Autres oiseaux

650 oiseaux, poulets, dindes et canards, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance déclaré léger à modéré. Ils reçoivent une souche infectieuse ou un vaccin, sont suivis jusqu'à quatre mois puis saignés pour produire des sérums de référence destinés à des contrôles in vitro. Le porteur indique que la production de sérum exige de tels volumes de sang que la réutilisation est impossible, d'où l'euthanasie de tous les animaux. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne permet aujourd'hui de produire ces réactifs.

Objectifs

Ce projet a pour objectif de produire des réactifs nécessaires aux laboratoires pour effectuer et valider des tests in vitro, tout en satisfaisant aux exigences réglementaires du dossier d’autorisation de mise sur le marché (AMM). Ces tests permettent de limiter le nombre d’animaux utilisés dans les procédures de contrôles qualité ayant pour but la mise sur le marché d’un lot de vaccins. Ils sont effectués sur espèce cible. Il n’existe actuellement pas de modèle in vitro alternatif.

Bénéfices attendus

Ces tests permettent la réalisation des contrôles in vitro réalisés dans les laboratoires. Ceci permet la mise sur le marché de vaccins qui protègent efficacement les animaux contre les maladies infectieuses, améliorent directement la qualité sanitaire des élevages et assurent un meilleur bien-être animal en favorisant les méthodes alternatives.

Procédures

Une période d’acclimatation de 2 jours minimum est requise. Les modes opératoires débutent par l’administration à J0 avec possibilité de prélèvement sanguin. Il y a ensuite une phase d’observation quotidienne avec éventuellement jusqu’à 4 rappels en fonction des techniques qui sont appliquées. Un prélèvement final est effectué. La principale substance injectée pour ces tests est : la souche de l’agent infectieux ou un vaccin. La durée des tests dépend du réactif produit et de l’espèce. Les tests durent jusqu’à 4 mois.

Impact sur les animaux

Un léger stress lié aux manipulations et injection des souches virales peut apparaître. Toutes les manipulations sont réalisées par du personnel formé et compétent. Ces tests garantissent la qualité du produit pour les animaux et leur environnement

Devenir

La production de sérum nécessite des volumes de sang importants pour les espèces utilisées et ne permet pas la réutilisation de ces animaux. Par conséquent tous les animaux sont tous euthanasiés.

Remplacement

La production de réactifs est actuellement irréalisable sur un modèle in vitro. Il faut passer par le modèle in vivo. Les réactifs produits entrent ensuite dans les contrôles in vitro réalisés permettant la mise sur le marché d’un lot.

Réduction

le nombre d’animaux est directement lié à la quantité de réactifs nécessaires à la réalisation de tests in vitro qui ont été développés afin de réduire le nombre d’animaux utilisés dans les procédures de contrôles qualité ayant pour but la libération d’un lot vaccins

Raffinement

Le personnel est compétent pour identifier les cas pour lesquels l’animal n’est plus dans sa zone de confort. Les techniciens vérifient l’évolution de l’état général et que les critères généraux d’alarme ne sont pas atteints. En cas de suspicion, ils font appel au vétérinaire désigné présent sur le site. Les protocoles de production de sérums n’induisent normalement pas de souffrances chez l’animal. Il n’y a donc pas de points limites spécifiques et seuls les points limites « génériques » liés aux pathologies concomitantes déclenchant une euthanasie systématique pour raisons éthiques sont appliqués pour ces protocoles. Les conditions d’hébergement varient selon l’espèce et l’âge des animaux pour maximiser leur confort et leur bien-être. Tous les animaux sont hébergés en groupe. Des enrichissements ont été mis en place dans les hébergements. Des perchoirs et des nids en cartons sont installés. Le sol est recouvert de litière, ou partiellement de papier gaufré. Des blocs à picorer sont placés chez les poulets et chez les dindes pour éviter le picage et des piscines à canards sont mises en place. La Structure du Bien-Etre Animal (SBEA) garantit l’amélioration des techniques de soins et des conditions de vie pour les animaux.

Choix des espèces

Les réactifs produits sont spécifiques et liés à l’espèce. Les poulets seront âgés d’un jour à onze semaines, les canards d’un jour à six semaines et les dindes à partir d’un jour. Ces stades de développement correspondent à l’âge nécessaire à la production de réactifs.

750 diamants mandarins vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Placés en isolement acoustique, ils subissent chacun une chirurgie intracérébrale de trois à sept heures pour recevoir des injections, des électrodes ou des lésions du cerveau, puis sont tués pour l'analyse de leur cerveau. Le porteur présente le chant de ces oiseaux comme un modèle du langage humain et justifie les enregistrements électrophysiologiques par le fait qu'ils sont impossibles chez l'humain. Il indique que l'IRM n'offre pas la résolution recherchée et que les oiseaux sont maintenus au contact de congénères pour limiter les effets de l'isolement.

Objectifs

Le chant des oiseaux chanteurs est un comportement social acquis par imitation d'un tuteur et faisant appel à des processus sensorimoteurs. L'apprentissage du chant des oiseaux se déroule en deux phases : une phase de mémorisation du chant du tuteur, dite phase sensorielle, précède une phase de pratique du chant, dite sensorimotrice, au cours de laquelle une forme de babillage va progressivement laisser place à des éléments vocaux produits précisément, appelés « syllabes ». Une fois adultes, les oiseaux produisent des chants dit cristallisés qui possèdent les caractéristiques acoustiques et l'organisation syntaxique propres à leur espèce. Chez certaines espèces comme le diamant mandarin (Taeniopygia guttata), le chant ne varie que très peu une fois l'âge adulte atteint. Un diamant mandarin apprend de plus son chant rapidement, en trois mois environ, permettant un suivi des mécanismes impliqués tout au long du développement du chant. Un oiseau chanteur adulte doit s'entendre pour maintenir la stabilité de son chant et peut le modifier quand le retour auditif est perturbé ou absent. Le chant présente donc des points communs avec la parole chez l'humain : structure acoustique et organisation syntaxique qui varient d'une espèce à l'autre, nécessité d'un apprentissage par imitation des congénères et nécessité d'un retour auditif venant du propre chant de l'oiseau. Comme la parole chez l'humain, le comportement de chant des oiseaux chanteurs est sous le contrôle d'un vaste réseau de structures cérébrales interconnectées dénommé « système du chant » et spécialisé dans l'apprentissage, la production et la perception du chant. Pour l'ensemble de ces raisons, les oiseaux chanteurs sont un modèle de choix dans l'étude des bases neurobiologiques du langage.

Bénéfices attendus

Ce projet de recherche fondamentale bénéficera en premier à la communauté spécialisée dans le domaine de recherche de la neuroéthologie du chant des oiseaux. Il apportera aussi des connaissances essentielles pour mieux comprendre les potentiels déficits observés dans la parole humaine. En effet, de nombreusess études ont mis en avant les analogies du comportement de chant des oiseaux chanteurs et du langage humain. Ces analogies ont été identifiées d'un point de vue comportemental (l'acquisition du chant et du langage mettant en jeu les mêmes étapes) et neurobiologiques (analogies moléculaires et cellulaires). Par ailleurs, des lésions ou perturbations des structures cérébrales dédiées au comportement de chant induisent des déficits comportementaux semblables à ceux observés chez les humains, tels que des bégaiements ou des retards d'apprentissage. Nombre de ces déficits chez les oiseaux chanteurs rappellent les troubles de la parole observés chez les humains atteints de pathologies neurodégénératives touchant les ganglions de la base (maladie de Parkinson ou de Huntington par exemple). Enfin, les méthodologies d'étude et d'analyse déployées permettront des avancées technologiques en lien avec le traitement de grand jeu de données (big data) et pourront nourrir des projets de recherche computationnelle et de modélisation future.

Procédures

Les oiseaux seront placés en isolement social et seront soumis à diverses procédures chirurgicales intracérébrales. Chaque oiseau ne subira qu'un seul type d'intervention chirurgicale et qu'une seule fois. Suivant l'opération chirurgicale, effectuée sous anesthésie générale, la durée varie de 3 à 7h.

Impact sur les animaux

Ce projet impliquera de placer une partie des oiseaux utilisés pour les expériences en isolement dans des caissons d'isolation acoustique individuels afin d'enregistrer leurs vocalisations. Certains oiseaux subiront par ailleurs des chirurgies intracérébrales (sous anesthésie générale) afin de réaliser des injections, de poser des électrodes d'enregistrement ou des électrodes de stimulation électrique. Ces opérations sont susceptibles de générer de la douleur pendant les premières heures qui suivent la chirurgie.

Devenir

A l'issue des différentes procédures, tous les oiseaux ayant subi une opération chirurgicale seront euthanasiés. La collecte du cerveau à la fin de chacune de ces procédures est essentielle afin de 1/pouvoir identifier les projections entre les structures cérébrales d'intérêt, 2/ pouvoir identifier les points d'insertion des électrodes d'enregistrement ou de stimulation électrique, 3/pour caractériser l'étendue de la lésion cérébrale

Remplacement

Le but de nos recherches est de déterminer les mécanismes neurobiologiques mis en jeu dans l’apprentissage, la production et la perception de vocalisations. Pour cela, les oiseaux constituent un remarquable modèle d’étude, leurs vocalisations présentant des points communs avec la parole humaine et un ensemble de structures cérébrales étant dédié à la perception, la production et au contrôle des vocalisations. Les technologies actuelles (IRM) ne permettent pas d'avoir un niveau de résolution suffisamment fin pour analyser l'activité de neurones à des échelles temporelles de l'ordre de la milliseconde. Mener ces expériences reposant notamment sur des enregistrements électrophysiologiques de l’activité neuronale et des stimulations intracérébrales, qui ne sont pas possibles chez le sujet humain (sauf dans certaines conditions particulières), permet d’avancer dans la compréhension des processus neurobiologiques en général et dans le comportement vocal des oiseaux en particulier

Réduction

Afin de limiter au maximum le nombre d’animaux à utiliser et d’adapter le protocole expérimental, nous conduirons les expériences sur un seul oiseau à la fois. Cela nous permettra de traiter les éventuelles difficultés les unes après les autres. Par ailleurs, cela nous permettra de ne collecter que le nombre de données nécessaires pour obtenir suffisamment de puissance statistique.

Raffinement

Avant toute procédure chirugicale, les oiseaux reçoivent une administration d'un analgésique. La chirurgie s'opère sous anesthésie générale. Lorsqu’un oiseau aura subi une opération chirurgicale, celui-ci sera maintenu seul dans une cage jusqu’à récupération (que nous estimons à 48h) mais de façon à ce qu’il puisse voir et entendre ses congénères. Des oiseaux stressés ou en souffrance ne vocalisant pas, ils seront contrôlés au quotidien. Un antalgique sera administré lors de l’opération chirurgicale et tant que l’oiseau montre des signes de douleur (inactivité, absence de vocalisations, posture prostrée). Les oiseaux seront régulièrement mis au contact de congénères pendant toute la durée des expériences afin de pallier les effets liés à l'isolement. Des points limites précoces ainsi que des procédures d'arrêt d'expériences ont été définies en fonction des observations faites quotidiennement sur les animaux.

Choix des espèces

Pour comprendre les processus sous-tendant le contrôle vocal, les oiseaux chanteurs constituent un modèle de choix. Ils présentent des capacités remarquables de modulation et de contrôle de leurs vocalisations. Ils possèdent un ensemble de structures cérébrales spécialisées dans ce comportement. Plusieurs parallèles avec l'apprentissage vocal chez l’humain existent (période sensible pour l'apprentissage, répertoire de gestes moteurs vocaux). Notons que si cette capacité d'apprentissage vocal est fréquente chez les oiseaux, elle est beaucoup plus rare chez les mammifères, et, en l'état actuel des connaissances, absente chez les invertébrés. Nous nous proposons d’étudier en particulier les diamants mandarins (Taeniopygia guttata). Ces oiseaux apprennent à produire des chants relativement rapidement, permettant de réaliser un suivi longitudinal de l'acquisition du chant. De plus, la stabilité de leur chant d'adulte permet de conduire des protocoles comportementaux efficaces pour induire de la plasticité vocale. Ces oiseaux s’adaptent parfaitement à la vie en captivité. Enfin, le réseau de structures cérébrales mis en jeu dans leur comportement vocal est très précisément connu et décrit dans la littérature, permettant une comparaison fiable des données et une mise en perspective des résultats obtenus. Tous les animaux utilisés dans cette étude seront âgés d'au moins 15 jours, mais toutes les procédures chirurgicales seront effectuées qu'après leur 40ème jour minimum. A cet âge, les diamants mandarins sont sortis de leur nid et indépendant. Ils commencent à pratiquer leur chant à cet âge là, ce qui nous intéresse tout particulièrement dans cette étude.

94 manchots royaux vont être utilisés, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré, avant d'être relâchés dans leur colonie. Sous anesthésie, chaque oiseau reçoit par chirurgie des sondes de température et des électrodes implantées, une biopsie de muscle pectoral et des prélèvements de sang, plus des loggers externes, pour étudier la plongée en apnée et le sommeil en mer. Le porteur indique qu'un individu équipé peut retarder son départ en mer et provoquer l'abandon de l'oeuf par son partenaire, et suit la survie et la reproduction à long terme grâce à une puce implantée. Il justifie l'étude d'une espèce protégée par des applications possibles "One Health", tout en rangeant la plupart des bénéfices dans la connaissance fondamentale.

Objectifs

L’étude des adaptations à des conditions extrêmes permet de découvrir des mécanismes fondamentaux impossibles à observer en se confinant aux modèles classiques. Notre approche est d’équiper l’animal sauvage de ‘bio-logger’ de mesure, évoluant librement in natura. Cette approche fondamentale en écophysiologie perdure à long-terme dans le cadre d’un programme de recherche mené au milieu de l’océan Indien, avec le modèle manchot royal (MR), spécialiste de la plongée en apnée et de l’épargne énergétique. Néanmoins, le réchauffement si rapide à ces latitudes australes impacte les MR des colonies étudiées, où leurs proies se concentrent plus loin au large et plus profondément. Une de nos hypothèses est que les MR de grandes tailles seraient plus adaptés à prolonger leur apnée en profondeur, un avantage décisif dans le contexte actuel pour la chasse et leur succès reproducteur. D’où la question (Q1) de l’effet de la taille sur l’efficacité énergétique des plongées ou du voyage en mer, des données maintenant accessible grâce à la mesure de la fréquence cardiaque via l’enregistrement en continu de leur électrocardiogramme. Le sommeil est un besoin essentiel pour l’animal (observé aussi chez les méduses), dont la fonction primaire serait une façon risquée (inconscience, donc risque de prédation) d’épargner l’énergie, avec chez les endothermes une association possible avec la thermorégulation. Rien n’est encore connu de la façon dont les endothermes dorment en haute mer et notre objectif est de tester cette hypothèse chez le manchot royal, aussi bien pendant son jeûne à terre que pendant son long voyage en mer. La question est de découvrir dans un premier temps (Q2) : ‘Comment ces manchots dorment (fréquence-durée-moment-qualité) à terre ou en mer et existe-t-il un lien avec leur thermorégulation ?’ Ceci grâce notamment à l’enregistrement de leur électro-encéphalogramme. Enfin, sachant que les stocks d’oxygène embarqués ont un rôle déterminant dans la capacité d’apnée, on se posera aussi la question (Q3) : Quelles sont les causes de la variabilité des capacités de transport et de stockage de l’oxygène chez le manchot royal ? Ceci grâce à un prélèvement unique de sang et de muscle pectoral. Nous profitons des périodes d’incubation à terre pour capturer-instrumenter sous anesthésie et relâcher dans la colonie ces individus, qui pourront récupérer de la chirurgie avant de partir en mer au retour de leur conjoint.

Bénéfices attendus

Trouver des applications biomédicales est une des justifications de l’expérimentation animale, surtout si cela concerne des individus d’espèces sensibles, vivants dans des espaces protégées, tels les manchots royaux des îles subantarctiques. C’est quelquefois le cas de nos recherches, avec par ex. la découverte ‘non-intentionnelle’ d’un antibiotique stomacal testé sur l’œil humain. Par ailleurs, envisager la santé humaine dans le paradigme ‘Une seule santé (One Health)’ devient évident et urgent : mieux comprendre les contraintes auxquelles sont confrontées les espèces ou des écosystèmes entiers, afin de réduire ces nuisances liées à l’homme, sera bénéfique pour leur santé, dont celle des humains. D’où le soutien de nos tutelles scientifiques pour nos approches fondamentales ou appliquées, sur le modèle manchot royal. Concernant l’hypothèse d’un lien positif taille/aptitude à l’apnée, via l’épargne énergétique (Q1) ou les pigments respiratoires (Q3), les bénéfices attendus de ces expérimentations sont plutôt dans le domaine de la connaissance fondamentale. Car si ce lien existe, cela ne veut pas dire que les MR vont pouvoir s’adapter assez vite. Il faudrait pour cela vérifier en parallèle l’héritabilité de ces traits et un effet positif sur le succès reproducteur des grands individus. C’est pourquoi des investigations dans le cadre d’un doctorat sont en cours via l’utilisation d’un Data-set de suivi à long-terme sur 30 années consécutives. Par ailleurs, le fait de mesurer la fréquence cardiaque instantanée pour quantifier la dépense d’énergie des manchots intéresse particulièrement un collègue spécialiste de l’arythmie cardiaque chez l’homme. Son objectif est de mieux comprendre ces aspects adaptatifs chez des espèces à locomotion verticale (le MR à terre) ou dans des contextes d’anoxie ou d’asphyxie (le MR en mer). Concernant les questionnements sur le sommeil (Q2), cette approche pourrait nous faire comprendre certains paradoxes de la phase de ‘repos’ de surface pendant la nuit en mer (phases courtes d’échappement de la thermorégulation). Mais surtout nous faisons le pari, avec l’un de nos collaborateurs et spécialiste internationalement reconnu dans ce domaine, qu’étudier cette fonction in natura, surtout dans le contexte si particulier du MR en haute mer, peut nous faire faire un grand pas en avant dans la compréhension des mécanismes ayant façonné cette fonction vitale, encore si imparfaitement étudiée dans sa diversité.

Procédures

La majorité des individus (entre 34/58 et 70/94) vont subir : (1) une capture (juste avant ou au début d’un jeûne d’incubation), précédée de 30min d’une sédation ; (2) un transport cagoulé (de 3min jusqu’à la salle d’intervention) ; (3) une anesthésie associée à une analgésie (de 25 à 100 min) permettant de pratiquer (4) différentes mesures et prélèvements (sang+ plumes) et marque colorée+ puce RFID à vie ; (5) la pose de 2 loggers fixés au plumage du dos; (6) la tunnélisation de sondes de température et électro-physiologiques (fréquence cardiaque, frisson thermique, sommeil) ; et (7) un réveil sur le lieu même de la capture. C’est pendant leur voyage en mer que les données de comportement et de physiologie sont enregistrées et elles ne seront récupérées qu’à leur retour dans la colonie, 20 j (en été) ou 40j (en hiver) plus tard. Tous ces individus seront recapturés 2-3 jours après avoir repris l’incubation, puis anesthésiés (25min max) pour décrocher les loggers et les sondes, puis remis au réveil sur leur œuf dans la colonie. Un sous-groupe de 24 individus subissant le cycle capture-pose équipement-voyage en mer et recapture-déséquipement est à part car : (i) la capture1 aura lieu au départ en mer et la pose d’un logger externe seul ne justifie pas d’anesthésie, alors que (ii) c’est seulement à la recapture au retour de mer qu’une anesthésie générale sera pratiquée (30min), pour réaliser une biopsie.

Impact sur les animaux

Les nuisances concernent potentiellement deux points : un effet handicap en mer et un effet post-procédure à plus long terme. Concernant les handicaps pendant le voyage où l’individu est équipé, nous avons pu rencontrer exceptionnellement dans le passé un problème de retard au ‘vrai départ en mer’, l’individu restant au voisinage de la colonie 5-7jours au lieu de moins de 24h après l’échange avec son conjoint, entrainant un échec reproducteur par abandon de l’œuf du conjoint (attendant trop longtemps le retour de l’individu équipé). Dans tous les cas, le fait de travailler sur des modèles animaux faisant partie d’une espèce protégée, et sur le territoire d’une réserve nationale, implique de mettre en place un suivi systématique du devenir de ces individus à moyen ou long-terme (survie), ainsi que leur succès reproducteur sur une période dépassant celle de l’expérimentation. De ce fait tous les individus anesthésiés sont équipés d’office d’une puce RFID interne à vie, ce qui peut permettre de les suivre à plus long-terme (plusieurs années) et mesurer des effets indésirables non perceptibles pendant la procédure.

Devenir

Cent pour cent des individus seront replacés en liberté en fin des procédures, leur succès reproducteur étant suivi jusqu’à la mue de leur poussin grâce à sa marque colorée.

Remplacement

Le principe général de cette étude est d’utiliser un modèle d’espèce sauvage évoluant dans son environnement naturel et dans un contexte extrême d’un point de vue énergétique : la plongée en grande profondeur en apnée et en eau froide chez des organismes à sang chaud. Il est en l’occurrence impossible de trouver une méthode de remplacement adaptée.

Réduction

Sur la base des connaissances précédemment acquises, le nombre d’individus étudiés a été déterminé au plus juste pour obtenir des résultats exploitables et statistiquement fiables.

Raffinement

1/ Anesthésie, médication et chirurgie. Un raffinement a été apporté à toutes les étapes de manipulation des oiseaux pour une réduction des risques de stress ou de la douleur de la capture au relâcher définitif ; d’infection en cours de chirurgie et les jours suivants, cela selon 3 protocoles d’anesthésie et de médication bien spécifiques. Les gestes de ‘tunnélisation’ sont maitrisés depuis >15 ans pour les mesures de la fréquence cardiaque et du frisson thermique. Dans le cas de l’implantation d’électrodes sur la tête (étude du sommeil), l’approche utilisée ici est le résultat d’une collaboration avec des spécialistes du sommeil chez les oiseaux. En été antarctique 2019, des collègues ont déployé avec succès 28 manchots à jugulaire partant pendant 2j en mer, ce qui nous permet de proposer ici des protocoles adaptés et raffinés. Notons enfin que des gestes ont été simplifiées pour ne pas cumuler sur l’individu un temps de chirurgie prolongé et limiter le nombre d’incisions.

Choix des espèces

Cette étude a pour objet de révéler des adaptations physiologiques encore inconnues en utilisant un modèle particulièrement adapté à sa niche écologique particulière : la plongée en apnée en eau froide chez les endothermes marins. Par ailleurs, l’approche qui nous semble la seule valide est d’étudier ces adaptations en équipant les individus pour un suivi in natura grâce au bio-logging. Cela suppose d’utiliser une espèce assez grande pour limiter le risque d’un handicap lié à cet équipement ; et d’avoir une très grande expérience de ce qu’il est possible de réaliser au niveau expérimental sans compromettre la qualité des résultats et risquer des nuisances pour les individus concernés. Seul le manchot empereur serait une espèce assez étudiée et aussi adaptée (voir plus), mais ce serait un non-sens étant donné le très faible effectif de la seule colonie d’étude accessible, en Terre Adélie. Il est de ce fait interdit d’utiliser ce modèle pour toute intervention de chirurgie expérimentale. Pour les trois procédures, le choix du stade de développement est celui des reproducteurs, donc adultes. Ce sont les seuls accessibles, dans la colonie de reproduction, pour pouvoir effectuer une séquence de capture-équipement, relâcher-voyage en mer-recapture-déséquipement et relâcher final.

204 cailles japonaises vont être utilisées, 94 tuées pour prélèvement de tissus et 110 femelles remises à des professionnels de la filière, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Les mâles, hébergés seuls, subissent des prélèvements de semence trois fois par semaine et un stress chronique de trois semaines fait de stimulations négatives imprévisibles, suivis de tests de peur comme l'immobilité tonique. Le porteur affirme que ce protocole n'induit ni douleur aiguë, ni perte de poids, ni apathie chez les oiseaux. Le projet vise à mesurer si un stress subi par le père se transmet à sa descendance via l'ARN des spermatozoïdes.

Objectifs

Alors que l’importance de la mère dans la transmission d’un phénotype à sa descendance a largement été étudiée chez beaucoup d’espèces, la part du mâle reste largement méconnue. Récemment, il a été montré que des souris mâles stressées avant accouplement transmettaient leurs comportements liés au stress à leur descendance et que cette transmission était liée au contenu en ARN des spermatozoïdes. Une telle transmission d’effets paternels liés au stress reste à démontrer chez les oiseaux, alors qu’elle peut avoir des répercussions importantes sur le comportement et le bien-être de ces animaux, notamment des espèces d’élevage. Les objectifs de ce projet sont donc de (1) évaluer, chez des oiseaux domestiques, si des effets paternels liés au stress peuvent être transmis à la descendance et si c’est le cas (2) identifier les ARN spermatiques potentiellement impliqués dans cette transmission.

Bénéfices attendus

Ces travaux permettront de démontrer pour la première fois dans une espèce aviaire l’existence de la transmission d’effets paternels et d’évaluer l’importance des ARN spermatiques dans cette transmission.

Procédures

Des prélèvements de semence sont prévues sur animaux vigiles à raison de trois fois par semaine, entre 8 et 25 semaines d'âge (50/mâle). Les animaux seront soumis à un stress chronique de trois semaines à partir de 11 semaines d'âge (1/animal). Différents stress comportementaux (immobilité tonique - 5 min/1 fois par âge, test d'exploration - 5 min/1 fois par âge, test d'émergeance - 5 min/1 fois par âge) seront utilisés pour évaluer l'effet du stress chronique. Ces tests seront appliqués à l'âge adulte sur tous les animaux et à 3 semaines uniquement sur les animaux de première génération.

Impact sur les animaux

Afin de contrôler finement la reproduction des animaux (prélèvement de semence et ponte), l’hébergement en cage individuelle est nécessaire notamment pour éviter l'agressivité des animaux matures sexuellement. Les mâles seront donc hébergés en cage individuelle et les femelles en groupe de 4. Chez les mâles, le prélèvement de semence reste un acte non invasif chez cette espèce. Afin de limiter au maximum le stress lié à la manipulation, seuls trois prélèvements seront effectués par semaine, entre le début de maturité sexuelle (âge= 8 semaines) et les inséminations (âge= 25 semaines). Les femelles seront passées en cage uniquement sur la période de reproduction entre 11 et 20 semaines. Les inséminations artificielles sont des procédures classiquement développées en élevage. Nous limitons cependant le nombre d’insémination à quatre par mois afin de limiter tout stress lié à la manipulation excessive des individus. Le stress chronique est induit par une accumulation de stimulations négatives délivrées de manière imprévisible sur une durée de 3 semaines ( à partir de 11 semaines de vie). Cependant, aucune des stimulations choisies n’induit de douleur aigue et c’est l’accumulation de ces stimulations et leur caractère imprévisible qui induit l’état de stress. Les études menées ont montré que ce protocole n’entrainait pas de perte de poids significative, d’apathie ou de signe évident d’état douloureux chez nos oiseaux. De même, les procédures d'évaluation du stress (tests comportementaux) n'induisent aucune douleur aigüe et n'entrainent aucune perte de poids, apathie ou signe évident d’état douloureux chez nos oiseaux.

Devenir

Les mâles seront euthanasiés pour prélèvement de tissus (60 individus F0 et 30 individus F1). Les femelles seront replacées auprès de professionnels de la filière (110 animaux).

Remplacement

Ce projet concerne la reproduction d’espèces aviaires. A l’heure actuelle, aucune alternative in vitro n’existe pour la production de spermatozïdes fécondants ou de fécondation in vitro chez ces espèces et aucune autre alternative n'existe pour évaluer l'impact du stress sur les individus.

Réduction

Ce protocole est un projet innovant, pour lequel nous n'avons pas de données préliminaires. Cependant, d'après nos expériences précédentes, nous savons que des groupes de 10 mâles, avec au moins 4 femelles par mâle, est nécessaire pour mettre en évidence un effet sur la fertilité de la caille. De plus, pour l'exploration des effects moléculaires au niveau du spermatozoïde, un effectif minimal de 22 individus par groupe est nécessaire (pour des analyses exploratoires et candidates). Ces animaux sont obligatoirement à ajouter à ceux impliqués pour l'évaluation de la fertilité car un même échantillon de semence ne pourra être utilisé que pour un seul objectif scientifique. Au total, 64 mâles et 80 femelles sont donc concernés. Afin de vérifier l'impact du stress chronique, des tests de comportement seront effectués. D’après nos expériences précédentes où nous avons étudié chez la caille japonaise les conséquences comportementales du stress, des effectifs de N= 15 individus par groupe est nécessaire. Au total, l'ensemble de mâle F0 (n=64) et les 30 mâles et 30 femelles sont concernés.

Raffinement

Les animaux seront élévés au sol sur copeaux jusqu'à leur puberté (âge = 8 semaines) où ils seront passés en cage afin de controler la reproduction et de permettre le prélèvement de semence. Pendant toute la durée d'élevage (au sol comme en cage), les animaux auront un contact visuel, olfactif et sonore entre eux. Une phase d'habituation au prélèvement de semence sera effectuée sur les mâles par massage dorsal depuis l’âge de 8 semaines afin de limiter tout stress lié à la manipulation. Aucune douleur aigüe n'est attendue suite au protocole de stress chronique. Cependant, tout signe de stress accru notamment lié aux manipulations répétitives est fortement surveillé. En cas d’arrêt de ponte, d’un mâle ne donnant plus de semence, de diarrhée, de prostration, de l’absence de chant ou de caquètement, ou de tout autre signe de maladie même bénigne, l’intervention d’un vétérinaire est prévue. Après traitement, la décision que l’animal réintègre ou non l’expérimentation se fera en fonction de son état de santé.

Choix des espèces

La petite taille, la prolificité et la rapidité de renouvellement des générations font de la caille un modèle idéal pour les études réalisées dans le domaine aviaire, ainsi que pour l'analyse d'effets intergénérationnels. De plus, ces animaux sont connus pour être sensibles au stress et il existe chez cette espèce, les biotechnologies nécessaires pour étudier la biologie du spermatozoïde. Les animaux doivent être matures sexuellement afin d’étudier leur reproduction, soit entre 8 et 25 semaines d’âge.