persistante après la reproduction . Une inflammation ou une infection persistante après l'accouplement génère un environnement utérin néfaste pour les spermatozoïdes et inadapté à la vie embryonnaire, à l'origine d'infertilité. Les juments sensibles ont un retard dans l'évacuation des déchets utérins dû à des déficiences dans l'activité du myomètre et ne parviennent pas à évacuer les résidus séminaux après l'accouplement, accumulant du liquide intra-utérin, ce qui est mis en évidence par l'examen échographique . Récemment, des méthodes plus sophistiquées alternatives aux expérimentations animales ont émergé sous la forme de production d'organoides , qui sont des modèles cellulaires en 3D in vitro reproduisant de manière plus précise la structure et la fonction des organes.Ce projet vise à développer des organoïdes à partir des biopsies d’endomètre collectées chez des juments résistantes et sensibles à l'endométrite, puis à les caractériser pour identifier d'éventuelles différences morphologiques et fonctionnelles entre eux dans des conditions normales. De plus, ces organoïdes seront soumis à des challenges inflammatoires pour évaluer leur réponse différentielle. La possibilité de dériver des organoïdes à partir de tissus congelés et de les cryoconserver permettra de disposer de ce modèle tout au long de l'année, indépendamment des contraintes saisonnières qui limitent les expériences sur les juments en vie.

Bénéfices attendus

À court terme, le développement d'organoïdes permettra de mieux comprendre la pathophysiologie de l'endométrite et de tester des options de traitement in vitro, avec les avantages susmentionnés de ne pas dépendre d'expériences in vivo. Si des traitements ciblés peuvent être développés pour améliorer la gestion des juments sensibles à l'endométrite, un effet souhaitable à long terme serait une réduction de l'incidence de la pathologie et une meilleure fertilité.

Procédures

Il est prévu que chaque ponette ait 5 échographies, une procédure qui dure de 3 à 4 minutes. Pendant l'étude, il sera également pratiqué un prélèvement sanguin de 5ml, qui durera 5 secondes. Il est prévu de réaliser deux autres prélèvements de 5 minutes chacun, l'un par écouvillon endométrial et l'autre par biopsie endométriale. Pour effectuer le dernier prélèvement, on utilisera une sédation associée à un antalgique.

Impact sur les animaux

Les prises de sang peuvent entrainer une légère douleur ainsi qu’un hématome au niveau du site de prélèvement. Le temps nécessaire pour réaliser une prise de sang est d'environ 1mm. L’examen échographique transrectal de la jument comporte des risques qui sont pris en compte par les techniciens. Les différentes échographies peuvent entrainer une légère douleur, cette technique d’imagerie est rapide 3-4mn par animal. La biopsie utérine est un acte potentiellement douloureux également, cette douleur éventuelle est prise en compte par la médication mise en place. Les biopsies endométriales peuvent rarement entraîner la mort ou l'euthanasie de la jument. Les cas exceptionnels qui pourraient se produire seraient une rupture de l'utérus due à une déchirure profonde ou une coupure du myomètre au moment du prélèvement, entraînant une hémorragie utérine, ou une rupture du rectum au moment de la palpation transrectale au cours de la procédure. La contention pour les différents actes peut engendrer du stress pour les animaux.

Devenir

Tous les animaux sont gardés en vie et réutilisés pour d'autres protocoles après examens vétérinaires

Remplacement

L’objectif principal de ce projet étant d’évaluer la fertilité des femelles après insémination, nous ne pouvons pas remplacer l’utilisation des ponettes par un autre modèle. Ainsi dans un premier temps, ce projet vise à développer un modèle in vitro d’endométrite chez la jument afin de réduire à long terme l’utilisation des animaux vivants. Toutefois, au stade actuel de l’étude pour pouvoir développer cette technique, l’utilisation d’échantillons collectés chez des juments vivantes pendant ce projet est nécessaire.

Réduction

Ce projet a pour objectif également de réduire au maximum le nombre des animaux vivants utilisés à des fins scientifiques ainsi que les interventions sur chacun de ces animaux. Le développement des organoïdes permet d'optimiser les prélèvements sur un animal car les organoïdes peuvent être multipliés in vitro. En effet, un seul prélèvement in vivo permet d’obtenir une quantité suffisante d’organoïdes au laboratoire pour mener à terme les expériences nécessaires pour l’étude. De même, une fois le modèle et la variabilité entre les différents phénotypes d’animaux établis, cela permet de connaître le nombre d'animaux nécessaires pour chaque catégorie (sensible et résistante), minimisant ainsi le nombre total d'animaux utilisés dans chaque condition physiologique.

Raffinement

Notre procédure sera raffinée, minimisant les interventions, un ou deux prélèvements par animal au maximum pendant la réalisation de tout le projet. Les juments seront logées en bâtiment conventionnel sur aire paillée avec accès au pâturage, en visibilité et en contact avec des congénères pour rendre le plus agréable possible leur environnement expérimental pendant toute la durée du projet. Les ponettes voient plusieurs fois par jour les animaliers et les expérimentateurs qui surveillent attentivement leur comportement. L’enrichissement du milieu est assuré par des brosses, des jeux, des bouts des bois à ronger. Les animaliers ont suivi une formation à la manipulation éthologique des animaux : les animaux sont habitués aux différentes procédures et les vivent sans stress.

Choix des espèces

Le but de cette expérience est le développement d'organoïdes d'endomètre équin qui permettront un modèle in vitro et qui pourra contribuer à la compréhension fondamentale de la pathophysiologie de l'endométrite, nous ne pouvons pas remplacer l’utilisation des ponettes par un autre modèle. il est donc nécessaire d’avoir des ponettes donneuses pour réaliser des biopsie d'utérus pour ce projet Les animaux utilisés seront tous pubères, puisqu'il faut qu'ils soient capables de se reproduire. La collecte des biopsies sera realisée chez des ponettes en œstrus et avec un follicule dominant pré-ovulatoire et un œdème utérin de grade II ou IV.