Saumons

1200 truites arc-en-ciel vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis gardées vivantes pour entretenir des lignées de l'élevage. Elles subissent un jeûne de trois semaines et des mesures de poids sous anesthésie, 30 d'entre elles faisant l'objet de prises de sang répétées par ponction de la veine caudale. Le projet vise à estimer l'efficacité alimentaire pour réduire les coûts et l'impact environnemental de l'aquaculture. Le porteur affirme qu'il n'existe pas d'alternative in vitro et qu'il est "nécessaire" de mesurer cette efficacité dans des conditions proches de l'élevage commercial.

Objectifs

Dans un contexte de développement durable de l’aquaculture, il existe aujourd’hui une volonté grandissante de sélectionner les poissons ayant la meilleure EA possible. L’EA peut être vue comme la capacité à produire plus à partir d’une même quantité d’aliment ingérée. En effet, d’une part, l’alimentation représente de 30 à 70% des coûts de production, et, d’autre part, l’utilisation de granulés entrainent de lourds impacts environnementaux à différents niveaux : de la production des ingrédients qui les composent aux rejets dissous des effluents d’élevage. Améliorer l’EA requiert de pouvoir quantifier précisément l’ingestion individuelle ce qui reste, encore aujourd’hui, difficile à entreprendre chez les poissons élevés en larges groupes. C’est pourquoi, des critères indirects pour l'estimation de l’EA ont été évalués ces dernières années chez les poissons. Chez la truite arc en ciel, il a été démontré que la perte de poids au jeûne combinée aux performances de croissance observée après le jeûne peut expliquer jusqu’à 60% de la variabilité de l’ingéré individuel un critère d’estimation de l’EA. Les poissons perdant le moins de poids durant le jeûne sont supposés être ceux avec une meilleure EA car ayant de moindres besoins d’entretien. Bien que potentiellement intéressante, une sélection sur un tel critère pose alors la question de la capacité des poissons à maintenir de bonnes performances pour d’autres caractères associés à la robustesse (santé, reproduction).

Bénéfices attendus

Ce projet se basera sur l’utilisation d’un modèle biologique tout à fait pertinent, deux lignées expérimentales divergentes pour la teneur en lipide du muscle : lignée grasse (LG) et lignée maigre (LM). Ces deux lignées expérimentales divergentes constituent un modèle biologique de choix dans ce projet, en effet elles ont montré une utilisation différente de l’énergie. Nous faisons l’hypothèse qu’elles réagissent différemment à l’effet du jeûne avec des réponses différentes en terme d’EA. Sur le plan scientifique, le projet REFER-Trout, permettra de tester l’intérêt de la perte de poids au jeûne comme paramètre indirect d’estimer de l’EA, difficile à mesurer chez la truite arc-en-ciel en conditions de production, tandis que les analyses de sang permettront de tester les relations entre EA et d’autres fonctions biologiques et notamment l’immunité. Ces connaissances seront utiles pour mieux appréhender l’allocation des ressources chez le poisson et affiner la notion de robustesse.

Procédures

Les animaux seront soumis à des mesures non-invasives de poids et d'adiposité (3 fois sur l'ensemble de l'expérience) qui concerne l'ensemble des individus (n = 1200) et nécessitent l'anesthésie et l'émersion des animaux. Des prises de sang, par ponction de la veine caudale, répétées sur un nombre limité d’individus (n = 30) seront réalisées également lors des périodes de mesures décrites précédemment (3 fois sur l'ensemble de l'expérience). L'ensemble des mesures biométriques et d'échantillonnage de sang sera réalisée dans un temps limitant l'émersion à une durée maximale de 1 minute.

Impact sur les animaux

La procédure est classée en modérée en raison du jeûne prolongé de trois semaines combiné à des prises de sang répétées sur un nombre limité d’individus, qui si, mal réalisés peuvent conduire à générer de la douleur et du stress et une sensibilité accrue aux pathogènes. Les prises de sang sont effectuées sur 30 poissons afin de réduire au maximum le nombre d’individus concernés tout en permettant des résultats exploitables. Les prises de sang auront lieu uniquement lors des phénotypages, ce faisant, les poissons concernés n’auront pas à subir des anesthésies et manipulations supplémentaires.

Devenir

A la fin de la procédure, l’ensemble des individus (1200 poissons) seront gardés en vie pour compléter les effectifs destinés à l’entretien des lignées grasse et maigre au sein de l'établissement utilisateur (UE PEIMA, INRAE).

Remplacement

Ce projet ne peut être réalisé qu’in vivo. Il n’y a pas d’alternative in vitro pour caractériser l’EA des truites arc en ciel et, plus largement, des animaux d’élevage. De plus, l’objectif étant, in fine, de promouvoir une aquaculture durable par la réduction des intrants alimentaires, il est nécessaire de mesurer l’EAs des poissons dans des conditions proches de l’élevage commercial.

Réduction

Nous avons recours à un matériel biologique original, les lignées expérimentales divergentes pour la teneur en lipide du muscle. Les individus utilisés pour l’expérimentation envisagée seront issus de l’entretien annuel de ces lignées. Nous avons réduit le nombre d'animaux au minimum nécessaire pour avoir une puissance statistique suffisante. Le nombre d'animaux impliqués correspond au strict minimum requis pour déterminer avec le plus de précision possible la loi de distribution des caractères ciblés et ainsi d'être mieux en mesure de différencier statistiquement les caractéristiques de chaque lignée. Ces chiffres permettent de s'assurer de la robustesse de nos analyses statistiques et nous semblent être un minimum pour mettre en œuvre une analyse de variance fiable.

Raffinement

Avant et pendant les procédures, une surveillance du comportement des animaux est effectuée pour réduire au minimum la douleur, la souffrance et l’angoisse subies. Tout au long de l’expérimentation et tout particulièrement durant la phase de jeûne prolongée, les poissons seront observés au moins 2 fois par jour et les poissons au comportement anormal (léthargie, perte d’équilibre) seront péchés et mis à mort. Par ailleurs, aucune manipulation ne sera réalisée durant la phase de jeûne, la plus critique de l’expérimentation, afin de minimiser autant que possible le stress généré.

Choix des espèces

La truite arc en ciel est l’espèce principalement étudiée au laboratoire. Il s’agit de l’espèce prépondérante de la pisciculture en France et l’une d’une des espèces les plus élevées en Europe. Elle est par ailleurs un modèle biologique largement diffusée dans la communauté scientifique (environ 50 000 références). De plus, les lignées expérimentales divergentes pour la teneur en lipides du muscle, LG et LM, permettent de réaliser le projet sur un matériel biologique original. Les truites arc-en-ciel sont utilisées au stade juvénile (animaux non matures). Ce stade est plus sensible aux stress que les poissons maturants.

10 800 poissons salmonidés vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur décrit une stérilisation par choc de pression, la greffe de cellules germinales par injection dans l'abdomen d'embryons tout juste éclos, un marquage par transpondeur et une collecte de gamètes sous anesthésie. Il indique que les embryons surnuméraires sont tués vingt-quatre heures après l'éclosion et que les animaux greffés sont tués après la collecte des gamètes. Le projet est présenté comme un outil de conservation d'espèces menacées, le corégone et l'omble chevalier, en les faisant produire par des espèces d'élevage.

Objectifs

L'objectif du projet est de développer une méthode pour la conservation des ressources génétiques et la restauration des espèces de salmonidés en voie de disparition dans leur milieu naturel. Nous nous focaliserons sur le corégone (Coregonus lavaretus) et l’Omble chevalier (Salvelinus alpinus).

Bénéfices attendus

Les Corégones et l’Omble chevalier sont des espèces de Salmonidés en danger d’extinction dans leur milieu naturel en raison de l’anthropisation des lacs ou ils vivent, d’une surpêche, et du changement climatique. Les cellules germinales souches d’une espèce à préserver peuvent être cryopréservées dans l’azote liquide et être greffées ultérieurement à des animaux receveurs appartenant à une espèce proche (greffes interspécifiques) pour générer des gamètes conformes à l’espèce donneuse de cellules germinales souches. Le projet proposé permettra de vérifier si les greffes de cellules germinales souches de Corégones ou d’Ombles chevaliers sont possibles dans une ou plusieurs espèces de salmonidés bien disséminés sur le territoire national et dont l’élevage est bien maîtrisé en pisciculture commerciale (truite Arc-en-ciel, la truite fario et l’Omble de fontaine). Le projet permettra aussi d’évaluer le sexe et les stades de maturation sexuelle favorable à l’efficacité des greffes.

Procédures

Le projet, qui s'étallera sur une durée de 5 ans, prévoit de greffer par injection intra-abdominale des cellules germinales souches de Corégones et d'Ombles chevaliers à des embryons juste éclos et anesthésiés de truites arc-en-ciel, de truites fario, ou de saumon de fontaine rendus stériles par triploïdisation. La triploïdisation est préalablement réalisée par un choc de pression de 700 bars pendant 3 minutes, 40 minutes après la fécondation. La piqûre nécessaire à la greffe est réalisée à l'éclosion en moins de deux minutes par embryon. 72 lots de 150 embryons seront produits par lot pour déterminer le sexe et le stade de maturation sexuelle des animaux donneurs favorables au taux de succès de la greffe. Les animaux injectés seront marqués individuellement sous anesthésie à l'aide de transpondeurs en moins de 2 minutes chacun pour permettre leur regroupement dans des bassins adaptés à l'évolution de leur croissance et la vérification de leur ploïdie. 15 mâles et 15 femelles pour chaque lot seront gardés jusqu'à la collecte des gamètes à l'âge de 2 ou 3 ans. La collecte des gamètes sur des animaux anesthésiés nécessite environ 3 minutes par animal. La greffe des cellules germinales souches aux embryons tout juste éclos n'entraine pas de souffrance ou de malformations particulières chez les animaux de la prise alimentaire à l'âge adulte.

Impact sur les animaux

Le stress et la souffrance des animaux sont pris en charge lors des procédures expérimentales car celles-ci sont réalisées sous anesthésie. La greffe peut conduire à une surmortalité des embryons entre 4 et 10 jours après la greffe, c’est-à-dire bien avant la première prise alimentaire. Cette surmortalité peut être limitée en prenant des embryons issus de femelles de 3 ans. Les animaux qui survivent jusqu’au début de la prise alimentaire se développent ensuite normalement par rapport à des congénères triploïdes non greffés.

Devenir

Les embryons triploïdes surnuméraires non injectés seront euthanasiés 24h après l'éclosion. Tous les embryons injectés seront marqués à l'aide d'un transpondeur et gardés en vie jusqu'à la maturation sexuelle. Au maximum, 15 mâles et 15 femelles par lot seront gardés jusqu'à la collecte des gamètes. Les animaux greffés seront euthanasiés après la collecte des gamètes car la maturation sexuelle entraine une augmentation de la susceptibilité des animaux aux maladies.

Remplacement

La régénération de populations animales à partir de matériel biologique n'a pas d'approches expérimentales alternatives qui permettraient de s'affranchir de l'utilisation d'animaux. Le stress et la souffrance des animaux sont pris en charge lors des procédures expérimentales en réalisant systématiquement une anesthésie des animaux. Une surveillance quotidienne permet d’euthanasier les larves, alevins, adultes malformés car ils sont susceptibles de ressentir de la souffrance en raison de la présence de récepteurs nociceptifs. Ces malformations sont potentiellement liées aux gestes expérimentaux mais elles sont aussi observées dans le cadre d'élevage de poissons diploïdes ou triploïdes non manipulés. Les animaux transplantés avec des cellules souches germinales sont apparemment normaux à l'âge adulte et ils atteignent une croissance (poids et taille) similaire à celle de leurs congénères non manipulés maintenus dans les mêmes conditions d'élevage.

Réduction

Le nombre de lots expérimentaux a été adapté au plus juste pour adresser les points majeurs qui affectent la réussite des greffes. Le nombre d'animaux par lot tient compte de la mortalité observée dans les élevages et du nombre d'animaux nécessaires pour l'évaluation de la variabilité de la fertilité et de la qualité des gamètes des animaux greffés.

Raffinement

Le stress et la souffrance des animaux sont pris en charge lors des différentes procédures grâce à l'anesthésie des animaux.

Choix des espèces

Les espèces donneuses de cellules germinales souches (Corégones et Ombles chevaliers) sont des espèces en danger d'extinction dans leur milieu naturel. Les espèces receveuses (truite Arc en ciel, truite fario et Omble de fontaine) ont été choisies car d'une part, leur parenté taxonomique devrait être favorable au succès des greffes et à la production de gamètes de qualité, et d'autre part, leur élevage est bien maîtrisé dans les fermes aquacoles. De plus, la stérilisation de ces espèces par triploïdisation fait partie des procédures standards d'élevage.

663 truites arc-en-ciel vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des vaccins puis sont volontairement infectées par la bactérie de la furonculose lors d'un challenge, avec cinq à six prises de sang sous anesthésie, pour évaluer des protocoles vaccinaux en pisciculture. Le porteur indique que l'infection peut faire souffrir les poissons et qu'un individu présentant un furoncle de plus d'un centimètre carré ou moribond est euthanasié. Aucune truite n'est relâchée ni réutilisée, l'euthanasie étant justifiée par le risque sanitaire lié à la bactérie.

Objectifs

Le projet FEAMP Medic'eau vise à évaluer les pratiques actuelles vaccinales et thérapeutiques appliquées par les pisciculteurs afin de contôler la furonculose à Aeromonas salmonicida sub. salmonicida. Sur la partie "vaccin", le projet a pour objectif d'optimiser les schémas vaccinaux afin d'améliorer leur efficacité et reduire l'usage d'antibiotiques en élevage aquacole.

Bénéfices attendus

L'évaluation des protocoles vaccinaux pratiqués actuellement par les éleveurs permettra de les optimiser afin d'augmenter la résistance des truites contre la furonculose. Les résultats permettront de présenter aux éleveurs et vétérinaires les choix les plus efficaces. Cela permettra d'augmenter le bien être des poissons en élevage d'une part, et de diminuer l'usage d'antibiotiques d'autre part.

Procédures

Prises de sang (100 µl) : 5 prélèvements (T0, T0+1 mois ; T0+3 mois ; T0+4 mois ; T0 + 6 mois ; T0 + 6.5 mois) Administration de vaccins par voie Intrapéritonéale, par voie orale via l'alimentation ou par balnéation. Challenge infectieux par balnéation. Toutes les interventions de type prélévement/administration seront effectuées après anesthésie des poissons.

Impact sur les animaux

L'evaluation d'e l'efficacité vaccinale nécessaite d'infecter les truites avec la bactérie Aeromonas salmonicida sub salmonicida. Les manifestations cliniques peuvent entrainer de la souffrance chez les animaux. Les animaux seront exclus (euthansasiés) dès l'observation de furoncles de tailles supérieure à 1 cm2 ou de poissons moribonds (mélanisme, na erratique sur le dos, arrêt d'alimentation).

Devenir

L'euthanasie des poissons est prévu en fin de protocole, pour des raisons notamment sanitaire (impossibilité de relacher ou réutiliser des poissons potentiellement infectés par A. salmonicida)

Remplacement

L'objectif du projet Medic'eau étant d'évaluer l'efficacité de la vaccination contre la furonculose, cela ne peut se faire que sur animaux vivants.

Réduction

Le RPS (relative percent survival) d'un vaccin est calculé par la formule suivante : (1 - nombre de morts dans le lot vacciné après infection / nombre de morts dans le lot non vacciné après infection) x 100. On fait l'hypothèse qu'avec un schéma vaccinal testé, le RPS est de 60%. En utilisant le site internet https://biostatgv.sentiweb.fr/, le test de comparaison de 2 proportions observés (pourcentage de mortalité dans le lot vacciné P1 = 20%, pourcentage de mortalité dans le lot non vacciné P2 = 50%), avec un risque alpha de 0.05 et une puissance à 0,9, un nombre de 51 poissons par lot est préconisé.

Raffinement

Les animaux seront observés 2 fois par jour durant toute le durée du protocole (6,5 mois). Les points limites sont d'une part les paramètres d'ambiance de l'élevage (température, oxygène). Si les paramètres critiques sont atteints (température > 20°C, oxygène 1 cm2) seront retirés de l'expérimentation et euthanasiés par surdosage d'anesthésique. La densité sera de 16 kg/m3, ce qui est bien en deça de ce qui est réalisé en élevage (50-70 kg/m3) et les bacs seront enrichis de tubes permettant aux poissons de se cacher.

Choix des espèces

La truite arc en Ciel est l'hôte naturel d'Aeromonas salmonicida. C'est de plus l'espèce de poisson la plus élevée en France. Les truites utilisées pèseront environ 200g. La furonculose est une maladie que l'on observe à différents stades d'élevage (alevins, truite portion -200-250g- et grosse truite > 1kg). Sur le terrain les problématiques sont plus importante chez les truites pesant plus de 1 kg. Du fait du matériel de la station aquacole (taille des bassins), il ne nous est pas possible d'élever des truites arc en ciel de cette taille (> 1 Kg) en nombre suffisant et pour permettre l'aquisition de résultats répétables. L'étude sur des poissons de poids de 200 g est un bon compromis entre le poids et le nombre de poissons pouvant entrer dans l'étude. A ce poids (200g), les animaux sont considérés comme physiologiquement proche des animaux d'un poids plus élevé (hors période de gamétogènèse).

48 truites arc-en-ciel vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une puce de marquage leur est implantée sous anesthésie, puis elles sont soumises à un protocole de nage à haute intensité, avant un prélèvement terminal de muscle rouge. Le porteur mentionne comme seul effet indésirable un risque de fatigue après chaque séquence de nage intense et indique retirer un poisson dès l'atteinte d'un point limite. Il affirme qu'il n'existe pas d'alternative au prélèvement de muscle et présente le poisson comme un modèle facile à entraîner à la nage.

Objectifs

Aujourd’hui, les bienfaits de l’activité physique sur la santé sont reconnus. L’exercice physique fait partie des outils de prévention primaire et secondaire. Toutefois, établir un protocole d’exercice adapté et personnalisé reste un challenge. Il a été montré récemment chez l’homme qu’un entrainement physique de type HIIT (exercice physique intermittent et intense) présenterait des effets bénéfiques supérieurs à un entrainement continu d’intensité modérée. Ces effets bénéfiques ont été associés à une plus grande stimulation de la biogénèse mitochondriale (augmentation en nombre ou en masse des mitochondries) et un accroissement des capacités aérobies au niveau mitochondrial. Toutefois, il reste difficile d’identifier les conditions optimales d’entrainement étant donné d’une part les nombreux paramètres d’exercice impliqués (intensité, volume, durée, fréquence) et d’autre part les compo sitions variables en fibres musculaires (lentes ou rapides) selon la localisation du prélèvement musculaire.

Bénéfices attendus

Notre équipe de recherche a acquis une expertise en physiologie intégrée de l’exercice via l’utilisation de différents modèles (murin, poisson). Le poisson est un modèle très intéressant dans ce champ d’investigation car il peut être entrainé à la nage facilement et qu’il dispose d’une musculature offrant des avantages dans la compréhension des réponses musculaires dépendante de la typologie(fibres lentes de type I et rapides de type II). Enfin, il présente une proximité avec le mammifère dans les réponses cellulaires et moléculaires à l’entrainement. Nous attendons de ce projet d’une part de confirmer le bénéfice du HIIT sur la biogénèse mitochondriale par l’étude du fonctionnement mitochondrial et d’autre part d’évaluer des durées optimales d’entrainement de type HIIT.

Procédures

Les poissons subiront une procédure chirurgicale sous anesthésie (tricaïne 80mg/L) pour l’insertion d’une puce électronique de marquage (pratique de zootechnie). La détermination de l’Ums (procédure 1) et le protocole de nage (procédure 2) seront effectués sur animaux vigiles.

Impact sur les animaux

Risque de fatigue suite à chaque séquence de nage en haute intensité

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de ce projet. À l’issue de la première procédure, des prélèvements pourront être effectués pour des mises au point ou vérification de techniques sur tissus frais ou congelé. À l’issue de la procédure 2, des prélèvements de muscles rouges seront réalisés dans le but de répondre à notre objectif.

Remplacement

L’étude de l’activité mitochondriale musculaire (biogénèse et fonction) après plusieurs durées d’entrainement physique nécessite le prélèvement d’échantillons de muscle. Il n’y a pas d’alternative à ce jour.

Réduction

Le nombre d’animaux a été réduit le plus possible par groupe dans la limite de pouvoir comparer statistiquement trois populations d’animaux (3 durées d’entrainement différentes : 10 jours, 20 jours, 30 jours) avec 10 animaux max par groupes.

Raffinement

Pendant la détermination de l’Ums, les poissons sont continuellement surveillés et sont retirés de la procédure dès l’atteinte d’un point limite (procédure 1). Une vidéo surveillance est également mise en place pour une surveillance des animaux quasi permanente sans les déranger. Une table de suivi de soin individuel est mise en place.

Choix des espèces

Le modèle animal choisi est un modèle aquatique pouvant apporter une alternative au modèle murin pour ce type d’études comme la diminution des temps de protocole, la différenciation des types musculaires (rouge et blanc). Nous avons choisi la truite arc en ciel (Oncorhynchus mykiss) pour notre expertise acquise au laboratoire au cours des projets précédents. Dans le domaine de la physiologie de l’exercice, les salmonidés sont largement étudiés pour leur performance de nage entre autres. L’apprivoisement en truites est facilité par la proximité de divers élevages qui nous fournissent des animaux dont les caractéristiques sont bien connues et les conditions de stabulation adaptées au plus près des besoins des animaux Les truites seront au stade « portion » c'est-à-dire entre 150 et 200g. D’un point de vue scientifique, les variations hormonales chez des animaux plus grands et donc après (ou pendant) leur maturation sexuelle peuvent occasionner un biais dans l’interprétation des résultats. De plus ces tailles d’animaux sont en adéquation avec la capacité d’accueil de nos structures et sont adaptées à notre tunnel de nage.