Mammifères "de rente"

144 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit trois prises de sang sous contention manuelle, décrite comme stressante, autour du sevrage à quatre semaines, pour tester un aliment enrichi en acides aminés encapsulés censé agir sur le microbiote digestif. 36 porcs sont tués dix jours après le sevrage pour prélever leurs tissus digestifs, les 108 autres partant à l'abattoir pour la consommation humaine une fois le poids d'abattage atteint. Le porteur situe le bénéfice attendu du côté de la réduction des antibiotiques en élevage et affirme que la réponse ne peut se mesurer que sur un animal vivant.

Objectifs

Le développement de solutions nutritionnelles a depuis de nombreuses années mobilisé les acteurs de l’alimentation animale et de la recherche pour accompagner la réduction de l'utilisation des antibiotiques lors du sevrage des porcelets. Parmi ces solutions nutritionnelles, celles ciblant le microbiote digestif et la production de métabolites bactériens d’intérêt peuvent aider à renforcer la santé digestive lors du sevrage. Les acides aminés sont des nutriments essentiels à la croissance et à la santé des porcs. Ce sont aussi des nutriments pour les microorganismes présents dans le tube digestif. La fermentation de certains acides aminés par les micro-organismes produit des métabolites exerçant des propriétés antiinflammatoires, trophiques, anti-oxydantes, etc. sur la muqueuse digestive. L’objectif général de ce projet est d’évaluer l’intérêt d’apporter dans l’alimentation du porc des acides aminés encapsulés dans une structure lipidique (particules) pour ne pas être absorbés par l’intestin grêle et être disponibles pour produire, par fermentation, des métabolites dans le gros intestin. Des effets positifs de ces métabolites sur la physiologie et les défenses intestinales et in fine sur la santé du porcelet au sevrage sont attendus.

Bénéfices attendus

Outre d’être des nutriments pour l’animal, les acides aminés sont aussi des nutriments pour le microbiote digestif. Il est attendu que les acides aminés testés arriveront dans le gros intestin pour y être utilisés par la flore digestive et ne seront pas ou peu absorbés par l'intestin grêle. Il est également attendu que ces acides aminés vont modifier la composition du microbiote et leur fermentation par ce microbiote pour produire des métabolites bactériens qui peuvent exercer des effets bénéfiques sur la physiologie intestinale et ainsi préserver la santé des porcelets au cours du sevrage. Nos résultats permettraient d'accompagner les efforts importants des éleveurs de porcs en termes de réduction de l'utilisation des antibiotiques lors de cette période critique de l'élevage des porcs charcutiers.

Procédures

Trois prises de sang seront effectuées sur les porcelets avant le sevrage, 10 jours puis 4 semaines après le sevrage en utilisant du matériel stérile à usage unique. A chaque fois 8 ml de sang seront prélevés par du personnel expérimenté.

Impact sur les animaux

Ce projet a pour finalité de tester une solution nutritionnelle visant à atténuer les effets du sevrage des porcelets tel qu'il est effectué en élevage commercial de porc: les porcelets sont sevrés à un jeune âge (4 semaines) , un âge où les porcelets sont encore immatures du point de vue immunitaires et digestifs et sont donc particulièrement susceptibles aux troubles digestifs se traduisant par des diarrhées. Trois prises de sang seront réalisées en assurant la contention des porcs manuellement. Cette contention est une action stressante pour les porcs.

Devenir

Les 108 porcs laissés en vie sont destinés à la consommation humaine. A l'issue de la procédure ils seront élevés jusqu'au poids d'abattage, abattus dans un abattoir commercial avant de rejoindre la chaine alimentaire. Les 36 porcs de la procédure 2 seront euthanasiés 10 jours après le sevrage pour réaliser des prélèvements de tissus et de contenus digestifs nécessaires aux mesures prévues par le protocole.

Remplacement

L'objectif de ce projet est d'évaluer in vivo l'intérêt d'utiliser des acides aminés encapsulés pour modifier le microbiote du porcelet après le sevrage. Le projet fait suite à des projets réalisés sur des modèles in vitro afin de sélectionner les acides aminés qui seront testés et leur comportement dans des systèmes digestifs artificiels. Il constitue une première étape permettant de confirmer sur animal vivant la modification du microbiote dans les parties basses de l'intestin (gros intestin). La finalité étant la préservation de la santé et la croissance des porcelets au cours de la période critique du sevrage, notre projet a aussi pour objectif d'évaluer un ensemble de réponses mesurables uniquement sur un animal vivant comme le poids, des concentrations sanguines d'indicateurs de la santé et la prévalence des diarrhées.

Réduction

3 lots de 48 porcs (144 au total) seront impliqués dans ce projet. 108 de ces animaux permettront d'évaluer l'effet des traitements expérimentaux sur la vitesse de croissance et l'évolution d'indicateurs sanguins de la réponse au sevrage (inflammation, statut oxydant, intégrité digestive). De précédentes expériences ont montré qu'entre 20 et 40 porcelets étaient suffisants pour mettre en évidence un effet de l'alimentation sur la croissance et les indicateurs sanguins mesurés en postsevrage. L'effectif utilisé ici est dans la fourchette haute car nous nous attendons à des effets très faibles des acides aminés encapsulés sur la croissance dans la mesure où l'aliment témoin non supplémenté est formulé pour couvrir les besoins les porcs. 36 porcs (3 x 12) seront abattus dix jours après le sevrage pour collecter les contenus et tissus digestifs. La littérature montre des effets de supplémentations nutritionnelles avec des effectifs très variable. Dans nos conditions expérimentales, un effectif de 12 est un optimum pour prendre en compte l'influence de facteurs autres que le lot expérimental (mère, sexe).

Raffinement

Les animaux seront suivis et les actes expérimentaux réalisés par du personnel expérimenté en restectant des points limites pour chaque procédure. Les animaux sont observés quotidiennement pour détecter et corriger, si cela n’interfère pas avec le protocole expérimental, les problèmes de santé par des mesures adéquates (prise en charge médicale et exclusion du protocole ou bien euthanasie). Les prises de sang sont réalisées avec une contention manuelle et du matériel vétérinaire à usage unique conformément aux bonnes pratiques.

Choix des espèces

Ce projet est réalisé sur le porc qui est l'espèce cible du projet. Le projet vise à apporter des éléments scientifiques sur le mode d'action des acides aminés médié par le microbiote. Une finalité est d'utiliser ces connaissances en élevage de porc pour accompagner la réduction déjà très conséquente de l'utilisation des antibiotiques au moment du sevrage des porcelets, l'additif étant supposé limiter le risque de dysbiose favorisant les troubles digestifs et diarrhées infectieuses. Les porcs seront impliqués dans ce projet pendant une période qui correspond à la période dite de postsevrage débutant à l'âge moyen de 4 semaines, âge où les porcelets sont séparés de leur mère, jusqu'à l'âge de 10 semaines. Cette pratique est conforme aux pratiques dans les élevages de porcs.

9 génisses vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis gardées vivantes à l'issue. Chacune subit des synchronisations hormonales, des collectes d'embryons et des ponctions ovariennes répétées sous anesthésie épidurale, jusqu'à six à huit ponctions pour la condition d'édition du génome. Le projet mesure le taux de mutations dans des embryons produits selon trois biotechnologies de la reproduction, dont l'édition génétique. Le porteur affirme qu'aucune autre espèce ni aucun modèle ex vivo ne peut se substituer aux génisses pour cette étude liée à la sélection des bovins.

Objectifs

Depuis plusieurs dizaines d’années, différentes biotechnologies de la reproduction sont développées chez les bovins, principalement pour augmenter le progrès génétique annuel réalisé dans le cadre des schémas de sélection. Encadrés par l’Etat, ces programmes d’amélioration génétique des bovins ont permis d’améliorer considérablement les performances des élevages selon les critères souhaités par la Société (limités initialement aux critères de production, ces critères s’élargissent à la durabilité des systèmes de production intégrant des notions de faible impact environnemental, de bien-être et de longévité des animaux…). Ces biotechnologies de la reproduction comprennent notamment (1) la production d’embryons in vivo consistant en la récupération d’embryons présents dans le tractus femelle 7 jours après insémination d’une femelle donneuse, (2) la production d’embryons in vitro consistant en la récupération d’ovocytes en vue de leur fécondation et de leur développement in vitro ainsi que (3) la technologie d’édition du génome permettant d’effectuer des modifications génétiques ciblées, en particulier dans l’embryon. Si certaines de ces technologies sont utilisées à des fins agronomiques (production d’embryons in vivo et in vitro), d’autres ne sont aujourd’hui étudiées qu’à des fins expérimentales (édition du génome). Les potentialités de cette dernière sont énormes dans le domaine médical ou l’élevage mais son utilisation fait débat, tant sur le plan éthique qu’en termes de biosécurité. En particulier, des questions se posent quant au risque de générer des néomutations hors cible. Au-delà des développements techniques pour améliorer leur efficacité, il convient d’étudier les conséquences de ces technologies plus finement et notamment leurs impacts sur l’intégrité de l'ADN. Le projet présenté vise à étudier le taux de néo-mutations post-zygotiques dans des embryons produits selon trois technologies différentes : in vivo (condition 1), in vitro (condition 2) et in vitro avec édition du génome (condition 3).

Bénéfices attendus

Le projet présenté ici permettra l’acquisition de connaissances fondamentales nécessaires au développement raisonné de ces technologies.

Procédures

La production des embryons selon les 3 biotechnologies nécessitera la répétition, pour chaque génisse du projet, de 1 à 2 collectes d’embryons pour la condition 1, de 1 à 2 ponctions ovocytaires pour la condition 2 et de 6 à 8 ponctions ovocytaires pour la condition 3. Ces collectes d'embryons et d'ovocytes nécessitent un ensemble d'interventions sur les animaux: synchronisation des chaleurs (pose et retrait de dispositifs vaginaux, injection intra-musculaire), ponctions ovariennes mutliples sous contrôle échographique, traitement de superovulation (injections intramusculaires répétées), inséminations animales et lavage non invasif de l'utérus (condition 1 uniquement). Les ponctions ovariennes et le lavage de l'utérus seront effectuées sur animaux vigiles anesthésiés. es productions d'embryons selon les 3 conditions se feront selon un dispositif en carré latin, le premier lot de femelles produisant les embryons selon les conditions 1, 2 puis 3 alors qu'en parallèle, le deuxième lot produira les embryons selon les conditions 2, 3 puis 1 et enfin le 3ème lot selon les conditions 3, 1 puis 2.

Impact sur les animaux

La procédure expérimentale utilisée dans le cadre de ce projet comprend des biotechnologies de la reproduction couramment utilisées (collectes d'embryons et d'ovocytes) par les entreprises de sélection dans le cadre des schémas d'amélioration génétique. De ce fait, le projet présenté n'est susceptible d'engendrer qu'une douleur légère et très ponctuelle chez les génisses. Les collectes d'embryons et d'ovocytes seront réalisées sous anesthésie épidurale. Les animaux seront suivis de façon journalière. En cas d’atteinte du point limite (posture de compensation, station prolongée debout ou couché, difficulté pour manger et boire, modification comportementale induite par stimulation de la zone douloureuse, lésions, modifications neurovégétatives ou physiologiques), la décision sera prise d’euthanasier l’animal en concertation avec le vétérinaire sanitaire de l’élevage. Dans ce cas de figure, l’euthanasie sera effectuée par le vétérinaire sanitaire par injection lente par voie intraveineuse d’une surcharge de barbituriques après une sédation préalable.

Devenir

Toutes les génisses seront gardées en vie à la fin de cette procédure sauf avis contraire du responsable scientifique et du vétérinaire sanitaire.

Remplacement

Compte tenu de l’objectif même de l’étude, le modèle animal ne peut être substitué par un modèle d’étude ex vivo.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisé dans ce projet a été déterminé en fonction du nombre d’embryons à produire à partir d’un mâle (afin contrôler la variabilité introduite par le père, dont le statut physiologique peut influer sur le nombre de mutations germinales mâles) pour étudier la fréquence de néo-mutations post-zygotiques. En effet, si l’on considère qu’il est attendu environ 50 néomutations naturelles (i.e. en condition vivo) et que l’on souhaite détecter une augmentation de 10% (soit 5 néomutations supplémentaires) induite par l’un ou l’autre des conditions expérimentales, il est nécessaire de produire 30 embryons par catégorie pour atteindre le seuil de significativité fixé. L’utilisation de 9 génisses permet de limiter le nombre d’intervention sur chaque animal.

Raffinement

L’étude est mise en place sur 9 génisses qui seront ainsi hébergées dans une stabulation libre avec aire paillée intégrale, facilité d’accès à l’auge et à l’eau. Les génisses donneuses utilisées dans ce projet seront placées sous surveillance quotidienne (activité, comportement) et hébergées dans une stabulation répondant aux normes de bien-être animal chez cette espèce (accès aisé à l'auge et aux points d'abreuvements, présence de tapis caoutchouc derrière pour le confort des aplombs, accès à des brosses latérales et dorsales...). De plus, une anesthésie épidurale sera réalisée préalablement aux collectes d’embryons et aux ponctions ovocytaires. Enfin, dans un objectif de renforcement positif, une récompense alimentaire (concentrés, seau de mélasse à lécher,....) sera donnée aux femelles après chaque passage dans la cage de contention pour les collectes d'embryons et d'ovocytes.

Choix des espèces

Compte tenu de l’objectif même de l’étude, aucune autre espèce animale ne peut être choisie. La race Prim’Holstein choisie est la 1ère race laitière française en effectif, et est particulièrement concernée par les biotechnologies de l’embryon sur le terrain. Afin de produire les embryons du projet, il est nécessaire d'utiliser des génisses, toutes pubères et âgées de 14 à 18 mois. Le modèle génisse a l’avantage, par rapport à un modèle vache, de ne pas présenter de biais expérimentaux liés à l’historique des femelles (conditions de mise bas, interactions avec la production laitière….).

20 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue pour prélèvements, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit sous anesthésie une destruction par radiofréquence de trois zones du foie et l'injection d'un gel immunostimulant, puis des prélèvements sanguins tous les trois jours sur deux semaines, pour vérifier la tolérance d'un traitement avant un essai clinique humain. Le porteur indique que le gel pourrait migrer et provoquer une embolie pulmonaire menant à une mise à mort précoce, tout en jugeant ce risque improbable. Il affirme que l'expérimentation animale n'est pas "substituable" et retient le porc pour son foie proche de celui de l'humain.

Objectifs

Des métastases hépatiques compliquent l’évolution de 50% des cancers colorectaux (CCR), dont le traitement chirurgical ne peut être réalisé que dans moins de 20% des cas. Après chirurgie complète la moitié des malades développent une récidive dans le foie, évolution de métastases non visibles au moment de la chirurgie. L’efficacité des traitements est limitée par une toxicité non sélective de la chimiothérapie, par la sélection de cellules tumorales résistantes au traitement et par l’insensibilité des cancers digestifs à l’immunothérapie classique. Les objectifs de notre projet d’essai clinique sont de démontrer que la destruction thermique par radiofréquence (RFA) d’une tumeur associée à une injection intra tumorale d’un vaccin, peut, sans complication, induire une réponse immune suffisante pour inhiber la croissance de métastases à distance. Cette stratégie a été validée chez la souris mais sa faisabilité et la toxicité de la procédure n’ont pas été validées chez le gros animal avant réalisation d’un essai clinique prévu en 2022-23. Dans cet essai, l’immunité sera stimulée par l’injection dans le site de RFA, d’un gel contenant 2 immunostimulants. La validation de la faisabilité et de l’innocuité d’un traitement locorégional par l’association RFA-gel-vaccin chez l’animal est un prérequis avant le développement d’un essai clinique chez l’homme. L’objectif principal du projet est de déterminer, dans un modèle gros animal, la tolérance de l’organisme à ce traitement. Cette phase demeure indispensable à la protection des patients.

Bénéfices attendus

L’immunothérapie in situ après radiofréquence permettra le traitement et le contrôle à distance et dans le temps d’un cancer digestif métastatique, non accessible au traitement chirurgical. Les objectifs du projet d’essai clinique sont de démontrer que la destruction thermique par radiofréquence d’une tumeur associée à une modulation pharmacologique in situ, peut, sans complication, induire une réponse immune suffisante pour inhiber la croissance de tumeurs à distance. Cette stratégie s’intégrera dans le traitement standard et sera probablement synergique avec les thérapeutiques validées et factuelles des cancers digestifs de stade IV en particulier chimiothérapies et thérapies ciblées. Elle pourrait permettre de rétablir l’efficacité de l’immunothérapie des cancers digestifs actuellement insensibles à ces traitements.

Procédures

Radiofréquence hépatique et injection du gel : Répétion de la technique opératoire sur 3 segments du foie les plus distants possible l’un de l’autre : - Même procédure pour tous les animaux - Sous anesthésie générale et controle échographique ponction percutanée du foie par un trocard coaxial - Placement de la sonde de RFA sous contrôle échographique - 2 cycles de RFA par site, dont la durée dépend de l’impédence calculée par la machine avec arrêt automatique, puis retrait de la sonde de RFA - Injection de 10ml de gel au centre de la thermo-lésion avec contrôle échographique de la cinétique d’injection - Retrait du trocard coaxial toujours sous contrôle échographique - Vérification échographique de l’absence de complication - Durée : 15 mn par cycle x 3 / animal Prélévements : Les animaux subiront de prises de sang à des fins de suivi de la fonction hépatique, de pharmacocinétique du produit injecté et de traçabilité de sa libération. Il est prévu au maximum des prélèvements de 20ml de sang toutes les 72 heures sur 14 jours de surveillance à des fins de suivi de la fonction hépatique, de pharmacocinétique du produit injecté. .Après euthanasie : Prélévement multi-organes à visée anatomo-pathologique.

Impact sur les animaux

Il n’y a pas de douleur, d’altération de l’état général de trouble digestif, d’altération de la fonction hépatique ou d’effet indésirable significatif après RFA hépatique chez l’homme. Les mêmes suites opératoires sont attendues chez l’animal. Les effets loco-regionaux du gel en administration hépatique ne sont pas connus (but de l’étude). La procédure est une combinaison de 2 traitements, RFA et immunothérapie intratumorale déjà largements validés chez l’homme et utilisés pour diminuer le risque de complication du traitement des cancers, en particulier métastases et carcinome hépatocellulaire. Les 2 risques cliniquement décelables chez l’animal seront : - La migration per-opératoire du gel, monitoré par echographie, dans le système sanguin et pouvant être à l’origine d’une embolie pulmonaire : risque improbable en raison du caractère thermosensible du gel qui gélifie instantanément à 37°C. La traduction clinique pourrait être des difficultés respiratoires. Cet effet pourrait nécessiter une oxygénation prolongée. Ce risque pourrait conduire au point limite le moins improbable : difficulté d’extubation et nécessité d’euthanasie précoce - Le risque d’activation d’une réponse immunitaire disproportionnée : risque improbable de traduction clinique car l’immunothérapie locale chez l’homme n’entraine pas de complication systémique et que la traduction clinique du risque le plus important qui serait une hépatite autoimmune ne se declenchera pas en une semaine. Un autre organe touché pourrait être le colon avec apparition d’une diarrhée. - Les effets immunitaires seront infra-cliniques et surtout visibles sur la biologie et l’anatomo-pathologie

Devenir

Mise à mort pour prélèvements anatomo-pathologique (étude de toxicité).

Remplacement

Malgré un important travail in vitro sur culture cellulaire pour exploration de facteurs influençant la réponse immune anti-tumorale, l’expérimentation animale n’est pas substituable pour la détermination des effets thérapeutiques de la réaction immune car trop de paramètres physiopathologiques entrent en jeu. Les études physico-chimiques, d’immunologie, d’efficacité et de toxicité cette stratégie d’immunothérapie anti tumorale ont été validées in vitro sur culture cellulaire et chez la souris femelle. Le risque de complication le moins improbable est la migration extra-hépatique per-opératoire du gel dans les 5 premières minutes qui suivent l’injection. Ce risque, non évaluable in vitro et chez le petit animal, doit-être évalué dans des conditions de volumétrie, de température, d’hémodynamique et de perfusion hépatique voisine de l’homme. Pour établir la sécurité du geste le porc procure la meilleure conficuration anatomique et physiologique.

Réduction

Nous avons préalablement évalué et publié par des expériences in vitro : - plusieurs gels afin de ne tester chez l’animal que celui qui s’est avéré le plus efficace. - les caractéristiques rhéologiques, d’adhésion et de gélification permettant de controler la cinétique et la stabilité du gel injecté. La stabilité du gel in vivo a été évaluée et publiée chez le petit animal par imagerie non invasive et imagerie par résonnance magnétique. Le faible nombre d’animaux sera compensé par : - Les données pharmacologiques exhaustives chez l’animal et chez l’homme des 2 adjuvants avec AMM qui sont utilisés en routine et du gel testés dans de nombreuses etudes cliniques. Pas de toxicité spécifique attendue des 3 composants. - Le nombre de sites traités /animal et de prélèvement post mortem afin d’obtenir des résultats robustes. Par exemple, le nombre maximal de 3 sites traités par animal permettant de mimer 3 lésions tumorales chez l’animal sain correspondra à la dose maximale utilisée chez l’homme De multiples prélèvements hépatiques, pulmonaires ou d’organes cibles de la réponse immune seront réalisés pour évaluer la présence ou non du gel et les effets secondaires immunitaires. Plusieurs centaines d’études cliniques ont été réalisées et certaines stratégies d’injection intratumorale sont réglementairement validées pour utilisation chez l’homme (virus oncolytiques, thérapie cellulaire…). Ces études confirment l’abscence de complication grave de l’injection intratumorale. L’étude sera considérée comme positive si des complications per ou post-opératoire, une diffusion extra-hépatique du gel ou des complications immunologiques graves surviennent chez 2 ou moins animaux sur 5. Ce curseur est établi parallélement a la phase de safety (2 ou moins complications graves /4 premiers patients /12) décrite dans le protocole de l’essai clinique de phase I chez l’homme. Si comme attendu aucune complication n’est décelée l’étude se limitera à 5 animaux. L'objectif de ce travail est l'étude des complications immédiates de l'injection du gel. Le critère d'analyse va être le nombre de complications peropératoires ou postopératoires immédiates par site traité donc n : 3X5 =15. Dans une optique de statistique non paramétrique le seuil de siginificavité est n=5. L'étude des complications immunologiques est un objectif secondaire donc en situation non réelle (immunité différente chez l'humain et pas de cible tumorale) pas de nécessité statistique.

Raffinement

Il n’y a pas de douleur, d’altération de l’état général, de trouble digestif, d’altération de la fonction hépatique ou d’effet indésirable significatif après RFA hépatique chez l’homme qui est le plus souvent réalisée sous anesthésie locale + sédation. Les mêmes suites opératoires sont attendues chez l’animal Le risque d’effets indésirables de la radiofréquence, largement utilisée chez l’homme est faible comme démontré dans la littérature. Contrairement à l’immunothérapie systémique, les effets à distance de l’immunothérapie locale, liés à l’activation immunitaire et en particullier les effets sur des organes à distance devraient être indétectables ce qui a été démontré par les nombreuses publications et les essais cliniques chez l’homme. La procédure est une combinaison de 2 traitements, RFA et immunothérapie intratumorale déjà largements validés chez l’homme et utilisés pour diminuer le risque de complication du traitement des cancers. Séparément les 4 composants du traiement, RFA, Hydrogel, GMCSF et vaccin, sont largement utilisés chez l’homme en pratique clinique Nous mettrons tout en oeuvre pour respecter le principe des 3R : - Les animaux seront maintenus sous anesthésie générale lors de l’application de la radiofréquence et du gel, avec anesthésie locale concomittante du trajet de ponction per-cutanée et administration d’antalgiques puissants, tout au long de la procédure - Les porcs seront observés tous les jours par le personnel qualifié. Pour réduire la douleur, la souffrance et l’angoisse des porcs des mesures seront ajoutées afin de limiter leur stress. Les paramètres vitaux seront contrôlés pendant toute la durée des procédures. Des médications pré et post chirurgie seront administrées. - Un examen clinique quotidien permettra d’évaluer la douleur post-opératoire - Les animaux seront hébergés dans des boxes individuels avec la possibilité de se voir et de se toucher. L’environnement sera enrichi avec des jouets en plastique ou des balles accrochées au mur. Un fond musical est prévu dans la salle d'hébergement pendant la journée.

Choix des espèces

Malgré un important travail de physico-chimie, in vitro sur culture cellulaire d’exploration de facteurs influençant la réponse immune anti-tumorale, l’expérimentation animale n’est pas substituable pour la détermination des effets thérapeutiques de la réaction immune car trop de paramètres physiopathologiques entrent en jeu. Les études d’immunologie et de cette stratégie d’immunothérapie anti tumorale ont été validées chez la souris femelle. Le transfert à l’homme nécessite une étude de faisabilité et de toxicité chez le gros animal dans des conditions expérimentales se rapprochant de l’utilisation humaine. Le choix du modèle est centré sur le porc une espèce animale permettant en terme de taille et de physiologie, de reproduire le protocole de radiofréquence per-cutanée avec injection intra-lésionnelle d’un gel immunomodulateur sous contrôle échographique qui sera réalisé chez l’homme dans un essai de phase I. Les conditions anatomiques et physiologiques, proches de l’homme, permettront de détecter les risques de la procédure, d’en caractériser les effets locaux et à distance puis de suivre l’activation immunitaire et d’en décrire les effets eventuels sur des organes à distance. Nous avons besoin de porcs jeunes adultes d’environ 50 kg afin d’avoir un foie de dimensions similaires à celles de l’Homme et d’avoir des animaux facilement manipulables quand ils sont vigiles.

2 bovins vont être utilisés puis rendus au troupeau après récupération, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit deux chirurgies sous anesthésie générale pour poser puis retirer une canule dans le rumen, ainsi que jusqu'à vingt-six prélèvements sanguins, pour mettre au point une canule temporaire présentée comme moins invasive que les canules permanentes. Le porteur indique une possible gêne mécanique pendant la cicatrisation et un léger écoulement au retrait. Il revendique un "besoin constant d'animaux" pour la recherche agronomique et affirme ne pas pouvoir remplacer le bovin par un fermenteur artificiel.

Objectifs

L'agriculture est depuis toujours en constante évolution. Pour l'aider dans cette mutation la recherche agronomique a initié de nombreux programmes de recherche. Auparavant orientée vers l'augmentation des performances et l'amélioration de la productivité des espèces animales élevées et destinées à produire du lait et/ou de la viande, aujourd'hui elle s'orienterait plutôt à maintenir le niveau de production des animaux (ovins, bovins...) tout en prenant plus en compte les contraintes du milieu, les risques environnementaux (production des GES, pollution des sols...) ou les attentes sociétales (bien-être animal, qualité des produits, traçabilité de l'alimentation...). Pour répondre à une partie de ces enjeux, notre établissement utilisateur a un besoin constant d'animaux. Pour réaliser des études fines des mécanismes physiologiques d'ingestion et de la digestion des aliments chez les ruminants, les animaux modèles utilisés sont ici des bovins. C'est un modèle animal de référence pour établir les valeurs de digestibilité et d’ingestibilité des aliments pour ruminants, et pour comprendre les processus digestifs afin de les modéliser. De par son caractère générique, les résultats qu’il permet d’obtenir sont le plus souvent extrapolables aux autres catégories de ruminants (ovins, caprins, brebis et agneaux). Pour certaines études, en particulier pour la compréhension des mécanismes de digestion et de mesure de la cinétique de dégradation des aliments, le recours à des animaux porteurs de canules est indispensable. L’objectif de ce projet est de trouver une alternative à certaines méthodes invasives sur animaux en particulier les canules permanentes sur ruminants. Ici, il s’agit premièrement de concevoir une canule ruminale temporaire pour bovin avec un diamètre d’insertion dans le rumen le plus étroit possible (= 3 cm, diamètre interne = 1.5 cm, réalisé en plastique afin d’être peu dense et donc le plus léger possible pour éviter une gêne de l’animal) et pouvant être retirée quelques semaines après (max : 24 semaines). La pose de la canule se fera par chirurgie mais le retrait devra être réalisé sans chirurgie supplémentaire. Le but est que ces dispositifs ne soient positionnés sur l’animal que pour la durée de l’expérimentation et non sur la carrière de l’animal tout en permettant d'étudier les mécanismes fins de la digestion.

Bénéfices attendus

Pouvoir étudier les mécanismes fins de la digestion en utilisant des animaux porteurs de canules. Les animaux ne seront équipés de ces canules que pour la durée des procédures, soit quelques semaines. Les animaux ne seront plus équipés de canules permanentes durant toute leur carrière.

Procédures

Les deux animaux subiront deux interventions chirurgicales sous anesthésie générale : la pose de la canule durera environ 30 minutes et le retrait de la canule durera moins de 10 minutes. Des prélévements sanguins par voie caudale (13, si besoin au maxium 26) seront réalisés sur les deux bovins vigiles et chacun durera moins d'une minute entre la contention et la réalisation de la procédure.

Impact sur les animaux

Il est possible d’avoir une possible gêne mécanique de la canule au niveau des faisceaux musculaires le temps de la cicatrisation des tissus. Par conséquent la gêne occasionnée est temporaire. De plus, au moment du retrait de la canule, un léger écoulement pourrait survenir pendant quelques heures, le temps que l'orifice ne se ferme naturellement de manière mécanique.

Devenir

A l'issue de toutes les procédures, les 2 vaches retourneront dans le troupeau après avoir complétement récupérées.

Remplacement

Dans certains cas de figure, notamment pour l'étude des mécanismes fin de la digestion, nous ne pouvons pas utiliser de méthodes alternatives (fermenteurs artificiels). C'est pour cela que nous avons recours à des bovins dans ce projet.

Réduction

Nous avons réduit au maximum les effectifs avec seulement deux animaux utilisés. Pour vérifier toutes les étapes, nous devons les confirmer avec au moins une répétition. Il serait vraiment très difficile de tirer des conclusions robustes avec seulement un seul animal.

Raffinement

Tout est mis en œuvre pour le raffinement notamment les conditions d'hébergement qui seront réduites au maximum individuellement et les surfaces par animal respectent les normes en expérimentation. De plus, lors de la pose et du retrait le protocole médicamenteux est adapté afin que l'animal souffre le moins possible, pour cela des antiinflammatoires ainsi que des antalgiques sont administrés sur 9 jours post opératoires pour permettre à l'animal de se remettre dans de bonnes conditions. Pour vérifier que son bien être n'est pas impacté, des grilles comportementales seront mises en oeuvre (au moment de la pose et du retrait de la canule temporaire) deux fois par jour de J-1, J0, J1, à J2, puis une fois par jour à J3, J6, J8, J10 et J13, ce qui permettra d'adapter si besoin le protocole de prise en charge de la douleur (analgésie et/ou anti-inflammatoire). Elles comportent des critères relatifs aux comportements (changements de comportements, postures antalgiques, etc.), des paramètres zootechniques (ingestion, etc.) et physiologiques (température rectale, fréquences cardiaque et respiratoire, etc.), et à l’aspect des cicatrices. Des prises de sang sont réalisées en parallèle des grilles comportementales pour vérifier l'évolution d'une hormone indicatrice du stress (cortisol sanguin) et des protéines de l’inflammation (Haptoglobine et interleukines) pour déceler si l'animal souffre des procédures réalisées.

Choix des espèces

Nous étudions la digestion des ruminants et le bovin est l'un des modèles d'études de ces mécanismes. C'est pour cela que nous avons choisi l'espèce bovine. Il s’agit de mettre au point de nouvelles approches chirurgicales moins invasives que la pose de canules permanentes ruminales, pour pouvoir étudier in vivo la digestion et le métabolisme des nutriments absorbés par l’animal et les réponses de l’animal. Nous étudions les mécanismes de digestion d'animaux qui peuvent être utilisées à différents stades physiologiques : vaches en production ou taries. Le stade de lactation important peu pour cet essai.