Mammifères "de rente"

40 vaches laitières vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis réintégrées au troupeau de la ferme expérimentale. Elles subissent huit prises de sang à la queue et un enregistrement de leurs comportements, dans un protocole qui restreint volontairement leur accès à l'eau pour reproduire des pratiques d'élevage courantes. Le porteur reconnaît qu'un des traitements induira une compétition accrue aux abreuvoirs et un risque de mammites, et cherche à savoir si les vaches les plus dominées manquent d'eau. Le projet, classé en recherche sur le bien-être animal, teste donc l'effet d'une privation d'eau sur les vaches qui la subissent.

Objectifs

L’absence de soif est un critère indispensable pour assurer le bien-être des vaches laitières en élevage. L’objectif de ce projet est de mesurer l’effet sur les vaches laitières de la restriction d’accès à l’eau correspondant à des pratiques d’élevage courantes dans un nombre significatif de fermes laitières. Ces pratiques sont soit liées à de la prévention, soit associées à l’usage du robot de traite. En effet, pour éviter des mammites, les vaches peuvent être attachées au cornadis lors du repas du matin. Il a été montré qu’augmenter la durée debout post-traite jusqu’à 90-120 minutes permet d’assurer que les canaux des trayons, qui constituent une voie d’entrée des pathogènes dans les quartiers de la mamelle, se referment entre la fin de la traite et le moment où les vaches se couchent sur une litière source de contaminations microbiennes. La restriction d’accès à l’eau après la traite est aussi mise en œuvre dans certaines exploitations laitières où les vaches sont traites par robot de traite avec un accès au pâturage. Dans certaines de ces exploitations, la suppression des points d’eau à l’extérieur permet de s’assurer que les vaches reviennent au robot se faire traire parce qu’elles recherchent l’accès à l’eau dans le bâtiment. Les mesures qui seront faites dans ce projet consisteront à caractériser les comportements d’abreuvement, alimentaire et social des animaux en prenant en compte la place de chaque vache dans l’échelle hiérarchique. En effet, les connaissances plus pointues ces dernières années concernant les hiérarchies sociales entre les vaches laitières nous obligent à remettre en question les pratiques d’abreuvement actuelles afin d’être certains que les vaches les plus subordonnées des troupeaux ont bien un accès suffisant à l’eau. Il a notamment été montré que, sur les compétitions à l’auge pour l’aliment, les vaches les plus dominées peuvent avoir un accès restreint aux auges du fait de vaches plus dominantes qui peuvent monopoliser la ressource. L’hypothèse de ce projet est donc qu’un accès modérément restreint à l’eau pour un groupe de vaches puisse avoir des effets délétères plus importants sur les vaches les plus dominées du groupe.

Bénéfices attendus

L’accès à l’eau des vaches dans les fermes commerciales françaises est hétérogène. En outre, la nouvelle définition du bien-être animal décrite par l’ANSES en 2018 insiste sur la prise en compte de l’animal à échelle individuelle. Les études décrivant le comportement d’abreuvement des animaux de manière individuelle et prenant en compte la place hiérarchique des animaux dans le troupeau sont trop peu nombreuses. Du fait de l’étude de l’animal moyen dans les troupeaux laitiers, nous manquons aujourd’hui encore cruellement d’informations quant aux animaux les plus subordonnés des troupeaux dans des contextes de compétition plus ou moins élevée. Cette étude va permettre 1) D’explorer le comportement social, alimentaire et d’abreuvement des animaux à l’échelle individuelle et de la catégorie sociale, 2) Mettre en lumière des dynamiques journalières, possiblement différentes selon ces catégories et le degré de compétition pour l’eau et ainsi 3) De pouvoir étayer les connaissances avec cette approche tridimensionnelle (étude des comportements sociaux, alimentaires et d’abreuvement) qui prendra aussi en compte un panel plus large de critères comme l’étude combinée des interactions négatives et positives (souvent étudiée de manière séparée), de la rumination, de l’ingestion, de l’activité physique journalière, etc. Ces travaux pourront enfin potentiellement mettre en avant un mal-être de certains animaux et/ou de se réinterroger sur certaines pratiques d’élevage. Ils pourront à terme contribuer à affiner les recommandations actuelles relatives à l’abreuvement des vaches laitières.

Procédures

Les vaches seront soumises à 8 prises de sang dans la veine de la queue, ainsi qu’à un enregistrement de leur comportements grâce à des caméras ou des capteurs embarqués. A la fin de la procédure, toutes les vaches seront réintégrées dans le troupeau des vaches laitières de la ferme expérimentale pour retrouver une vie de vache laitière similaire à celles que l’on peut trouver dans les troupeaux commerciaux.vé

Impact sur les animaux

Un des traitements induira une compétition plus importante qu’habituellement aux abreuvoirs, avec sans doute une compétition entre les animaux au moment de la réouverture des vannes des abreuvoirs. Cependant cette pratique reste dans la gamme des niveaux de restriction couramment observée en élevage, notamment pour ceux utilisant les restrictions d’abreuvement pour que les vaches reviennent se faire traire au robot de traite. Trois des 4 traitements pourront par ailleurs engendrer un léger risque de mammites supplémentaire si les vaches non bloquées en cornadis vont se coucher trop rapidement en sortie de traite. Ce risque sera néanmoins limité par le fait que la ration sera distribuée en sortie de salle de traite et que les vaches resteront naturellement debout le temps de leur repas.

Devenir

Tous les animaux utilisés dans ce projet seront réintégrés dans le troupeau des vaches laitières de la ferme expérimentale pour retrouver une vie de vache laitière similaire à celles que l’on peut trouver dans les troupeaux commerciaux.

Remplacement

Il est impossible de remplacer les animaux vivant dans leur contexte d’élevage pour étudier les comportements d’abreuvement, d’ingestion et d’interactions sociales en dynamique dans le temps face à des pratiques de restriction d’abreuvement. Les mesures de comportements d’abreuvement, d’ingestion et d’interactions sociales dans ce contexte sont trop rares pour avoir recours à des modélisations. À ce jour, les seuls indicateurs de déshydratation physiologiques applicables sur des vaches laitières sont des teneurs sanguines (natrémie notamment), et leurs estimations nécessitent des prises de sang. L’enjeu de ce type d’expérimentation à terme est d’être en mesure de déterminer en ferme à partir de la seule description du dispositif d’abreuvement la probabilité que certains animaux puissent se trouver en situation de déshydratation. Ceci nécessitera de disposer de données sur des animaux vivants.

Réduction

Nous considérons que cette étude en carré latin 4X4 avec 40 individus est un bon compromis entre la puissance statistique requise et le nombre d’individus impliqués, d’autant plus qu’un certain nombre d’autres contraintes nous ont amenés à inclure ce nombre conséquent d’individus. La taille des groupes (10 individus) a d’abord été déterminée afin de disposer d’un groupe suffisant d’individus pour que des animaux puissent se trouver en situation de dominance au sein du groupe. Le fait de constituer préalablement des groupes homogènes en termes de hiérarchie sociale permettra par ailleurs de s’assurer de cela malgré une taille de groupe limitée par rapport à celle que l’on peut trouver en ferme classique. Pendant la semaine de caractérisation de l’échelle sociale des individus, les 40 vaches disposeront de 4 abreuvoirs connectés. D’après nos expériences passées, nous pouvons valider que disposer de 40 animaux et 4 abreuvoirs pendant une semaine va nous permettre de recenser un nombre suffisant d’interactions négatives aux abreuvoirs pour établir une hiérarchie sociale de départ robuste. Enfin, le dispositif de carré latin 4X4 nous assurera de disposer de répliqua de mesures sur 4 groupes d’individus, ce qui permettra d’envisager une certaine extrapolation de nos résultats à d’autres groupes. Ce schéma expérimental nous permet par ailleurs de prendre en compte l’effet du groupe et de la semaine expérimentale afin de mieux cerner la variabilité provenant des traitements. Les données seront analysées par analyse de variance en modèle mixte à l’aide du logiciel R en intégrant un effet aléatoire sur les individus. Nous inclurons dans le modèle l'effet des traitements, des semaines de mesures, des catégories sociales au sein des groupes d’individus sur le comportement d’abreuvement des animaux et les autres mesures grâce aux tests de Fischer propre à l’analyse de variance et à des tests de comparaison de moyennes post-hoc (Tukey).

Raffinement

Dans ce protocole, une majorité des mesures sera réalisée par des méthodes d’enregistrement sur les animaux ne nécessitant que peu de contention (capteurs sous forme de collier ou de boucle d’oreille, analyse vidéos, abreuvoirs connectés). Les prises de sang nécessaires à la caractérisation du niveau potentiel de déshydratation des animaux seront limitées au maximum en fin de semaine du carré latin à deux moments de la journée identifiés comme les plus à risque. Elles seront par ailleurs réalisées dans la veine de la queue pour limiter la contention des vaches. Par ailleurs, une grande partie des vaches du troupeau sont habituées à cette pratique et le personnel de la ferme expérimentale maîtrise les prises de sang de ce type, car il les pratique très régulièrement. Par ailleurs, la conduite d’élevage sera respectueuse du bien-être des animaux. Un suivi régulier du comportement et des paramètres indicateurs d’un mal-être des animaux sera mis en place pour détecter le plus rapidement possible tout signe de perturbations et traiter si besoin les animaux malades.

Choix des espèces

La problématique de l’étude, assez spécifique aux vaches laitières, nécessite de travailler avec cette espèce. Les vaches sont de race Prim’Holstein. Il s’agit de la race de vache laitière la plus répandue dans le monde, et les résultats de ce projet ont vocation à être diffusés au niveau international. La mise-bas et la fin de gestation affectant le comportement d’abreuvement des vaches laitières, les vaches choisies dans cette étude sont des vaches gestantes en milieu de lactation, plus représentatives du troupeau moyen laitier. Le recours des vaches en lactation est nécessaire du fait de leurs forts besoins en eau susceptibles de générer plus de compétition aux abreuvoirs que pour des vaches taries.

200 équidés vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis réutilisés, gardés à l'élevage ou proposés à l'adoption après évaluation vétérinaire. Ils reçoivent des médicaments vétérinaires par voie orale ou par injection, parfois deux fois par jour pendant dix jours, puis sont observés et soumis à des prélèvements de sang, d'urine et de fèces pour établir des dossiers d'autorisation de mise sur le marché. Le porteur indique que peu d'effets indésirables sont attendus, tout au plus des signes cliniques de courte durée comme un abattement ou une gêne locomotrice. Il affirme qu'on "ne sait pas remplacer" les animaux pour obtenir des données de pharmacocinétique sur l'espèce cible.

Objectifs

Afin de commercialiser un nouveau médicament vétérinaire, un dépôt de dossier d’AMM est nécessaire. Celui-ci doit comporter des données techniques et scientifiques étayant la pharmacocinétique ou pharmacodynamique du médicament sur l’espèce cible.

Bénéfices attendus

Les bénéfices escomptés sont les gains sur la santé des chevaux et poneys qui recevront le candidat médicament testé une fois celui-ci mis sur le marché. Par exemple : lutte contre l’asthme chez des animaux en souffrant, à l’aide de la spécialité objet de l’essai en place.

Procédures

Les animaux reçoivent les médicaments testés par voie orale ou par injection (intramusculaire, intraveineuse, sous cutanée,…). Certains produits peuvent aussi être appliqués sur la peau ou tout autre partie de l’animal en fonction des cibles thérapeutiques. Les injections ont une durée de l’ordre de 30 secondes, alors que l’administration orale dure environ 10 minutes pour chaque animal : Pose de la sonde et administration du volume. L’administration des produits peut être prévue 1 seule fois, mais peut également être répétées afin de respecter les posologies prévues pour la spécialité. Par exemple 2 fois par jour sur 10 jours. Par la suite, les animaux sont observés : état général, examen clinique, examen neurologique, prise de température rectale,… L’observation d’un animal peut durer environ 10 minutes. Il peuvent aussi être prélevés (sang, urine, fèces,…) afin de quantifier la mise à disposition du produit dans le système circulant et son élimination. Les prélèvements de sang durent environ 30 secondes. Le prélèvement de fécès 1 minute. Pour les urines, un programme d’entrainement à uriner sur demande est mis en place avant l’étude afin d’obtenir la miction. Un cheval peut ainsi être prélevé sans utilisation de spécialités chimiques. L’expérience passée a permis d’obtenir la miction entre 30 secondes et 2 minutes après avoir demandé au cheval d’uriner. Les observations et prélèvements sont réalisées plusieurs fois le jour de l’administration jusqu’à 10 fois puis une fois par jour pour le reste de l’étude.

Impact sur les animaux

Pas ou peu d’effets indésirables sont attendus. Les spécialités sont testées au préalable pour leur sécurité (Safety). Dans certains cas, des signes cliniques de courte durée pourraient apparaitre tel que : un abattement après traitement, une gêne locomotrice, une perte de vigilance de l’animal, une élévation de la température corporelle, une modification du rythme cardiaque ou de la fréquence respiratoire. Toutefois, toute manifestation post traitement (signe clinique, comportement…) est soigneusement enregistrée et fera l’objet d’une évaluation.

Devenir

A l’issu d’un test, les animaux seront soit proposé à l’adoption, soit réutilisés pour le même projet ou un projet différent. Une évaluation vétérinaire est toujours associée à cette décision

Remplacement

Les études de pharmacocinétique et pharmacodynamique sont réalisées sur l’espèce cible. On ne sait pas remplacer les animaux pour obtenir de telles données

Réduction

Le nombre d’animaux utilisé est calculé en fonction des exigences scientifiques des études. Les études ne font pas l’objet d’une approche statistique, un faible nombre d’animaux est requis lors de phases exploratoires. Les observations sont réalisées plusieurs fois le jour de l’administration jusqu’à 10 fois (à chaque prélèvement) puis une fois par jour pour le reste de l’étude.

Raffinement

Les protocoles envisagés sont classés en léger. Le stress sera limité par l’hébergement en groupe des animaux. Une récompense alimentaire est prévue après chaque geste technique et lors de mouvements d’animaux. Aucune sédation n’est envisagée pour les protocoles pour raisons suivantes : - La gêne et la souffrance occasionnées sont très faibles et ponctuelles, - L’administration d’une sédation chimique modifierait les résultats de l’étude.

Choix des espèces

Les études de pharmacocinétique ou pharmacodynamique nécessitent l’expérimentation sur l’espèce cible afin de répondre aux exigences du dossier d’AMM. Jeunes animaux sevrés ou hébergés avec leur mère, et/ou animaux adultes selon les études. Le choix est fait en fonction de la gamme d’âge d’indication prévue pour le médicament et sera justifié dans le protocole soumis au Comité d’Ethique.

104 bovins de race rustique, soit 52 couples mère-veau, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis réintégrés dans le troupeau de la ferme. Ils font l'objet de pesées mensuelles, de prises de sang, de collectes de fèces par fouille rectale et de poils, pour rechercher des signatures épigénétiques liées aux variations d'élevage au fil des saisons. Le porteur décrit des nuisances limitées à la contention et à des douleurs légères et transitoires. La finalité mêle connaissance fondamentale et objectifs technico-économiques d'optimisation des performances du troupeau.

Objectifs

Des études scientifiques, ont démontré que la santé, l’état corporel et l’environnement (stress, exposition au climat, et/ou aux toxiques) des mères au cours de la gestation, ont des effets sur le développement in utero des fœtus et sur la santé et les performances de la descendance à moyens et longs termes. Pour toutes les espèces, de l’Homme aux bovins en passant par les modèles - rongeurs, la gestation se caractérise par deux grandes périodes : le premier tiers correspond à l’acquisition de l’identité des cellules formant l’organisme (près de 200 types de cellules différents pour un individu) et à la mise en place des organes, les deux tiers suivants sont dédiés à la multiplication cellulaire et la croissance des organes avec une maturation de certaines fonctions vitales. Ces processus biologiques complexes mettent en jeu des signatures dites épigénétiques, qui s’apposent naturellement sur le génome. Ces signatures sont essentielles à l’établissement de l’identité cellulaire et sensibles à l’environnement. Dans ce sens, elles constituent une archive de l’historique de vie de l’individu. Notre projet constitue une étude inédite. Il vise l’identification de ces signatures pour une race bovine rustique, dans un contexte de conduite d’élevage, source de variations de l’environnement au cours des deux périodes-clé de la gestation en termes d’alimentation et d’exposition aux chaleurs estivales. Ainsi, le suivi de couples mère-veau tout le long de l’année permettra de rechercher les signatures épigénétiques chez les mères et les veaux autour du vêlage de printemps et d’automne. Ces nouvelles connaissances de biologie fondamentale sont nécessaires pour mieux comprendre comment le patrimoine génétique (génome) des fœtus s’adapte en termes de fonctionnement aux variations environnementales maternelles. Les signatures épigénétiques identifiées seront aussi sources d’indicateurs, utilisables comme références pour de futures évaluations des effets à longs termes de conduites d’élevage diversifiées.

Bénéfices attendus

L’originalité du projet réside dans une évaluation des effets de l’environnement sur le couple mère-veau par un suivi de signatures épigénétiques chez des vaches de race rustique. Par cette approche, nous recherchons à savoir si les variations de conduite d’élevage au cours de l’année en fonction de la saison, peuvent être enregistrées sous forme de signatures épigénétiques. En effet, au cours de l’année, les vaches sont élevées successivement en extérieur avec accès aux pâturages comme source d’alimentation et une exposition aux changements climatiques, puis en stabulation avec une distribution de fourrages dans un environnement plus contrôlé ; les naissances des veaux sont aussi saisonnées, soit au printemps soit à l’automne. La ferme expérimentale assure un suivi des couples mère-veau (données de santé, de poids et d’état corporel et de comportement) tout le long de l’année, permettant de documenter les effets de l’environnement observables sur les couples mère-veau. Le projet propose une nouvelle forme de suivi en identifiant les signatures épigénétiques révélatrices des effets des variations d’environnement chez les mères (autour de la période de vêlage) et chez les veaux (veaux de printemps et veaux d’automne). Ce sont de nouvelles connaissances de biologie fondamentale, rendues accessibles aujourd’hui, par l’avancée de les techniques d’analyse au sein de notre laboratoire. Elles amélioreront la compréhension que nous avons des capacités d’adaptation à l’environnement des animaux d’élevage : les signatures épigénétiques ainsi observées permettront d’établir des hypothèses fonctionnelles sur les mécanismes de régulation d’expression du patrimoine génétique en réponse aux variations environnementales. Les signatures épigénétiques identifiées constitueront une source d’indicateurs de l’historique de vie des individus. Cela contribuera à notre démarche visant le développement d’un nouvel outil de phénotypage de précision chez les bovins. Ces connaissances seront mobilisées pour réfléchir sur les stratégies de gestion des troupeaux à l’échelle d’élevage couplant utilisation d’une race rustique, périodes de vêlage et mécanismes d’adaptation des animaux d’élevage. Les objectifs seront l’optimisation des performances tant techniques qu’économiques associée à la préservation de la santé, du bien-être et des capacités adaptatives à diverses situations environnementales.

Procédures

Un total de 104 animaux, 52 couples mère-veau, seront inclus dans le protocole et suivis en collectant de nombreuses données observationnelles relatives à la santé et au bien-être des individus. Les animaux seront pesés mensuellement dans des installations dédiées situées sur la ferme (5 à 15 minutes par animal). De plus, des prises de sang, une collecte des fèces et de poils à des stades physiologiques déterminés fourniront les matériels biologiques nécessaires à des analyses complémentaires en laboratoire. Deux prises de sang seront effectuées chez les mères avant et après vêlage et chez les veaux avant et après sevrage (15 à 30 secondes par prise de sang). Seront réalisées une collecte de fèces par individu (avant vêlage pour les mères et avant sevrage pour les veaux ; durée = 30 à 45 secondes par animal) et une collecte de poils (avant vêlage pour les mères et avant sevrage pour les veaux ; durée = 30 à 45 secondes par animal).

Impact sur les animaux

Les nuisances sur les animaux seront limitées. Nous avons identifié un inconfort très modéré pouvant générer un stress, lié (1) à la contention des animaux lors des prélèvements et des pesées, (2) à la mise en place de la piqure lors du prélèvement de sang pouvant occasionner une douleur légère et transitoire, (3) aux prélèvements de fèces obtenus par fouille rectale chez les mères et en réponse à une stimulation rectale avec un thermomètre chez les veaux.

Devenir

Tous les couples mère-veau seront ré intégrés dans le troupeau de la ferme. Ils pourront être si nécessaire inclus dans de nouveaux protocoles puisque les nuissances de celui ci sont réduites au minimum.

Remplacement

Le projet vise à caractériser les effets environnementaux sur les individus. Il nécessite donc des approches menées in vivo. L’objet d’étude est le couple mère-veau d’une race locale et le sujet est l’adaptation de la race à son environnement. L’originalité du modèle repose sur les conditions d’élevage propres au système dans lequel cette race de vache évolue. Il ne peut donc y avoir de remplacement.

Réduction

Le nombre de vaches inclues dans le protocole (52) correspond à la totalité du nombre de vaches présentes sur la ferme expérimentale. Cet effectif est nécessaire afin de prendre en compte les aléas de la reproduction (échec de la mise en reproduction, arrêt de la gestation, gestation gémellaire) et la mortalité des veaux après vêlage (mort périnatale). Le taux moyen de productivité numérique (nombre de veaux sevrés sur nombre de vaches mises à la reproduction) sur la ferme est de 87 pour cent, ce qui fait 45 veaux attendus pour 52 vaches mises à la reproduction. En prenant l’ensemble des vaches, nous nous assurons ainsi de conserver un nombre suffisant de couples mères-veaux avec une répartition entre les groupes primipares et multipares équilibrés pour permettre une analyse statistique des données.

Raffinement

La ferme expérimentale dans laquelle les animaux sont élevés applique les principes des systèmes d’élevage agro écologiques : les vaches sont à la pâture d’avril à octobre, bénéficiant des prairies naturelles. Elles sont en stabulation de novembre à mars, afin d’assurer leur alimentation (foin et céréales autoproduites en AB). Les vaches vêlant sont rentrées au fur et à mesure des vêlages. La stabulation est équipée de brosses et les veaux disposent de guirlandes sensorielles pour leur enrichissement. Tout le personnel de la ferme est détenteur des qualifications nécessaires au suivi et aux prélèvements sur les animaux. Nous effectuerons les prises de sang à la veine sous la queue chez les adultes. Celle-ci est rapide à réaliser, peu douloureuse, avec une contention limitée pour assurer la sécurité de l’animal et celle du préleveur. Chez les veaux, il sera nécessaire de réaliser le prélèvement de sang à la veine jugulaire ; à cet âge, la veine caudale est trop fine et les vertèbres de la queue trop petites, ce qui met en péril la précision du geste. Les veaux seront régulièrement au contact avec l’homme et manipulés durant leur premier mois de vie en les maintenant en stabulation avec leurs mères après le vêlage. La ponction de sang sera de 10 ml, quantité extrêmement faible au regard du volume total de sang ; il est classiquement conseillé qu’une prise de sang n’excède pas 10% du volume de sang total. Chez les bovins on considère que le volume total de sang est de l’ordre de 70 ml/kg soit 3.5 litres chez le veau à la naissance et de 50 litres chez la vache adulte. Pour réduire la nuisance induite par la contention nécessaire pour les prélèvements et les pesées, nous ne multiplierons pas les manipulations des animaux dans les installations de contention pour les différents prélèvements. Nous réaliserons en effet les prélèvements de sang, de fèces et de poils prévus à l’occasion des mesures mensuelles de performances (pesées et notes d’état corporel). La contention des animaux sera faite dans noss installations de contention qui servent à contenir les animaux de manière à ne mettre en danger ni les animaliers, ni les animaux. Tous les prélèvements sont réalisés dans la cage de pesée animal par animal.

Choix des espèces

Il est pertinent d’utiliser pour cette étude une race bovine rustique car le monde agricole a besoin d'informations sur cette race préconisée pour le développement d'une agriculture durable et locale. Les vaches seront suivies à partir de leur mise à la reproduction (monte naturelle) jusqu’au vêlage ; les veaux seront suivis de la naissance au sevrage.