Protection de l’environnement
- Conservation des espèces
- Enseignement supérieur et formation professionnelle
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Production de routine
- Recherche appliquée
- Recherche fondamentale
- Tests réglementaires
Isolement et revivification des souches de Toxoplasma gondii en modèle murin
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Pour isoler et caractériser les souches de Toxoplasma gondii circulant chez l'humain et dans la faune, 640 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 540 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chacune reçoit dans l'abdomen une inoculation de l'échantillon à tester, puis un ou deux prélèvements de sang et de sécrétions sous anesthésie. Le porteur reconnaît que la culture cellulaire permet de cultiver le toxoplasme, tout en la jugeant moins sensible, et la réserve aux prélèvements qu'il ne considère pas comme précieux. Il écrit que dans la majorité des cas les souris ne présentent aucun effet indésirable, tout en décrivant une fièvre de quelques heures et "parfois mort rapide durant la nuit en cas d'infection sévère".
Objectifs
La détection et l'étude des souches de toxoplasme circulant chez l'humain et au sein de la faune sauvage et domestique se justifie par un intérêt épidémiologique (caractérisation génétique permettant de connaître la circulation des souches du parasite dans le contexte d'une seule santé : One Health). Dans ce cadre, l'isolement de ces souches ne peut se faire de manière satisfaisante que sur modèle murin en laboratoire, la culture cellulaire étant significativement moins sensible, et plus sujette aux contaminations.
Bénéfices attendus
Un des objectifs du projet est de mieux connaître l’épidémiologie des souches de toxoplasmes en France métropolitaine et DOM-TOM et d’étudier ainsi la biodiversité de T. gondii à des fins de santé publique. Pour cela, ce projet vise à collecter les souches issues des prélèvements cliniques, de les caractériser (d’un point de vue phénotypique et génotypique), les comparer aux souches circulant dans le monde et le cas échéant, alerter les autorités sanitaires de la survenue de cas groupés dus à des génotypes identiques ou voisins. Ces travaux incluent également une comparaison des souches humaines avec celles isolées dans l’environnement (notamment les souches isolées des animaux impliqués dans la transmission de la maladie).
Procédures
Les interventions qui peuvent causer des nuisances sont: (1) l'inoculation en intrapéritonéale de l'échantillon, qui peut causer une gêne sur un laps de temps très court; (2) et le prélèvement sanguin et autres sécretions en lien avec l'infection, réalisé sur l’animal sous anésthésie, qui peut causer un stress de quelques secondes lié à la contention. Ces interventions sont réalisées une seule fois, à l'exception des sécretions en lien avec l'infection, qui peuvent etre réalisées jusqu'à deux fois.
Impact sur les animaux
Dans la majorité des cas, les souris ne présentent aucun effet indésirable. Dans une minorité de cas où les souris présenteraient des symptomes, les seules nuisances sont liées à l'infection (animal fièvreux durant quelques heures maximum et parfois mort rapide durant la nuit en cas d'infection sévère).
Devenir
Les animaux ayant été infectés par un agent pathogène, les souris devront être systèmatiquement euthanasiées en fin de procédure.
Remplacement
La culture cellulaire est possible pour le toxoplasme, mais elle est de moindre sensibilité que l’isolement chez la souris. Elle sera réalisée lorsque les prélèvements auront été réalisées dans des conditions proches de l'asepsie et que les prélèvements n'auront pas été considérés comme précieux (prélèvements précieux : prélèvements humains et prélèvements d'animaux pour lesquelles peu de données existent).
Réduction
L'optimisation du protocole a permis de réduire le nombre de souris utilisées de 6 à 3 sans nuire à la réussite de l’isolement de souches.
Raffinement
Les 2 à 3 souris inoculées en fonction de la procédure sont hébergées dans des cages pouvant contenir 5 à 6 souris d’après les normes en vigueur. Les souris font l’objet d’un enrichissement dès leur mise en cage et jusqu’à la fin de l’expérimentation. Dans les cas où la souche infectante montre des signes de virulence, une grille de score de la douleur, établie dans le cadre du projet, est suivie pour définir les interventions ou point limites à appliquer. Ces interventions incluent, le cas échéant, l'administration d'un traitement antidouleur, l'augmentation de la fréquence d’observation (deux à trois fois par jour au lieu d’une seule) et l'euthanasie des animaux si le score de la douleur correspond au point limite atteint. Tous les prélèvements seront réalisés sous anesthésie générale.
Choix des espèces
Les souris (Mus musculus) sont l’animal de choix pour l’isolement du parasite. Mis à part le chat domestique, la souris représente l'espèce animale de laboratoire la plus adaptée pour l'isolement de souches de toxoplasmes (le modèle rat par exemple ne permet pas cet isolement). Elle est utilisée par l'ensemble des équipes de recherche internationale qui travaille sur l'isolement du toxoplasme. Des souris femelles à partir de 4 à 8 semaines sont utilisées afin de permettre l'inoculation des prélèvements. L’âge des animaux utilisés dans nos procédures correspond à une taille et un poids de l’animal minimums pour lequel l’injection du volume d’inoculum envisagé est bien toléré.
Santé du juvénile de bar exposé à un scénario de réchauffement climatique d’acidification et de désoxygénation- etablissement n°1
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
Jusqu'à 90 % de mortalité dans les bassins lors des épreuves infectieuses : 3 400 bars juvéniles vont être utilisés, dont 1 606 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, les survivants étant tous tués pour analyses immunologiques. Pendant dix-huit mois, ils vivent dans une eau réchauffée puis acidifiée, appauvrie en oxygène à 60 % pendant trois semaines, avec une ration limitée à 60 % de ce qui est distribué en aquaculture. Chacun est pêché, sédaté, anesthésié, marqué par une puce implantée dans le muscle, pesé chaque mois et transféré entre bassins. L'infection expérimentale, bactérienne puis virale, provoque déformations de l'œil, lésions cutanées, nage anormale et léthargie, sur des poissons pesant trois grammes au départ, choisis à l'âge où les bars sauvages rejoignent les nourriceries côtières.
Objectifs
Plus de la moitié des espèces connues de poissons vivent en zone côtière ou estuarienne. Les nourriceries en milieu côtier dont dépendent l’accomplissement du cycle de vie et le renouvellement des populations sont, de ce fait, considérées comme des habitats essentiels. De plus, l'élevage des poissons s'effectue également principalement en zone côtière. Or, il est bien établi que les zones côtières et estuariennes sont les plus vulnérables face aux pressions combinées du changement climatique et notamment au réchauffement, à l'acidification et aux épisodes de désoxygénation des océans. Ainsi, la santé des poissons (sauvages ou d'élevage) présents dans ces zones, et notamment leurs capacités à croitre et à se défendre contre les pathologies dépendront de leur capacité à faire face à la combinaison de ces contraintes environnementales en milieu côtier. Les questions abordées dans le projet sont : 1) L’exposition à long terme de juvéniles de bar à des conditions environnementales (température, acidification, oxygénation) prédites à l’horizon 2100 va-t-elle modifier des paramètres physiologiques associés à la santé du poisson ? et 2) ces effets vont-ils modifier leurs performances de croissance, de survie, leur maturation sexuelle et leur résistance à une exposition à des pathogènes ? Ce projet sera mené dans 2 établissements utilisateurs (EU) qui coupleront leurs expertises.
Bénéfices attendus
A court terme, les différentes analyses de performances et les caractérisations physiologiques réalisées au cours des différentes phases d’exposition donneront une vision globale de la capacité des poissons à faire face à une combinaison de facteurs environnementaux. A moyen terme, les données générées contribueront à déterminer des marqueurs d’exposition à ces différents facteurs environnementaux. Plus globalement, ce projet s’inscrit dans la volonté de mieux comprendre et prédire les interactions des poissons pêchés ou élevés avec leur environnement dans l’écosystème côtier et ainsi élaborer des politiques solides en matière de gestion des pêches et de l’aquaculture dans un contexte de changement global.
Procédures
De 3 à 5 mois, 50 poissons par bassin et par mois, aléatoirement pêchés, seront pesés (sous anesthésie, durée de la pesée par poisson: 1 minute). A partir du cinquième mois, tous les poissons (n=3400) seront pesés mensuellement après avoir été marqués individuellement par injection d'une puce électronique intramusculaire (sous anesthésie). Ces interventions nécessiteront la pêche des poissons. Afin de limiter le stress lié à la manipulation, les poissons pêchés seront sédatés dans leur bac puis anesthésiés. L'intervention de micro-injection n'excèdera pas 5 minutes (pêche, anesthésie, et injection comprises). La durée par poisson d'une intervention de pesée n'excèdera pas non plus 5 minutes. Des transferts entre bassins seront également effectués au cours du projet. Ces transferts se feront sous anesthésie en utilisant des bacs de transferts transitoires opaques et oxygénés. Les étapes de transfert n'excèderont pas 15 minutes. Les conditions de température et d'acidification, prises indépendamment les unes des autres ou en interaction représentent une nuisance légère durant les 15 premiers mois. A 16 mois, la moitié des poissons survivants (non mis à mort pour analyse post mortem) seront placés en niveau d'oxygénation de l'eau à 60% pendant 3 semaines. Nous supposons, sur la base d'études précédentes, que cette exposition représente une nuisance légère dans le contexte de l'élevage (absence de prédation; autres facteurs environnementaux contrôlés). Tous les éléments décrits précédemment seront réalisés dans l’EU n°1. Au début du 18ème mois, l'exposition expérimentale à des pathogènes, nécessaire pour évaluer le statut immunitaire des poissons, constitue une nuisance sévère. L'exposition durera entre 2 et 6 semaines. L’EU n°1 aura en charge un pathogène bactérien et l’EU n°2, vers qui sera transférée une partie des animaux, une bactérie et un virus. Les animaux seront alimentés pendant toute la durée du projet avec un aliment commercial d'élevage et seront rationnés au niveau alimentaire à 60% de ce qui est distribué en aquaculture afin de mieux calquer les réalités écologiques. Ce rationnement ne représente pas une nuisance car il permet aux poissons de croitre à un rythme moindre comparé aux conditions aquacoles standards où l'on vise à diminuer les durées d'élevage.
Impact sur les animaux
Un stress léger pourra intervenir lors de la manipulation des poissons pour estimer la prise de poids mensuelle. A raison d'1mn de stress par poisson pour chaque pesée, la durée de ce stress léger est estimée à 16 mn sur l'ensemble du projet ( x 16 mesures biométriques). Un stress léger pourra aussi intervenir lors du transfert des poissons dans les différents bassins ; au début de l’expérimentation et au cours des étapes d’hypoxie et des épreuves infectieuses avec les différents pathogènes. Pour les transferts intra-structure, la durée du transfert sous anesthésie n'excédera pas 5 minutes. Les lots de poissons qui seront exposés aux prétests et challenges avec les pathogènes viraux et de type vibrio seront transférés au sein du site, dans une structure située à 200 mètres. Le transfert durera 15 minutes et se fera sous anesthésie. Du fait de l' anesthésie, le stress associé aux transferts est léger; de plus, les caractéristiques physicochimiques (températures, pH, salinité) de l'eau des bacs avant et après transferts seront identiques. Les poissons seront alimentés 24h après transfert, délai nécessaire pour leur acclimatation à leur nouveau bassin. Les changements des caractéristiques physicochimiques de l'eau des bassins ne pourront s'effectuer que 48h après transfert. Les conditions abiotiques (température, pH, niveau d’oxygénation) prises indépendamment les unes des autres constituent des stress légers (18 mois) pour les facteurs température et pH ou modérés (3 semaines) pour l'hypoxie modérée. La contrainte hypoxique peut se traduire par une diminution de l’activité de nage des poissons traduisant une dépression métabolique. La durée de l’hypoxie (3 semaines) limite toutefois le risque de forte sévérité ; la mortalité devant être évitée lors de cette étape d’hypoxie, dans le cas contraire, le niveau d’hypoxie pourra être adapté. Un stress léger interviendra au moment des prises de sang (1mn par poisson). Les épreuves infectieuses virale et bactérienne constituent des stress très sévères puisqu’ils induisent l’apparition de signes cliniques (déformation de l'oeil, changement de couleur de robe, lésions cutanées, nage anormale, léthargie, déséquilibre, anorexie) et une mortalité sur les poissons (% de mortalité variable dans les bassins en fonction de la résistance des poissons mais pouvant aller jusqu’à 90%).
Devenir
A l'issue des challenges aux pathogènes, tous les poissons survivants seront mis à mort pour prélèvement et analyse de paramètres immunologiques
Remplacement
Cette étude vise à étudier l'effet de facteurs environnementaux (température, pH, oxygénation) sur l’état de santé du poisson. La caractérisation de ces effets se fait à l'échelle de l'organisme entier. Les méthodes de substitution telles que la culture cellulaire par exemple ne permettent pas de répondre à un questionnement physiologique dépendant de réponses complexes de différents tissus. Le maximum d’analyses sera réalisé au niveau de prélèvements sanguins, ce qui permettra dans le futur de trouver des marqueurs de l’état de santé du poisson. Les épreuves infectieuses sont à ce jour la seule possibilité d’évaluer et de prédire les capacités de résistance des poissons face à des agents pathogènes prévalents dans le milieu environnant (contexte écologique et aquacole); cette capacité de résistance dépend de nombreux facteurs, en particulier de différentes composantes du système immunitaire dans divers organes mais également (par exemple) du statut énergétique du poisson ou encore de son microbiote. Les données obtenues au cours du projet pourront permettre de développer dans le futur des marqueurs (au niveau sanguin et tissulaire) prédictifs des capacités de résistance des poissons face aux pathogènes.
Réduction
Le bar européen juvénile est un animal vivant en groupe et le nombre d'animaux par bac répond tout d'abord à cette contrainte. Le nombre de poissons tient donc compte de la densité minimale d’animaux requise pour permettre aux animaux d’exprimer les meilleurs répertoires physiologiques et comportementaux possibles, et permet donc de répondre à leur bien-être. De plus, le nombre de poissons a été réduit à son minimum et défini en fonction du nombre nécessaire pour réaliser la cinétique de prélèvements (à 6, 9 et 18 mois post-éclosion) ainsi que les épreuves infectieuses expérimentales. Ce nombre tient également compte des taux de mortalités communément observés au cours des 18 premiers mois de vie juvénile. Le nombre de prélèvements prévus a été déterminé en fonction du seuil de la pertinence scientifique et statistique. De même, le nombre de poissons prévus pour les épreuves infectieuses permet de réaliser une analyse statistique de résistance.
Raffinement
Pour la phase 2, les mesures de raffinement viseront à assurer des conditions optimales d’hébergement, à savoir, un volume d'eau adapté en circuit ouvert avec une oxygénation suffisante en fonction de la biomasse, un rythme jour/nuit naturel, la présence de suffisamment de congénères pour exprimer un répertoire comportemental riche, une distribution d’aliment adaptée. Une importance particulière sera donnée à l’observation des animaux, 1 fois/jour minimum (plus pour suivre l'évolution de poissons présentant des signes de stress). Les infections expérimentales bactériennes ou virales peuvent provoquer une mort rapide sans qu'il soit possible d'observer des symptômes cliniques. Toutefois, pour éviter toute souffrance, les animaux présentant un comportement de nage anormal marqué avec des périodes sur le flanc / sur le ventre et/ou des signes de détresse respiratoire avancée et/ou des hémorragies faciales / au niveau des flancs et/ou des signes nerveux seront mis à mort de manière compassionnelle avec une surdose d’anesthésique.
Choix des espèces
Le bar est une espèce de poisson marin d'intérêts halieutique, aquacole et écologique. La communauté scientifique s'intéresse à mieux prédire l'impact du changement global sur cette espèce. Les poissons sont des juvéniles (non matures sexuellement). Agés d’environ 3 mois, ils pèseront en moyenne 3 grammes au début de l’expérimentation. Ce stade de développement est particulièrement pertinent pour notre étude puisque c'est à ce stade de vie que les poissons regagnent les nourriceries côtières dans la nature et qu’ils sont donc plus exposés aux contraintes environnementales associées au changement global.
Projet d’éradication des poissons du genre Ancistrus en tant qu’Espèces Exotiques Envahissantes (EEE) : test en conditions expérimentales de leur sensibilité au sel en comparaison aux espèces indigènes
- Conservation des espèces
- Protection de l’environnement
La mise au point d'une méthode de mise à mort par choc salin conduit à exposer 183 poissons à une eau salée pendant vingt-cinq minutes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Les ancistrus, poissons laveurs de vitres échappés de l'aquariophilie, sont capturés par pêche électrique qui les paralyse, transportés une heure trente, gardés jusqu'à trente heures sans leur alimentation naturelle, puis tués par choc osmotique et hypoxie. 45 individus d'espèces indigènes, cabots bouche-ronde et anguilles, sont soumis au même test à titre de comparaison et seront relâchés dans leur rivière d'origine si leur état clinique le permet. Le porteur compte parmi les bénéfices attendus la proposition d'une nouvelle méthode de mise à mort applicable aux poissons d'eau douce, y compris dans les programmes de pêche commerciale.
Objectifs
Les EEE sont identifiées comme une principale cause de perte de biodiversité à l’échelle Mondiale. Les milieux aquatiques d’eau douces insulaires, malgré leur relatif isolement, ne sont pas épargnés par ces introductions. De plus, dans ces territoires, les milieux aquatiques présentent des conditions hydrologiques et thermiques souvent variées du fait d’une amplitude saisonnière de pluies et d’un gradient altitudinal important. Ainsi, dans ces milieux, on observe l’acclimatation d’espèces aux préférendums très variés, depuis la truite arc-en-ciel (O. mykiss) jusqu’aux tilapias (Oreochromis sp.). Parmi les dernières en date, on note le poisson laveur de vitre (Ancistrus sp.) et la crevette red cherry (Neocaridina heteropoda). Ces espèces non natives sont issues de l’aquariophilie. Leur introduction peut être accidentelle ou malveillante. Ces espèces représentent un risque de compétition avec les espèces indigènes.
Bénéfices attendus
La réalisation d’un choc salin est une méthode de lutte contre les EEE encore non appliquée et innovante. Elle a déjà été évoquée dans le cadre de la gestion d'EEE dans des milieux d'interface, mais n’a jamais été documentée ni étudiée d’un point de vue scientifique. Les bénéfices attendus sont : - Lutte contre Ancistrus sp en tant qu’EEE (réduction voire éradication), à courte échéance ; - Connaissance de la sensibilité des espèces indigènes (amphihalines) pour réplication possible de l'action en lutte précoce sur d'autres EEE (territoires insulaires tropicaux), à courte échéance ; - Développement d’une méthode de lutte reproductible et efficace pour des EEE aquatiques sensibles, à moyenne échéance. - Proposition d’une nouvelle méthode de mise à mort applicable aux poissons d’eau douce, dans le cadre de l’Utilisation d’Animaux à des Fins Scientifiques, ou dans des programmes de pêche commerciale (moyenne à longue échéance).
Procédures
- Capture des individus : paralysie par décharge électrique lors de la pêche électrique (30 secondes) - Transport des individus en contenants fermés jusqu’au laboratoire (1h30) - Captivité dans des bacs d’eau (30h maximum) - Individus privés de l’accès à leur alimentation naturelle (30h maximum) - Exposition à une substance chimique mortelle, le NaCl (25 minutes maximum)
Impact sur les animaux
- Induction d’un choc osmotique et d’une hypoxie potentielle conduisant à la mort des animaux (25 minutes maximum)
Devenir
Tous les individus Ancistrus qui ne seraient pas morts seront euthanasiés. Les individus des espèces poissons cabot bouche ronde et poissons anguille seront maintenus en vie si leur état clinique le permet. Ils seront alors relâchés dans leur milieu naturel où ils avaient été prélevés initialement.
Remplacement
Les expérimentations portent sur l’étude d'un choc salin sur des poissons de rivière, pour évaluer le potentiel létal de ce choc. Leur remplacement remettrait en cause la possibilité de mener l'expérience, et notamment les 2 phases suivantes du projet global qui sont : la documentation de la méthode de mise à mort par choc salin pour les demandes d’autorisations en milieu naturel et la réalisation des opérations en milieu naturel.
Réduction
Les procédures ont été réfléchies dans le but de diminuer au maximum le nombre d’animaux tout en ayant des résultats exploitables. Pour la procédure 1, l’objectif est de décrire les observations cliniques et comportementales, les effets indésirables et les points limites. Nous avons choisi d’utiliser des groupes de 3 individus par lots en s’inspirant des études pilotes menées en toxicologie, puisque nous n’allons pas effectuer d’études statistiques sur ces groupes. Nous avons déterminé plusieurs lots pour chaque espèce, en fonction de leur stade de développement, pour s’assurer que chaque lot de 3 individus soit le plus homogène possible.
Raffinement
Pour la capture des individus, les équipements de pêche électrique seront calibrés pour un voltage n’engendrant pas de blessures aux animaux, et uniquement une paralysie courte de 30 secondes environ. Pour la captivité, les animaux seront hébergés dans des aquariums enrichis avec des galets provenant de leur milieu naturel, afin qu’ils puissent exprimer un comportement naturel (support et cache). La température de l’eau sera contrôlée pour être dans les gammes de confort de chaque espèce (20 à 24 °C). Chaque lot sera hébergé dans un aquarium séparé afin de limiter le nombre de poisson par aquarium et permettre l’observation individuelle. L’hébergement temporaire n’excédera pas 30 heures (avec période d’accoutumance de 24h) et sera fait dans une salle dédiée et calme, avec une alternance jour/nuit calée sur l’alternance naturelle. Pour pallier à l’accès à l’alimentation naturelle, les poissons seront nourris avec une alimentation adaptée aux espèces : salade, épinard, courgette pour les poissons ancistrus et poissons cabot bouche ronde ; des vers de terre pour les anguilles. Afin de limiter au maximum les effets indésirables liés à l’exposition toxique au sel, nous proposons une étude pilote afin de déterminer les points limites précoces. Pour cela, nous observerons sur chaque individu les paramètres comportementaux et cliniques suivants : aspect général, posture, nage, couleur, décubitus... Une fiche de suivi individuel servira de support pour l’observateur pour noter tous les signes cliniques et comportementaux. Nous pourrons alors établir une cinétique d’apparition des différents symptômes.
Choix des espèces
L’objectif de l’étude est d’étudier le choc salin comme méthode de mise à mort de poissons ancistrus dans le cadre de la lutte contre une EEE. Nous souhaitons réaliser une éradication de cette espèce, tout en préservant les espèces de poissons indigènes présentes dans les cours d’eau traités. C’est pour cela que nous réalisons des expérimentations sur des poissons cabot bouche ronde et des anguilles, qui sont les poissons présents naturellement dans ces zones. Les animaux seront utilisés à des stades de développement différents. Nous avons déterminé 3 stades différents chez les poissons ancistrus (un stade juvénile, un stade intermédiaire, un stade adulte), 2 stades chez les poissons cabot bouche ronde (un stade juvénile et un stade adulte), et un seul stade juvénile chez l’anguille. Ce choix se justifie par le fait que la résistance à la salinité risque de varier en fonction du stade de développement. Pour l’anguille, nous savons que les adultes effectuent des séjours en milieux marins (avec une salinité à 35 g/l), c’est pour cela que nous n’envisageons pas de tester un choc salin car nous savons qu’à ce stade de développement, les individus sont résistants à la salinité marine.
Santé du juvénile de bar exposé à un scénario de réchauffement climatique d’acidification et de désoxygénation – Etablissement n°2
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
3 400 juvéniles de bar vont être utilisés pendant dix-huit mois, chacun pesé tous les mois après implantation d'une puce électronique dans le muscle, dans des procédures allant d'un niveau de souffrance léger à sévère. Le sévère correspond aux épreuves infectieuses de la fin du protocole, deux à six semaines d'exposition à une bactérie et à un virus, avec déformation de l'œil, lésions cutanées, nage anormale, léthargie et une mortalité pouvant atteindre 90 % des poissons d'un bassin. Trois semaines d'hypoxie à 60 % d'oxygénation précèdent cette phase, après quinze mois d'eau réchauffée et acidifiée. Les survivants sont tués pour analyse immunologique, au service de connaissances que le porteur relie, au conditionnel et à moyen terme, à l'élaboration de politiques de gestion des pêches et de l'aquaculture.
Objectifs
Plus de la moitié des espèces connues de poissons vivent en zone côtière ou estuarienne. Les nourriceries en milieu côtier dont dépendent l’accomplissement du cycle de vie et le renouvellement des populations sont, de ce fait, considérées comme des habitats essentiels. De plus, l'élevage des poissons s'effectue également principalement en zone côtière. Or, il est bien établi que les zones côtières et estuariennes sont les plus vulnérables face aux pressions combinées du changement climatique et notamment au réchauffement, à l'acidification et aux épisodes de désoxygénation des océans. Ainsi, la santé des poissons (sauvages ou d'élevage) présents dans ces zones, et notamment leurs capacités à croitre et à se défendre contre les pathologies dépendront de leur capacité à faire face à la combinaison de ces contraintes environnementales en milieu côtier. Les questions abordées dans le projet sont : 1) L’exposition à long terme de juvéniles de bar à des conditions environnementales (température, acidification, oxygénation) prédites à l’horizon 2100 va-t-elle modifier des paramètres physiologiques associés à la santé du poisson ? et 2) ces effets vont-ils modifier leurs performances de croissance, de survie, leur maturation sexuelle et leur résistance à une exposition à des pathogènes ? Ce projet sera mené dans 2 établissements utilisateurs (EU) qui coupleront leurs expertises.
Bénéfices attendus
A court terme, les différentes analyses de performances et les caractérisations physiologiques réalisées au cours des différentes phases d’exposition donneront une vision globale de la capacité des poissons à faire face à une combinaison de facteurs environnementaux. A moyen terme, les données générées contribueront à déterminer des marqueurs d’exposition à ces différents facteurs environnementaux. Plus globalement, ce projet s’inscrit dans la volonté de mieux comprendre et prédire les interactions des poissons pêchés ou élevés avec leur environnement dans l’écosystème côtier et ainsi élaborer des politiques solides en matière de gestion des pêches et de l’aquaculture dans un contexte de changement global.
Procédures
De 3 à 5 mois, 50 poissons par bassin et par mois, aléatoirement pêchés, seront pesés (sous anesthésie, durée de la pesée par poisson: 1 minute). A partir du cinquième mois, tous les poissons (n=3400) seront pesés mensuellement après avoir été marqués individuellement par injection d'une puce électronique intramusculaire (sous anesthésie). Ces interventions nécessiteront la pêche des poissons. Afin de limiter le stress lié à la manipulation, les poissons pêchés seront sédatés dans leur bac puis anesthésiés. L'intervention de micro-injection n'excèdera pas 5 minutes (pêche, anesthésie, et injection comprises). La durée par poisson d'une intervention de pesée n'excèdera pas non plus 5 minutes. Des transferts entre bassins seront également effectués au cours du projet. Ces transferts se feront sous anesthésie en utilisant des bacs de transferts transitoires opaques et oxygénés. Les étapes de transfert n'excèderont pas 15 minutes. Les conditions de température et d'acidification, prises indépendamment les unes des autres ou en interaction représentent une nuisance légère durant les 15 premiers mois. A 16 mois, la moitié des poissons survivants (non mis à mort pour analyse post mortem) seront placés en niveau d'oxygénation de l'eau à 60% pendant 3 semaines. Nous supposons, sur la base d'études précédentes, que cette exposition représente une nuisance légère dans le contexte de l'élevage (absence de prédation; autres facteurs environnementaux contrôlés). Tous les éléments décrits précédemment seront réalisés dans l’EU n°1. Au début du 18ème mois, l'exposition expérimentale à des pathogènes, nécessaire pour évaluer le statut immunitaire des poissons, constitue une nuisance sévère. L'exposition durera entre 2 et 6 semaines. L’EU n°1 aura en charge un pathogène bactérien et l’EU n°2, vers qui sera transférée une partie des animaux, une bactérie et un virus. Les animaux seront alimentés pendant toute la durée du projet avec un aliment commercial d'élevage et seront rationnés au niveau alimentaire à 60% de ce qui est distribué en aquaculture afin de mieux calquer les réalités écologiques. Ce rationnement ne représente pas une nuisance car il permet aux poissons de croitre à un rythme moindre comparé aux conditions aquacoles standards où l'on vise à diminuer les durées d'élevage.
Impact sur les animaux
Un stress léger pourra intervenir lors de la manipulation des poissons pour estimer la prise de poids mensuelle. A raison d'1mn de stress par poisson pour chaque pesée, la durée de ce stress léger est estimée à 16 mn sur l'ensemble du projet ( x 16 mesures biométriques). Un stress léger pourra aussi intervenir lors du transfert des poissons dans les différents bassins ; au début de l’expérimentation et au cours des étapes d’hypoxie et des épreuves infectieuses avec les différents pathogènes. Pour les transferts intra-structure, la durée du transfert sous anesthésie n'excédera pas 5 minutes. Les lots de poissons qui seront exposés aux prétests et challenges avec les pathogènes viraux et de type vibrio seront transférés au sein du site, dans une structure située à 200 mètres. Le transfert durera 15 minutes et se fera sous anesthésie. Du fait de l' anesthésie, le stress associé aux transferts est léger; de plus, les caractéristiques physicochimiques (températures, pH, salinité) de l'eau des bacs avant et après transferts seront identiques. Les poissons seront alimentés 24h après transfert, délai nécessaire pour leur acclimatation à leur nouveau bassin. Les changements des caractéristiques physicochimiques de l'eau des bassins ne pourront s'effectuer que 48h après transfert. Les conditions abiotiques (température, pH, niveau d’oxygénation) prises indépendamment les unes des autres constituent des stress légers (18 mois) pour les facteurs température et pH ou modérés (3 semaines) pour l'hypoxie modérée. La contrainte hypoxique peut se traduire par une diminution de l’activité de nage des poissons traduisant une dépression métabolique. La durée de l’hypoxie (3 semaines) limite toutefois le risque de forte sévérité ; la mortalité devant être évitée lors de cette étape d’hypoxie, dans le cas contraire, le niveau d’hypoxie pourra être adapté. Un stress léger interviendra au moment des prises de sang (1mn par poisson). Les épreuves infectieuses virale et bactérienne constituent des stress très sévères puisqu’ils induisent l’apparition de signes cliniques (déformation de l'oeil, changement de couleur de robe, lésions cutanées, nage anormale, léthargie, déséquilibre, anorexie) et une mortalité sur les poissons (% de mortalité variable dans les bassins en fonction de la résistance des poissons mais pouvant aller jusqu’à 90%).
Devenir
A l'issue des challenges aux pathogènes, tous les poissons survivants seront mis à mort pour prélèvement et analyse de paramètres immunologiques
Remplacement
Cette étude vise à étudier l'effet de facteurs environnementaux (température, pH, oxygénation) sur l’état de santé du poisson. La caractérisation de ces effets se fait à l'échelle de l'organisme entier. Les méthodes de substitution telles que la culture cellulaire par exemple ne permettent pas de répondre à un questionnement physiologique dépendant de réponses complexes de différents tissus. Le maximum d’analyses sera réalisé au niveau de prélèvements sanguins, ce qui permettra dans le futur de trouver des marqueurs de l’état de santé du poisson. Les épreuves infectieuses sont à ce jour la seule possibilité d’évaluer et de prédire les capacités de résistance des poissons face à des agents pathogènes prévalents dans le milieu environnant (contexte écologique et aquacole); cette capacité de résistance dépend de nombreux facteurs, en particulier de différentes composantes du système immunitaire dans divers organes mais également (par exemple) du statut énergétique du poisson ou encore de son microbiote. Les données obtenues au cours du projet pourront permettre de développer dans le futur des marqueurs (au niveau sanguin et tissulaire) prédictifs des capacités de résistance des poissons face aux pathogènes.
Réduction
Le bar européen juvénile est un animal vivant en groupe et le nombre d'animaux par bac répond tout d'abord à cette contrainte. Le nombre de poissons tient donc compte de la densité minimale d’animaux requise pour permettre aux animaux d’exprimer les meilleurs répertoires physiologiques et comportementaux possibles, et permet donc de répondre à leur bien-être. De plus, le nombre de poissons a été réduit à son minimum et défini en fonction du nombre nécessaire pour réaliser la cinétique de prélèvements (à 6, 9 et 18 mois post-éclosion) ainsi que les épreuves infectieuses expérimentales. Ce nombre tient également compte des taux de mortalités communément observés au cours des 18 premiers mois de vie juvénile. Le nombre de prélèvements prévus a été déterminé en fonction du seuil de la pertinence scientifique et statistique. De même, le nombre de poissons prévus pour les épreuves infectieuses permet de réaliser une analyse statistique de résistance.
Raffinement
Pour la phase 2, les mesures de raffinement viseront à assurer des conditions optimales d’hébergement, à savoir, un volume d'eau adapté en circuit ouvert avec une oxygénation suffisante en fonction de la biomasse, un rythme jour/nuit naturel, la présence de suffisamment de congénères pour exprimer un répertoire comportemental riche, une distribution d’aliment adaptée. Une importance particulière sera donnée à l’observation des animaux, 1 fois/jour minimum (plus pour suivre l'évolution de poissons présentant des signes de stress). Les infections expérimentales bactériennes ou virales peuvent provoquer une mort rapide sans qu'il soit possible d'observer des symptômes cliniques. Toutefois, pour éviter toute souffrance, les animaux présentant un comportement de nage anormal marqué avec des périodes sur le flanc / sur le ventre et/ou des signes de détresse respiratoire avancée et/ou des hémorragies faciales / au niveau des flancs et/ou des signes nerveux seront mis à mort de manière compassionnelle avec une surdose d’anesthésique.
Choix des espèces
Le bar est une espèce de poisson marin d'intérêts halieutique, aquacole et écologique. La communauté scientifique s'intéresse à mieux prédire l'impact du changement global sur cette espèce. Les poissons sont des juvéniles (non matures sexuellement). Agés d’environ 3 mois, ils pèseront en moyenne 3 grammes au début de l’expérimentation. Ce stade de développement est particulièrement pertinent pour notre étude puisque c'est à ce stade de vie que les poissons regagnent les nourriceries côtières dans la nature et qu’ils sont donc plus exposés aux contraintes environnementales associées au changement global.
Comprendre l’écologie des populations de grands requins pélagiques dans les eaux françaises de l’Atlantique Nord-est
- Conservation des espèces
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
350 grands requins pélagiques vont être capturés dans les eaux françaises de l'Atlantique Nord-est et soumis à des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avant d'être relâchés un par un. Chaque animal lutte vingt à trente minutes au bout d'une ligne, reste ensuite vingt minutes hors de l'eau sur une plateforme hydraulique, subit deux prises de sang, une biopsie musculaire et la pose d'un maximum de trois balises. Requin blanc, taupe commun, peau bleue, mako, renard, griset et hâ sont visés sans distinction, la pêche ne permettant pas de choisir l'espèce capturée. Le porteur écrit qu'"un seul individu est suffisant" au regard des lacunes de connaissance, retient tout de même 50 individus par espèce, et présente ces captures comme "valorisées" par l'application systématique du protocole.
Objectifs
Le projet présenté a pour objectifs une meilleure compréhension des mouvements et des histoires de vie des espèces de grands requins pélagiques présentes dans les eaux françaises de l'Atlantique Nord. Ce projet cible différentes espèces de requins et vise à raffiner l'expérimentation par la mutualisation des procédures expérimentales. En effet, le nombre de gestes techniques réalisés sur un animal est optimisé afin de contribuer à la collecte d’un maximum de données tout en tenant compte de la condition des animaux capturés. Ces données seront exploitées au sein de plusieurs projets de recherche et limitent le nombre total d’animaux qui serait nécessaire à la réalisation de ces projets indépendamment les uns des autres. De plus, la pêche ne permet pas de sélectionner les espèces de grands requins pélagiques capturées pour lesquelles les lacunes de connaissance sont identifiées au niveau national et international. Ainsi, les captures sont valorisées par l’application de la procédure expérimentale de façon systématique quelles que soient les espèces. Les espèces d’intérêt présentes dans la zone de pêche sont : le grand requin blanc, le requin taupe commun, le requin peau bleue, le requin mako, le requin renard commun, le requin griset et le requin hâ. Ces espèces seront capturées afin de répondre à deux objectifs principaux : (1) avoir des informations moléculaires sur l'écologie trophique des individus à travers les biomarqueurs naturels de l'alimentation et sur les contaminations associées grâce à des prélèvements de tissus, et (2) d'identifier les mouvements des individus grâce à la pose de balises. Ces données contribueront à une meilleure prise en compte de l'écologie des requins pélagiques dans les mesures de gestions des activités humaines en mer.
Bénéfices attendus
Il s'agit d'un projet relié à un effort de recherche international afin de contribuer à des avancées significatives dans l'évaluation des populations des espèces de grands requins pélagiques, leur physiologie, leur écologie trophique ainsi que les menaces environnementales auxquelles elles sont confrontées. Ces données seront exploitées au sein de plusieurs projets de recherche et limitent le nombre total d’animaux qui serait nécessaire à la réalisation de ces projets indépendamment les uns des autres. Les espèces ciblées dans ce projet sont identifiées comme des espèces à enjeu pour lesquelles les lacunes de connaissances limitent la mise en place de mesures de gestion pertinentes et efficaces par les organisations régionales des pêches ainsi que les conventions de mer régionales et l'Union Européenne. A court terme, ce projet apportera des bases de connaissance sur les requins pélagiques dans les eaux de l'Atlantique Nord-est sous juridiction française. A long terme, ce projet s'inscrit dans une démarche collaborative internationale qui vise à appréhender les enjeux liés aux requins pélagiques dans l'ensemble des eaux de l'Atlantique Nord.
Procédures
Les animaux seront soumis à un stress lié à la capture par des engins de pêche. Puis, les animaux vigiles seront soumis à 2 prélèvements de sang d'une durée de 2 minutes maximum, 1 biopsie d'une durée max de 2 minutes et la pose de, au maximum, 3 balises d'une durée de 10 minutes.
Impact sur les animaux
Les animaux subiront un stress lié à la pêche permettant leur capture en milieu naturel pendant 20 à 30 minutes, puis lors de leur maintien sur la plateforme, durant 20 minutes, hors de l'eau. Une douleur légère voir négligeable sera généré par la présence de l’hameçon à la commissure des mâchoires. Une douleur légère d’une durée de 20 minutes maximum pourra être générée par l’ensemble des prélèvements qui seront réalisés : prises de sang (légère/2 fois 2 minutes maximum) et biopsie musculaire (légère/2 minutes maximum) ; ainsi que lors de la pose des balises pour l’identification et le suivi télémétrique de l’animal (légère/10 minutes maximum au total).
Devenir
L'ensemble des individus seront relâchés individuellement à l'issu de la procédure.
Remplacement
Ce projet a pour objectif d'étudier l'écologie et la biologie du grand requin blanc, du requin taupe commun, du requin peau bleue, du requin taupe commun, du requin mako, du requin renard commun, du requin griset et du requin hâ en milieu naturel, de ce fait il n'est pas possible de remplacer les animaux dans les procédures.
Réduction
Dans un objectif de réduction, le nombre maximum d'individus impactés par les procédures a été limité à 50 par espèce. Les enjeux de connaissance sur ces espèces sont tels qu’un seul individu est suffisant et l’on considère qu’à partir de 10 individus la variabilité interindividuelle peut être explorée et à partir de 50 une extrapolation peut être faite sur les individus issus d’une même zone de pêche. Ainsi le choix de 50 représente le nombre maximum d’animaux suffisants par espèce pour les analyses Par ailleurs, la mutualisation de la procédure expérimentale sur les animaux permet de réduire le nombre total d'animaux qui seraient impactés par une réalisation de projets de recherche indépendamment les uns des autres dans divers champs de l’écologie : écologie trophique, écotoxicologie, génétique et dynamiques spatio-temporelles. Cette collecte simultanée d'échantillons sur des animaux issus du milieu naturel est un point central de cette expérimentation, de même la collaboration internationale associée à ce projet garantit la minimisation de l'impact de cette recherche sur la faune sauvage.
Raffinement
Les détresses associées à la procédure expérimentales sont essentiellement liées à la pêche en elle-même puis au contentionnement des individus et enfin à l'exécution des gestes techniques. Afin de minimiser la souffrance liée à la pêche les individus sont pêchés un à un afin de diminuer le temps de capture. De plus, les hameçons et le montage des lignes de pêche minimisent les risques de blessures des animaux en favorisant l'ancrage des hameçons au niveau de la mâchoire de l'animal tout en réduisant les risques d'ingestion. Le contentionnement des individus est assuré sur une plateforme hydraulique le long du bateau. Cette plateforme permet à l'équipe technique d'opérer en sécurité pendant une période limitée à 20 minutes sur un animal. Par ailleurs, une manche à eau qui pompe en continue de l’eau de mer est insérée dans la gueule du requin afin de maintenir les échanges respiratoires durant la procédure et diminuer le stress ventilatoire. De même, une serviette humide est déployée sur la tête de l'animal afin de maintenir les branchies et les yeux en milieux humide car ces derniers ne sont pas équipés de paupières et cela diminue le stress visuel. Additionnellement, l'ensemble du corps est maintenu en conditions humides par arrosage à l'eau de mer afin de prévenir l'augmentation de la température corporelle, la dessiccation du derme et le risque de lésions associé. Lors de la remise en liberté l’hameçon est retiré à l’aide d’une pince à poisson dédiée qui assure la sécurité du manipulateur et permet d’éviter de blesser l’animal. L’ensemble de la procédure est conditionné par l’application d’une grille de points limites présentée dans la procédure. Aucune anesthésie ou analgésie générale n’est prévue. En effet cela représente un risque de ralentissement de la récupération suite à la pêche voir de décès des individus. Ces méthodes risquent d’impacter leur nage qui est un mouvement critique assurant la ventilation, le maintien de leur température corporelle optimale et le fonctionnement métabolique général.
Choix des espèces
Le requin blanc, le requin taupe commun, le requin peau bleue, le requin mako, le requin renard commun, le requin griset et le requin hâ ont été choisis du fait des lacunes de connaissances sur la biologie et l'écologie de ces espèces. Les espèces ciblées sont susceptibles d’être capturées par les mêmes engins de pêche, il n’est pas possible de faire une sélection par espèce lors des opérations. Les stades de développement des animaux utilisés seront des juvéniles, subadultes et adultes de plus de 150 cm. A titre d’information, les individus à la naissance sont autonomes, seule leur taille, leur maturité et leur régime alimentaire varie au cours de la croissance. Pour chaque espèce, les ordres de grandeur des tailles à la naissance et maximale observée sont indiquées en centimètres, dans l'ordre, ci-dessous : Grand requin blanc : 135-600 cm Requin taupe commun : 90-350 cm Requin mako : 80-450 cm Requin peau bleue : 50-400 cm Requin renard commun : 100-580 cm Requin griset : 70-550 cm Requin hâ : 30-155 cm
Analyse de la co-infestation Schistosoma-Plasmodium chez le modèle murin
- Protection de l’environnement
Toutes tuées à la fin de chaque procédure pour que leur foie, leur moelle osseuse et leurs intestins soient analysés, 1 180 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 240 d'entre elles et modéré pour 940. Elles sont infestées par des larves de schistosome après une heure passée à patauger dans l'eau, puis infectées par le Plasmodium responsable du paludisme par injection intrapéritonéale. À partir du quatrième jour, la queue est incisée deux fois par jour sur moins de deux millimètres pour évaluer la parasitémie, les souris devenant anémiées et pouvant souffrir d'hypoglycémie. Le porteur affirme que "le passage par l'animal de laboratoire est obligatoire" faute de cycle parasitaire réalisable in vitro, et rapproche l'infestation de l'absence de douleur rapportée par les humains contaminés.
Objectifs
Le paludisme, également connu sous le nom de malaria, est une maladie infectieuse causée par le parasite Plasmodium transmis à l’Homme par piqûre d’un moustique infecté. Fléau économique et sanitaire, le paludisme constitue, avec près de 500 000 morts par an, la première parasitose et la troisième cause de mortalité au monde après la tuberculose et le SIDA et touche principalement l’Afrique subsaharienne, l’Asie du Sud-Est et l’Amérique du Sud. Dans l’ombre ces trois maladies infectieuses majeures, la Bilharziose ou schistosomiase est une maladie parasitaire faisant partie des maladies tropicales dites négligées, classée seconde après le paludisme, selon l’OMS. Les schistosomes infectent plus de 200 millions de personnes et causerait 200 000 morts par an. Le projet consiste à développer un modèle murin de co-infection afin d’analyser les interactions entre les parasites ainsi que la réponse physiologique de l’hôte dans le cas d’infections contrôlées. Ce modèle murin permettra également de tester des molécules actives sur les deux parasites. Des souris de deux souches différentes (CBA/J et C57BL/6J) seront infectés avec les deux pathogènes simultanément ou en différé afin d’analyser l’évolution de la virulence du pathogène dans un environnement changeant (i.e. hôte infecté par le paludisme) mais aussi la modulation de cet environnement hôte vis-à-vis de l’infection de ces deux pathogènes. Spécialistes de la schistosomiase, nous n’analyserons que les modifications du schistosome sous l’influence d’un environnement changeant (i.e. hôte infecté par le paludisme).
Bénéfices attendus
Malaria et schistosomiase sont les deux principales maladies parasitaires affectant les pays d’Afrique subsaharienne. Aujourd’hui, la plupart des recherches sont tubulaires et concernent soit un pathogène, soit l’autre. Pourtant de nombreuses études sur le terrain montrent l’interaction qui existent entre ces deux pathogènes. Le développement de ce modèle de co-infection permettra : à court terme, la compréhension des interactions phénotypiques et moléculaires dans l’association tri-partites souris-schistosome-plasmodium. A plus long terme, de tester l’effet de nouvelles molécules thérapeutiques ciblant les deux parasites (Alkoxyamine ou trioxaquines, par exemple).
Procédures
Plusieurs prélèvements sur souris seront effectués à des fins expérimentales et de maintien de cycle notamment des frottis sanguins afin d'évaluer la parasitémie à Plasmodium. A partir de 4 jours post-infection, la parasitémie à Plasmodium sera évaluée 2 fois par jour à partir d’un frottis sanguin
Impact sur les animaux
Concernant l’infection par le schistosome, le temps passé à patauger dans l'eau (1 heure) peut provoquer un stress chez l'animal. Les larves étant de petite taille, le transport à travers l’épiderme ne doit pas engendrer une souffrance importante. Les humains exposés ne relatent pas de douleur lorsqu’ils ont été contaminés. Les symptômes visuels sont le grossissement du foie et de la rate dû à l’accumulation des œufs du parasite. Ces effets sont chroniques. Les parasites sont récupérés avant que le parasite n'induise de souffrance. Concernant l’infection par le plasmodium, celle-ci se fait par injection intrapéritonéale qui engendre un stress de manipulation ainsi qu'une douleur d'injection. Des prélèvements dans le but de mesurer la parasitémie seront effectués deux fois par jours par incision de moins de 2mm sur le bout de la queue, la coupe de la queue est facile à réaliser et ne provoque qu'une douleur ou une angoisse minime. Une crème anesthésiante à base de lidocaïne sera appliquée en amont de la procédure sur la zone de coupe. La souris sera placée dans un tailveiner qui permet une contention de la souris afin de la maintenir et de minimiser le stress de la manipulation, facilitant le prélèvement. Les animaux seront anémiés et peuvent souffrir d’hypoglycémie ainsi que d’hyperinsulinémie. Les nuisances seront limitées car notre objectif est de traiter les animaux aux antimalariques avant que le parasite ne tue son hôte.
Devenir
Necéssité d'analyser les foies, moelles osseuses, intestins et autres post-mortem pour les besoins de l'expérience. Les souris seront donc toutes euthanasiées à la fin de chaque procédure.
Remplacement
Pour les parasites, le passage par l'animal de laboratoire est obligatoire car on ne peut pas réaliser le cycle in vitro. En effet, le parasite a besoin d’un hôte vertébré et les rongeurs sont connus pour être des animaux réservoirs chez toutes les espèces de schistosomes. De plus, dans le contexte notre étude le rôle du vertébré est prépondérant car il s’agit d’analyser la réponse de l’hôte face aux co-infections.
Réduction
Le nombre de souris totales utilisées pour ce projet est de 1180 (dont 20 souris de maintien de cycle. Nous avons compté 10 souris de chaque sexe (n= 20) pour chaque temps de prélèvement dans chaque groupe. Au regard de plusieurs études antérieures visant à étudier la coinfection de plasmodium et schistosoma dans le modèle murin et d’un test statistique, le choix de 10 souris par expérimentation a été établie comme étant suffisant pour analyser la variation dans le modèle de coinfection. 1 lot équivaut à 10 souris. Chaque expérimentation correspond à un point temporel clé - dans la parasitémie des parasites et la symptomatologie de l’infection - de dosages et de mesures physiologiques et immunologiques nécessitant la mort des souris.
Raffinement
Les infestations se font avec un nombre optimal de parasites (assez pour être infectieux mais pas trop pour ne pas tuer la souris, soit 106 érythrocytes maximum pour le Plasmodium et 90 larves (~20 couples) de Schistosoma par souris) permettant à la fois le bien-être de l’animal et la survie de l’hôte. Une surveillance quotidienne par les zootechniciens est effectuée (surveillance visuelle, mesures de la température et du poids). Aucun rongeur femelle à l’animalerie ne reste isolé pour la sociabilité et le bien-être. Les mâles ne peuvent être replacés car ils se battent entre eux. Les animaux bénéficient d’enrichissements de milieu tels que des tunnels en plastique ou en carton, des petits bouts de bois à ronger et des carrés de coton pour la nidification. Ces différents enrichissements leur permettent d’avoir des activités ludiques et sociales. La mortalité ne survient jamais à l’issue de l’infestation ; nous n’utilisons ni des souris jeunes ni des souris âgées. Durant l’expérience tout rongeur retrouvé en souffrance, c’est-à-dire ayant atteint un score de 3 dans les points limites (exemple : incapacité irréversible ou prolongée à s'alimenter ou à s'abreuver, distension abdominale significative, émaciation (état de chair 1/5) etc.) est euthanasié. Aucune médication n’est donnée car l’hépatosplénomégalie n’est pas réversible ; de manière plus générale, aucune médication ne peut être donnée car interférences avec le développement des parasites. La parasitémie au schistosome n’évolue pas post-infestation contrairement au paludisme. Les souris servant à l’entretien de la souche de Plasmodium sont mises à mort dès que leur parasitémie dépasse 30% avant que celles-ci présentent des signes de souffrance (4-5 jours suivant leur infection).Une parasitémie de 80% constituera un point d’arrêt. Pour le schistosome, le point d’arrêt a été fixé à 5 mois afin d’éviter toute altération du bien-être animal.
Choix des espèces
Nous avons choisi de travailler sur Schistosoma mansoni et Plasmodium yoelii nigeriensis. Nous avons choisi d’infecter les souris car il n’y a pas de souches consanguines à l’exception des rats. Les souches consanguines permettent d’obtenir des souris génétiquement identiques qui présentent une variété moindre d’un point de vue génétique et immunologique. Cela permet d’obtenir une base uniforme pour comparer les variations dues à une infection comme c’est le cas pour cette procédure. De plus, la diversité étant moindre, les résultats sont statistiquement plus homogènes et cela permet de minimiser le nombre de souris utilisées. Cependant le rat ne peut être infecté que par Plasmodium. C’est également sur le modèle souris qu’il existe le maximum d’information dans la littérature concernant les interactions Schistosoma/rongeur ou Plasmodium/rongeur. Lors du lancement de l’expérience, les souris seront âgées de 6 semaines pour la souche CBA/J et de 7 semaines pour les C57BL/6J ce qui correspond à environ 25 à 30 grammes. Les infestations par le parasite entraînant de fortes mortalités chez les rongeurs plus jeunes ou plus âgés. Elles seront suffisamment jeunes pour avoir un système immunitaire optimal. L’âge a également été choisi en fonction du poids ; 25 à 30 g étant un poids suffisant pour infecter les souris sans les affaiblir.
Efficacité de différentes modalités de synchronisation des chevrettes suite à une préstimulation par effet bouc dans un objectif d’insémination
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système urogénital
Réduire les hormones dans la préparation des chevrettes à l'insémination : c'est l'objet déclaré du projet, qui va utiliser 36 chevrettes de sept mois dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Chacune subit quatre prises de sang à la veine jugulaire, la pose d'une éponge vaginale, jusqu'à deux injections intramusculaires et une échographie transabdominale, tous actes réalisés sur animal vigile. Le porteur reconnaît des douleurs légères de courte durée, des hématomes possibles, un risque de phlébite ou d'infection cutanée au point de ponction, et un stress lié à la contention. La finalité reste la performance de l'insémination en élevage caprin, avec une fertilité des chevrettes jugée trop hétérogène, et les 36 animaux retournent ensuite au troupeau où d'autres projets pourront les reprendre.
Objectifs
L’Insémination Animale (IA) a un rôle central dans le cadre de la sélection génétique. L’IA est pratiquée en élevages de petits ruminants quasi exclusivement après synchronisation hormonale des chaleurs et des ovulations. Chez les caprins, l’IA est rarement pratiquée sur chevrettes (385 par an au niveau national en moyenne sur 2018-2022) car les résultats de fertilité obtenus quasi exclusivement après synchronisation sont très hétérogènes et inférieurs aux adultes (50% versus 58% en moyenne sur la même période pour un total moyen de 67225 inséminations par an). Une étude préalable a montré que la préstimulation par effet bouc des chevrettes avant le programme hormonal de synchronisation (PHS) permettait d’obtenir des fertilités sur mise-bas similaires aux adultes et répétables d’un élevage à l’autre. Le contexte sociétal et réglementaire de l'élevage incite fortement à la recherche de traitements alternatifs excluant l’utilisation d’hormones. L’objectif de ce projet est d’évaluer si un programme de préparation des chevrettes à l’IA basé sur une préstimulation puis une synchronisation par éponge-effet bouc ou éponge-prostaglandine permet une fréquence de réponse ovulatoire et une expression de chaleurs d’au moins la moitié de celle obtenue suite à la synchronisation hormonale classique (réponse attendue de 100% d’ovulations), de façon à pouvoir proposer aux éleveurs une solution avec un moindre recours aux hormones.
Bénéfices attendus
Nous cherchons à faciliter la mise en œuvre par les éleveurs caprins d’une mise à la reproduction des chevrettes par insémination animale (IA) après induction et synchronisation des chaleurs par préstimulation puis synchronisation hormonale avec un moindre recours aux hormones.
Procédures
Les chevrettes seront soumises chacune à 4 prélèvements sanguins, une pose d’éponge vaginale, 0, 1 ou 2 injections intramusculaires à la base de l’encolure et une échographie transabdominale. Chacun de ces actes est réalisé sur animal vigile et ne dure que quelques secondes.
Impact sur les animaux
Lors des injections par voie intramusculaire (au total 2 injections par chèvre dans le lot T, 1 injection par chèvre dans le lot B), les chèvres pourront ressentir une douleur légère de très courte durée (quelques secondes), sans altération de leur état général (parfois, un hématome peut se former, régressant spontanément). Lors de la prise de sang par ponction à la veine jugulaire (au total 4 prélèvements par chèvre), les animaux peuvent ressentir une douleur légère de courte durée, mais pas de douleur chronique ou aigüe de forte intensité. Sur le site de prélèvement ou d’injection peut apparaître éventuellement une inflammation (phlébite), un hématome voire une infection cutanée. La pose d’une éponge vaginale peut causer à la chèvre un inconfort de courte durée mais n’entraine pas de douleur. Un stress léger pourra être ressenti par les chèvres lors de la contention pour les prises de sang, la pose d’éponge, les injections ou l'échographie.
Devenir
Tous les animaux restent dans l'élevage. Ils pourront être réutilisés dans d'autres projets sous réserve d'un avis favorable du vétérinaire sanitaire de l'établissement utilisateur.
Remplacement
Ce projet concerne la mise à la reproduction de chevrettes par insémination en conditions d’élevage. Il ne peut être réalisée qu’avec l’utilisation d’animaux vivants.
Réduction
Le projet utilisera 36 chevrettes. Dans la conduite habituelle de l’élevage caprin de l’unité expérimentale, un lot physique est un groupe de chevrettes élevées ensembles dans un même enclos et mises à la reproduction au même moment. Nous décrirons la cinétique des venues en chaleur selon la méthode de détection de référence (marques de chevauchement par les boucs, équipés de tabliers avec crayons marqueurs) lors de la préstimulation (de J0 à J10) et suite à la synchronisation (de J19 à J21). La progestéronémie à 8 jours après IA nous permettra de déterminer quelles femelles ont ovulé suite à la synchronisation et le dosage à 21 jours après IA est un diagnostic de non gestation déterminant les femelles vides. Les variables à étudier seront donc la proportion de chevrettes ayant ovulé suite au traitement et la proportion de chevrettes détectées en chaleur. Un calcul de puissance a été réalisé sur ces variables afin de déterminer le nombre de chevrettes par lot. La fréquence attendue des ovulations et des chaleurs dans le lot témoin est de 95% à 100%. Pour pouvoir envisager de proposer à des éleveurs de tester ces programmes de préparation avec préstimulation, nous voulons nous assurer qu’au moins la moitié des chevrettes répondent au traitement par une ovulation et des chaleurs.
Raffinement
Les chevrettes seront dans leurs conditions d’élevage habituelles (en groupes) dans un bâtiment d’élevage conventionnel sur litière paillée et feront l’objet d’une surveillance journalière pendant toute la durée du protocole. Pour chaque lot, le milieu d’élevage est enrichi avec des tapis (Grat'o gratte®) positionnés sur les claies pour se gratter les flancs, des disques suspendus à mordiller et des plateformes pour grimper et se cacher. Pour les prélèvements sanguins, les injections par voie intramusculaire, la pose d'éponge et l'échographie, la contention sera faite par des expérimentateurs animaliers, dont la présence journalière répétée en interaction positive (alimentation, traite, soins) est associée à une diminution du comportement de fuite des chèvres et donc de leur stress face à la contention. Un renforcement positif par caresse sera réalisé après chaque intervention nécessitant une contention. Une surveillance des sites de prélèvement et d’injection sera réalisée afin de traiter l’apparition éventuelle d’une inflammation (phlébite), d’un hématome voire d’une infection cutanée. Le cas échéant, un baume végétal décongestionnant, antiseptique et cicatrisant pourra être appliqué en massage sur les veines (Vétébiol) ou sur le site d'injection. Une surveillance journalière de l’état général des animaux sera aussi réalisée. En cas de signes de maladie, un traitement adapté (antidouleurs, anti-inflammatoires, antibiotiques) sera mis en place par les animaliers selon le protocole de soins établi par le vétérinaire sanitaire de l’installation expérimentale et avec son intervention si nécessaire.
Choix des espèces
L’espèce caprine est l’espèce cible de ce travail de recherche sur la préparation des chevrettes à l’IA par préstimulation par les boucs puis synchronisation pour une application en élevage caprin. L’étude sera réalisée avec des chevrettes de 7 mois. Il s’agit du profil habituel des chevrettes mises à la reproduction.
Effet des ectoparasites sur le comportement d’évitement des congénères et sur le système immunitaire du pigeon biset (Columba livia)
- Conservation des espèces
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Capturés à l'épuisette en milieu naturel, mesurés et pesés sous contention pendant cinq minutes, aspergés d'un antiparasitaire vétérinaire, 96 pigeons bisets passent quatorze semaines en volière par groupes de douze. Trois prises de sang à six semaines d'intervalle et une injection sous-cutanée de mitogène servent à mesurer leur réponse immunitaire, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. L'objet est de savoir si les pigeons choisissent de préférence des partenaires débarrassés de leurs poux, et si ces individus épouillés se portent mieux et pondent davantage. Tous sont relâchés à l'endroit exact de leur capture, marqués, ce qui permettra de les suivre sans avoir à les reprendre.
Objectifs
Les parasites sont ubiquitaires et génèrent une forte pression de sélection sur leurs hôtes. Du fait de cette pression, divers mécanismes de défense contre les parasites ont été sélectionnés chez les hôtes au cours des générations. Ces mécanismes peuvent être regroupés sous le terme de stratégies antiparasitaires, qui comprennent des réponses immunologiques ainsi que des réponses comportementales antiparasitaires. Une de ces réponses interviendrait lors des comportements sociaux et le choix du partenaire ; les organismes pourraient être influencés par le statut d’infestation des individus du sexe opposé. En effet, l’évitement des individus parasités lors du choix de partenaires représente des avantages, pour l’individu qui choisit via l’évitement de la contamination lors de l’accouplement par exemple, mais aussi pour sa progéniture, car un partenaire exempt de parasite pourra transmettre des gènes de résistance à sa descendance. De plus, un partenaire en meilleure santé s’investira davantage dans les soins aux jeunes. Dans ce contexte, l’objectif de notre projet est donc de tester expérimentalement cette hypothèse chez le pigeon biset (Columba livia) en regardant 1) si les individus choisissent préférentiellement des partenaires sexuels expérimentalement épouillés et 2) si ces individus épouillés sont effectivement en meilleure santé (meilleur système immunitaire) et investissent plus dans la ponte et 3) si les comportements sociaux sont réduits envers les individus qui ne sont pas épouillés.
Bénéfices attendus
Nos travaux de recherche appartiennent au champ disciplinaire de l'écologie, qui peut se définir comme l'étude scientifique des relations entre les organismes vivants et leur milieu. Ils portent sur l'étude de la variabilité naturelle des paramètres morphologiques et physiologiques et des comportements chez les espèces animales évoluant en milieu urbain, et donc soumises à de fortes pressions anthropiques (pollution, gestion des populations urbaines...). Les enjeux de la recherche en écologie sont énormes puisqu'il s'agit de lutter contre les conséquences potentiellement désastreuses des activités humaines, comme la destruction des milieux naturels ou les changements climatiques, et proposer des solutions pratiques à des problèmes de société. Plus précisément, les bénéfices de ce projet résident dans la contribution de nouvelles connaissances fondamentales en écologie, portant sur l’impact négatif des ectoparasites sur les organismes vivants et les stratégies comportementales mises en place pour tolérer ces ectoparasites.
Procédures
Les pigeons seront capturés en condition naturelle avec une épuisette raquette et placés en volière de 12 individus pendant 14 semaines. Lors de la procédure, les pigeons seront soumis à 4 interventions sur animaux vigiles: la première constitue des mesures morphométriques (mesure des tailles du tarse et de l'aile et pesée) par une contention spécifique (5 minutes), la deuxième est l'élimination des ectoparasites avec un anti-ectoparasite par une application d’un spray à usage vétérinaire (1 minute), la troisième est une prise de sang de faible volume (3 par individu à 6 semaines d'écart, 2 minutes par prise de sang) et la quatrième est une injection unique en sous-cutané d'un mitogène pour mesurer la capacité immunitaire inflamatoire (5 minutes). Ces procédures seront effectuées pas toutes le même jour et dureront moins de 10 minutes par individu. A l'issue des 14 semaines, les pigeons seront remis en liberté au lieu exacte de leur capture.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues concernent principalement la détresse et le stress de la capture de la manipulation, de la prise de sang et de l'injection (douleur de courte durée correspondant à la piqûre de l'aiguille) et d'un environnement non adapté lors du transport. Ces nuisances ne durent que le temps de la manipulation ou du transport et n'engendrent aucun effet indésirable. En effet, dans nos précédentes études, les pigeons se remettent rapidement de telles interventions et reprennent des comportements normaux en volière (alimentation, lissage des plumes, reproduction et interactions sociales).
Devenir
A la fin des 14 semaines de procédure, les pigeons seront replacés dans les volières avant d'être relâchés dans leur milieu de capture. En effet, l'ensemble des étapes de la procédure étant léger, elle n'impacte pas la survie et la reproduction des individus en conditions naturelles. De plus les individus sont marqués, cela nous permet de suivre ces individus dans le temps afin d'estimer leurs survies pour nos programmes de recherche sans avoir à en recapturer.
Remplacement
La discipline de l’écologie se focalise par définition sur la faune sauvage, il est donc impossible d’utiliser d’autres animaux autres que ceux capturés en milieu naturel. Afin d'atteindre les objectifs scientifiques se focalisant sur une population de vertébré en conditions naturelles, le recours à des animaux vertébrés est nécessaire et il n'y a pas moyen de le remplacer. Dans ce contexte, le pigeon biset Columba livia apparaît comme étant un modèle animal idéal pour étudier les mécanismes écologiques et évolutifs en milieu urbain. En effet, c’est un oiseau issu d’élevage domestique relâché par l’homme par le passé qui s’est installé dans les zones urbaines et qui est, a priori, soumis à de fortes pressions évolutives. De par ses grandes facilités d’adaptation, il constitue le modèle vertébré « sauvage » le plus répandu en zone urbaine. Son étude permet d’une part de dégager des principes généraux et fondamentaux en écologie urbaine et en évolution en milieu urbain et d'autre part d'étudier les différents parasites qu'il héberge. La variabilité individuelle des pigeons peut être caractérisée facilement (coloration, comportement, immunocompétence, mesure morphométrique) grâce à des protocoles bien maitrisés. Toutes ces caractéristiques en font un modèle idéal pour tester nos prédictions en captivité. De plus, cette espèce est très répandue et ne constitue pas une espèce menacée d’extinction.
Réduction
Nous échantillonnerons 96 pigeons (48 mâles et 48 femelles) que nous maintiendrons en captivité dans les volières de l'établissement. En nous basant sur nos travaux expérimentaux sur la même espèce, nous avons pu montrer que 96 individus étaient un nombre suffisant pour détecter un signal statistique significatif d’un traitement expérimental sur des variables du système immunitaire et comportementales. Nous prévoyons donc d'échantillonner le même nombre d’individus afin de minimiser le risque de ne pas détecter les effets et de rendre inutile toutes les manipulations faites sur les animaux.
Raffinement
Pendant ces 14 semaines de captivité, les pigeons seront hébergés en volière extérieure en grillage galvanisé, divisée en 16 compartiments et couverte en partie par un toit en tôle. Chaque compartiment fait 3.10 m de longueur, 2 m de largeur et 2.40 m de hauteur et accueillera un maximum de 12 individus. Le volume de ces compartiments est de 14.88 m3 pour une surface au sol de 6.2 m2. La surface au sol représente donc plus de 2 fois la surface recommandée par l’annexe A de la Convention Européenne (3 m2 pour 12 individus). Les compartiments sont plus longs que larges, ce qui permet aux individus d’effectuer de brefs vols. Chaque compartiment est enrichi de 6 nichoirs en bois brut laqué, de 4 perchoirs en bambou d’une longueur totale de 5 m, soit plus de 40 cm par pigeon, 1 mangeoire de 60 cm soit 10 cm de mangeoire par pigeon, un abreuvoir d’eau de 7 L et une baignoire de faible profondeur de 30 cm de diamètre. Tous ces enrichissements permettent de réduire le stress de la captivité. Aucune médication n'est prévue dans le cadre de cette procédure (actes peu invasifs) mais une surveillance attentive permet de suivre les animaux de manière ciblée. De plus, cette procédure repose sur une équipe scientifique ayant une expérience sur le pigeon de plus de 20 ans, en particulier, le porteur manipule les oiseaux depuis plus de 20 ans. Lors du déroulement du projet, nous avons également identifié des points limites. En effet, dans le cas où nous détectons un comportement anormal, des signes d'infection, une perte de masse de plus de 30 pourcents, ou une blessure conséquente à la procédure (ces informations sont donc les points limites), les individus seront alors exclus des procédures et isolés en quarantaine. Le vétérinaire sera alors contacté pour soigner ou euthanasier l'individu.
Choix des espèces
Le pigeon biset (Columba livia) apparaît comme étant un modèle animal idéal pour étudier les mécanismes écologiques et évolutifs en milieu urbain. En effet, c’est un oiseau issu d’élevage domestique relâché par l’homme par le passé qui s’est installé dans les zones urbaines et qui est, a priori, soumis à de fortes pressions évolutives. De par ses grandes facilités d’adaptation, il constitue le modèle vertébré « sauvage » le plus répandu en zone urbaine. Dans notre contexte d’étude, notre espèce est totalement appropriée car elle est naturellement exposée par une large diversité d’espèces d’ectoparasites, ce qui en fait également un bon modèle pour tester notre hypothèse. Enfin, cette espèce est très répandue et ne constitue pas une espèce menacée d’extinction. Les pigeons échantillonnés seront tous adultes (adultes de plus de 8 mois) capables de se reproduire. Les adultes présentent une abondance naturelle de parasites plus élevée que les juvéniles, ce qui présente un intérêt dans notre étude. De plus, les adultes sont moins sensibles au stress de la procédure que les juvéniles.
Impact de l’exposition périnatale à la pollution atmosphérique sur les pathologies pulmonaires chroniques.
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système respiratoire
Des femelles gestantes reçoivent de la dioxine par instillation dans la trachée au treizième jour de gestation, puis passent une semaine enfermées jour et nuit dans un isolateur reproduisant l'air de Paris ou de Pékin. Leurs petits sont ensuite maintenus quatorze jours dans une atmosphère à 85 % d'oxygène, et d'autres souris sont exposées à la fumée de cigarette deux heures par jour, trois jours par semaine, pendant un à trois mois. 700 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 644 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, alors que le porteur écrit qu'aucun effet létal n'est observé chez les souriceaux, qu'aucune détresse respiratoire n'a été identifiée chez les adultes, et que chaque procédure est conçue pour minimiser leur souffrance. Les bénéfices annoncés, des biomarqueurs "transposables à l'Homme" pour des maladies respiratoires du nouveau-né et de l'adulte, restent au conditionnel.
Objectifs
La pollution atmosphérique est reconnue comme étant la principale cause environnementale de maladies et de décès prématurés dans le monde selon l’Organisation Mondiale de la Santé. L'exposition périnatale à la pollution de l'air semble être un déterminant précoce dans les processus physiopathologiques des maladies respiratoires chroniques de l’enfant et de l’adulte. Cependant, aucune étude à ce jour n'a démontré de corrélation entre la progression de ces pathologies pulmonaires au cours de la vie et la détérioration de la qualité de l'air. L'un des principaux challenges dans l'étude des effets de la pollution atmosphérique sur la santé résulte de l'extrême complexité du mélange atmosphérique. La pollution atmosphérique est constituée d'un mélange complexe de plusieurs milliers de composants qui évoluent dans le temps et dans l'espace. Par conséquent, il nous faut étudier la dynamique globale d’une atmosphère polluée pour comprendre son impact sur les pathologies respiratoires de l’enfant et de l’adulte. Or, nous disposons d'un système unique en Europe permettant de soumettre des animaux à des atmosphères polluées complexes, système permettant d’aborder de manière pertinente et réaliste la problématique des effets de ces pollutions sur la santé. Nous nous intéressons particulièrement aux effets de la pollution atmosphérique sur une pathologie néonatale affectant le développement de l'alvéole pulmonaire pour laquelle aucun traitement n'est disponible à ce jour. Elle se caractérise par une expression très variable de la maladie (dans sa sévérité notamment), les déterminants de cette variabilité restant largement méconnus à l'heure actuelle, alors même que cette variabilité impacte grandement la qualité de la prise en charge thérapeutique des nouveau-nés atteints et leur devenir à l’âge adulte. Étudier le rôle du récepteur aux polluants chez les souriceaux génétiquement modifiés et exposés à la pollution atmosphérique in utero permettrait de mieux comprendre les mécanismes de ces maladies respiratoires néonatales et de l’adulte. De plus, la caractérisation de l'exposition des nouveau-nés atteints de cette pathologie pourrait permettre de mieux comprendre leur variabilité phénotypique, et ainsi améliorer leur prise en charge thérapeutique.
Bénéfices attendus
L’identification de marqueurs biochimiques, des gènes de susceptibilité et l’état de régulation de leur expression permettrait de cartographier ces pathologies, de stratifier leur sévérité, d’intégrer l’hétérogénéité des tableaux cliniques et de dégager de nouvelles pistes thérapeutiques. Ce projet pemettra de mettre en lumière des biomarqueurs prédictifs et diagnostiques transposables à l’Homme et de comprendre les mécanismes physiopathologiques de pathologies respiratoires du nouveau-né et de l'adulte pour dégager de nouvelles pistes thérapeutiques.
Procédures
Liste des actes expérimentaux, leur durée et leur fréquence : Exposition à un polluant de référence (dioxine) : Description : instillation intra-trachéale sous isofluorane chez les femelles gestantes avec une dose faible de 1nmol/kg de dioxine Durée : moins de 2 min en moyenne par instillation et par animal. Fréquence : 1 seule fois à E13.5 Exposition à des atmosphères réalistes et complexes : Description : hébergement en isolateur des femelles gestantes (de E13.5 à E20.5) à une atmosphère de type Paris, Pékin ou filtrée Durée : 24 heures par jour. Fréquence : Continue sur une période de 7 jours Exposition à l'hyperoxie : Description : Souriceaux exposés à une atmosphère contenant 85% d'oxygène. Durée : 24 heures par jour. Fréquence : Continue sur une période de 14 jours (de P0 à P14). Exposition à la fumée de cigarette : Description : Exposition à la fumée de cigarette des souris adultes en utilisant la machine de type Teague® Durée : 1 mois pour le premier groupe et 3 mois pour le second groupe Fréquence : 2h par jour, 3 jours par semaine Surveillance clinique quotidienne : Description : Inspection visuelle des animaux pour détecter tout signe de détresse ou de souffrance (respiration, comportement, apparence physique). Durée : 15 minutes par groupe de cages. Fréquence : Une fois par jour. Pesée des souriceaux et des mères : Description : Pesée des souriceaux et des mères pour suivre la croissance et l'état de santé. Durée : 1 minute par animal. Fréquence : Deux fois par semaine. Sorties en normoxie pour les mères allaitantes : Description : Transfert des mères allaitantes en conditions normoxiques pour réduire le stress oxydatif. Durée : 3 heures par jour pendant 14 jours (de P0 à P14) Fréquence : Quotidienne. Prélèvements: Description : Le prélèvement du sang total, des urines totales se fera au moment de la mise à mort. Durée : 5 minutes par animal. Fréquence : Une seule fois,. Analyses post-mortem : Description : Euthanasie des animaux suivie de prélèvements d'organes (poumons, foie, cerveau, etc.) pour analyses histopathologiques et biochimiques. Durée : 30 minutes par animal. Fréquence : Une seule fois, à la fin de la période expérimentale. Ces actes expérimentaux sont essentiels pour la collecte de données précises et fiables tout en garantissant le bien-être des animaux. Chaque procédure est conçue pour minimiser le stress et la souffrance des animaux tout en permettant d'atteindre les objectifs de recherche.
Impact sur les animaux
Les femelles gestantes exposées 7 jours à la pollution atmosphérique peuvent présenter des signes de stress liés au changement de lieu d’hébergement et au bruit environnant. Les femelles gestantes seront hébergées par 2 afin de limiter leur stress. De plus, les études précédentes déjà réalisées au laboratoire n’ont pas révélées de différences significatives dans les naissances précoces des petits jusqu’à présent. Aucun effet léthal est observé chez les souriceaux exposés à 85% d'oxygène (modèle pré-clinique de pathologie respiratoire du nouveau-né). En revanche ces jeunes souris pourraient développer une gêne respiratoire ou une pathologie de la souris adulte. Les souris adultes ont une résistance limitée à l’oxygène concentré, ainsi les mères allaitantes peuvent présenter une gêne respiratoire. Cepandant, l’expertise de notre laboratoire a permis de développer des protocoles pour palier à ces conséquences. Enfin, aucune léthalité ou détresse respiratoire n’a été identifiée dans les modèles murins pré-clinique de pathologies chez l'adulte par enfumage aux temps choisis pour l’étude (90 et 150 jours après la naissance).
Devenir
A l’issue des procédures l’ensemble des animaux seront mis à mort conformément aux directives éthiques en vigueur et décrites dans cette saisine. Cette décision est justifiée par plusieurs raisons scientifiques et éthiques : - Les analyses post-mortem histopathologiques, biochimiques, cellulaires, moléculaires et morphométriques détaillées sont nécessaires en fin de chacune des différentes procédures afin de comprendre les mécanismes physiopathologiques. - Fiabilité des données : pour obtenir des données précises et comparables l’analyse post-mortem de l’ensemble des animaux de ce projet est nécessaire.
Remplacement
Notre étude qui porte sur l’impact de la pollution atmosphérique réaliste sur les trajectoires pulmonaires résultent d’une compléxité impossible à modéliser par la bio-informatique ou par des modèles non physiologiques (in vitro) pour l'étude des effets explorés à ce stade. L’utilisation des modèles animaux est donc nécessaire pour définir les signatures combinatoires complexes (biochimique, cellulaire, moléculaire et inflammatoire) des pathologies comme la dysplasie bronchopulmonaire et la bronchopneumopathie obstructive chronique en réponse à la pollution atmosphérique.
Réduction
Le nombre maximum d’animaux prévu pour ce projet est de 700 animaux soit 100 femelles gestantes et 600 souriceaux théoriques attendus pour un projet de 5 ans. Ce nombre a été déterminé en fonction de la distribution théorique rencontrée dans les données historiques du laboratoire et du nombre moyen le plus bas de naissances par portée. Il tient aussi compte du nombre d'études estimées, des variations inter individus et de la robustesse des mesures. Ce nombre limité doit nous permettre de conclure sur l’efficacité ou non d’une condition. L'effet d'une condition sera évalué à chaque moment à l'aide de tests statistiques paramétriques. Un calcul de l’effectif sera réalisé sur la base de notre étude préliminaire avant chaque étape afin d’ajuster le nombre d’animaux à inclure dans les procédures particulièrement au vu des naissances surnuméraires possibles (> 6 souriceaux par portée). Cette ajustement permettra de fixer la puissance statistique à 80%, standard admis, garantissant de détecter une différence de condition de l’ordre de 20% avec un risque de faux positif limité à 5%. En effet, précédemment au laboratoire nous avons harmonisé les procédures afin de limiter le nombre d’animaux utilisés. Par exemple, les signatures combinatoires de ce projet ont déjà été établies sur les animaux non transgéniques et pourrons être comparer avec les mêmes critères que les animaux transgéniques utilisés ici. Ce qui limite le nombre de contrôle interne nécessaire à ce projet. De la même manière, le choix des points temporels d’analyses a été conservé par rapport aux études précédentes du laboratoire. Ainsi, les résultats obtenus au laboratoire sur la pollution atmosphérique pourront être comparés. Ceci permet de diminuer drastiquement le nombre de conditions à tester dans ce projet et d’augmenter la puissance statistique. Enfin, à partir d’un seul animal nous pouvons établir l’ensemble des analyses combinatoires par individu en sachant que les protocoles d’analyses ont été optimisés en ce sens.
Raffinement
Avant d’être gestante, les femelles seront élévées avec soin par les mêmes zootechniciens et expérimentateurs pour une meilleure habituation. De même, nous avons fait le choix de garder une animalerie unique depuis leur élevage jusqu’à leur entrée dans le projet et leur mise bas pour permettre de limiter au maximum leur manipulation inutile, leur stress et optimiser leur bien être. Les femelles gestantes seront hébergées par 2 dans des cages ventillées pour favoriser leur entraide et diminuer leur anxiété au moment de la mise bas. Les souriceaux une fois sevrés seront élevés dans les cages ventillées par 5 maximun afin d’assurer leur bien être et leur vie sociale. Un enrichissement de l’habitat sous forme de maisonnettes, de briquettes de bois et de morceaux de cotons permettra de réduire le stress des animaux et de favoriser leur bien-être. L’ensemble des zootechniciens et expérimentateurs du projet a une expertise particulière quant aux différents protocoles et procédures de ce projet ce qui assurera une manipulation douce en adéquation avec le statut des femelles gestantes et de leurs souriceaux. L’instillation oro-pharyngée, l’exposition à une atmosphère complexe, l’hébergement en hyperoxie ou l’enfumage sont des techniques maitrisées au sein de notre équipe expérimentée. Les animaux seront observés quotidiennement pendant toute la durée du protocole, y compris les week-ends et jours fériés par les zootechniciens et expérimentateurs formés et habitués à ce type de projet. Ainsi, la mise en place de points limites précis (décrit en détails pour chaque procédure plus bas) permettra d’intervenir rapidement et efficacement pour éviter toute souffrance de l’animal. En cas de douleur observée sur l’animal ne répondant pas aux stratégies de soin mises en place, une mise à mort de l’animal sera pratiquée et une autopsie sera réalisée afin d’en comprendre les causalités.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris pour des raisons multiples que seul ce modèle peut permettre : 1) le modèle murin est un modèle de choix lorsque l’on veut étudier des trajectoires physiopathologiques du fait de leur rythme rapide de reproduction, leur longévité et leur robustesse. 2) L’expertise pointue de notre équipe depuis de longues années sur les modèles pré-cliniques murins opère à plusieurs niveau : physiologique, chirurgicale, biochimique, cellulaire et moléculaire. 3) Les signatures combinatoires étudiées ont été particulièrement travaillées en amont de ce projet pour une transposabilité optimisée de l’espèce murine à l’espèce humaine. Les biomarqueurs identifiés dans ce projet pourront faire l’objet d’une recherche dans un protocole clinique chez l’Homme. 4) La génétique de la souris compte parmi les meilleures connaissances de la communauté scientifique et nous permet une diversité et une finesse d’outils analytiques sur lequel nous prendrons appui (exemple : les atlas transcriptomiques, les données physiologiques, les normes biochimiques…) 5) Seule la souris nous permet d’identifier précisement l’impact de la pollution sur les mécanismes physiopathologiques de ces maladies respiratoires. En effet, la construction d’un modèle génétiquement modifié est le seul qui nous permettra de suivre l’expression du récepteur aux polluants dans les cellules progénitrices du poumon. Il est le seul qui nous permettra de comprendre le rôle de la voie de signalisation aux polluants dans l’alvéologénèse afin de déterminer les trajectoires de ces pathologies pulmonaires en fonction de la présence ou de l’absence de réponse aux polluants.
Suivi de la mobilité piscicole et de la franchissabilité d’une passe à poissons par la truite, le chabot et l’ombre commun dans un cours d’eau salmonicole
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Autres poissons : 400
1 200 truites, chabots et ombres communs capturés en rivière vont être marqués dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis remis à l'eau vivants. Chaque poisson est anesthésié, mesuré, pesé, puis ouvert par une incision ventrale pour l'implantation manuelle d'un transpondeur, l'ensemble se déroulant hors de l'eau pendant trente secondes à une minute. Le porteur annonce moins de 1 % de mortalité après l'opération, mais table aussi sur une perte du marqueur chez 5 à 10 % des salmonidés et jusqu'à 20 % des femelles au moment de la fraie, ce qui gonfle l'effectif capturé. Il affirme qu'aucune méthode de remplacement n'existe pour évaluer si les poissons franchissent une passe aménagée, et la version modifiée du projet porte l'effectif à 1 500 individus.
Objectifs
L’objectif principal est d’évaluer, grâce à la technologie RFID (Radio Frequency Identification) la franchissabilité des ouvrages et des aménagements réalisés pour rétablir la continuité écologique dans un cours d'eau salmonicole. Dans cette rivière, de nombreuses actions de restauration de la continuité écologique ont été réalisées sur un secteur long de 6.7 km, sur lequel 8 seuils ont être arrasés ou modifiés pour faciliter la mobilité piscicole mais aussi sédimentaire. En 2022, le dernier des seuils de ce secteur a été aménagé pour permettre aux poissons de franchir un obstacle considéré jusqu’ici comme infranchissable (création d’une rivière de contournement). Dans la suite des efforts réalisés par le syndicat gestionnaire pour améliorer la continuité écologique sur ce secteur dit « renaturé », une étude écologique pluriannuelle, par la technologie RIFD devra confirmer que la mobilité piscicole et sédimentaire y est à nouveau assurée. Cette étude devrait aussi permettre d’identifier les zones de déplacements des poissons en tenant compte des contraintes physiques et morphologiques du milieu (thermie, disponibilité en habitat).
Bénéfices attendus
Les projets permettront de mettre en lumière la « transparence » des ouvrages à la migration des espèces cibles, c’est à dire l’absence de sélectivité et de retard à la migration. Dans le cas de blocage avéré des individus, des aménagements seront envisagés pour restaurer la continuité écologique et permettre à ces espèces de rejoindre des habitats piscicoles de qualité, notamment pour la reproduction.
Procédures
Après anesthésie générale, les animaux seront mesurés puis pesés, puis une incision ventrale sera réalisée et un transpondeur PIT tag sera implanté manuellement sur 1'200 poissons. Ces interventions nécessiteront de maintenir les poissons entre 30 secondes et une minute hors d’eau. MODIFICATION du 30/04/2024 : 1'500 poissons.
Impact sur les animaux
La capture, la stabulation et le marquage sont autant d’étapes nécessaires à l’étude et susceptibles d’induire un stress sur les animaux. Des précautions seront prises à chaque étape pour limiter le stress et la douleur des animaux. La cicatrisation après implantation des PIT tags est généralement très bonne, tant sur des lots conservés en pisciculture qu'en milieu naturel.
Devenir
Tous les individus capturés puis marqués seront remis à l’eau vivants pour l'étude de leur comportement in situ.
Remplacement
Le modèle biologique ne peut être remplacé pour cette étude comportementale qui implique de travailler nécessairement sur des individus vivants dans leur milieu naturel. L'évaluation du franchissement des passes à poissons doit obligatoirement être réalisée in situ en étudiant le comportement migratoire des espèces considérées, dans le cas présent la truite de rivière et le chabot. Il est nécessaire de capturer des animaux sauvages en rivière, de les marquer individuellement et de les relâcher vivants à l’aval des ouvrages étudiés. Ensuite, les déplacements sont évalués en utilisant des dispositifs de détection fixes et mobiles.
Réduction
Le projet est prévu sur une durée de 3 ans, avec captures et marquages les deux premières années (maximum 5 ans si reports des marquages en cas de conditions environnementales défavorables). Les effectifs prévus par espèce sont un minimum (règle des 3 R : réduction) pour pouvoir décrire des « patterns » comportementaux, et évaluer in fine la franchissabilité et la sélectivité de l'ouvrage. Ils ont été adaptés au gabarit du cours d’eau et à la densité de population en place. Chez la truite, il peut être attendu un taux de montaison de 10 à 30%, taux moyen constaté dans les différentes études réalisées. Cet effectif théorique attendu doit être nuancé par plusieurs facteurs : - L’implantation des PIT tags ne génère en principe pas (ou très peu,
Raffinement
Le raffinement des procédures sera pris en compte de la capture des animaux jusqu’au relâcher dans leur milieu naturel. Le maintien des conditions thermiques et d’oxygénation optimales sera assuré. Les animaux capturés seront soit stockés dans un vivier placé dans la rivière, soit dans un bac de 50L oxygéné et refroidi. Ainsi, la teneur en oxygène et la température seront constantes. Le bac d'anesthésie sera renouvelé toutes les 20 minutes en moyennes ou plus souvent si le temps d’anesthésie augmente, ceci pour éviter que la température ne varie de plus de 2°C et soit toujours 80mm ; 23 mm au-dessus. Un chiffon humide sera placé au niveau de la tête de l’animal et la règle de biométrie sera humidifiée en permanence pour éviter d’ôter le mucus. Seuls les individus jugés en bon état sanitaire (absence de blessure, de parasites, d’infections visibles) seront marqués, les autres seront relâchés sans marquage, après stabulation. Aucun antibiotique ne sera utilisé, par contre une pommade iodée antiseptique sera appliquée au niveau de l’incision (pommade recommandée et fournie par E. Meunier, vétérinaire référent).
Choix des espèces
L’espèce cible principale est la truite commune (Salmo trutta). Cette espèce caractéristique de la rivière étudiée et à fort enjeu halieutique est la plus susceptible de migrer sur des longues distances notamment en période de pré-reproduction, et donc d'être le plus fortement impactée par les obstacles à la migration. En complément, une petite espèce d’accompagnement de la truite, le chabot (Cottus gobio), sera également intégrée dans le suivi en raison de son abondance sur certains secteurs et de sa faible capacité de nage. Pour les truites, seuls les individus d’un an et plus dont la longueur totale excédera 120 mm seront marqués à l’aide de PIT tags 23 mm. Pour les chabots, les stades sub-adultes et adultes seront visés, avec une longueur minimale de 80 mm. Ces individus seront marqués par PIT tag de 13 mm. Ces tailles minimales assurent un ratio « poids du l’émetteur / poids du poisson » inférieur à 2%, ce qui est en adéquation avec les préconisations tirées de la littérature scientifique. Les individus plus petits que les tailles minimales indiquées seront relâchés sans être marqués, après une phase de réveil dans un vivier placé dans la rivière. MODIFICATION du 30/04/2024 : l’ombre commun a été ajouté en tant qu’espèce protégée présente sur le secteur d'étude et fortement impactée par la fragmentation des cours d’eau. Les ombres de plus de 180 mm seront marqués.
Contribution à la lutte contre les pullulations de campagnols terrestres par une approche immunocontraceptive orale
- Protection de l’environnement
Capturés par piégeage dans les zones de pullulation d'Auvergne, 170 campagnols terrestres vont être utilisés en captivité puis tués, 50 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 120 un niveau modéré. Ils ingèrent des comprimés d'alginate contenant des peptides destinés à les rendre stériles, après une mise à jeun la veille, et subissent des prélèvements de sang, de salive et de sécrétions vaginales sous anesthésie, hebdomadaires pour deux des douze lots. Le porteur compte la captivité elle-même parmi les nuisances, ces animaux étant sauvages, et les met à mort pour récupérer un maximum de sérum et examiner leurs organes reproducteurs. L'effectif dépendra de l'efficacité des campagnes de piégeage et des pics de pullulation, et le porteur indique qu'aucune approche statistique n'est développée dans ce projet.
Objectifs
Les pullulations importantes et l’expansion des aires de colonisation du rongeur fouisseur nuisible Arvicola terrestris scherman (ATS ou campagnol terrestre) dans les éco-systèmes agronomiques et touristiques de moyenne montagne, sont des problèmes de plus en plus cruciaux en Auvergne, comme en Franche Comté et dans d’autres pays voisins en Europe. Afin de compléter les outils existant dans la lutte contre les pullulations d’Arvicola terrestris, nous développons depuis 2018 des vaccins immunocontraceptifs qui pourraient limiter les capacités reproductrices de ce rongeur nuisible. Cette demande s’inscrit dans la phase 3 du projet. Pendant la phase 1, des séquences peptidiques immunogènes ont été sélectionnés sur les antigènes spermatiques déterminés suite à des immunisations avec des spermatozoïdes entiers de campagnols par voie sous-cutanée. Lors de la phase 2, les animaux ont été immunisés avec les peptides individuels déterminés lors de la phase 1, par voie sous-cutanée et aussi gastrique (gavage) qui sera la voie utilisée sur le terrain. Ces tests d’immunogénicité ont été associé à la recherche d’une formulation appétente pour les rongeurs dans leur habitat naturel, aboutissant à l’obtention de comprimés de biopolymères d’alginate que les campagnols ingèrent. Lors de la phase 3 qui débutera en 2024, les objectifs principaux nécessitant l’utilisation d’animaux dans des procédures expérimentales seront : 1- de déterminer la nature finale et la concentration des peptides à administrer ainsi que la fréquence d’administration pour obtenir une immunisation efficace (production d’IgA mucosales dans les fluides biologiques [salive et serum] et dans les sécrétions des tractus génitaux mâles [épididymes, vésicules séminales, prostate] et femelles [sécrétions des cornes utérines et de l’épithélium vaginal]) ; 2- de continuer à développer la forme galénique pour la rendre plus appétente (si possible) et résistante aux conditions d’humidité rencontrées sur le terrain ; 3- de comprendre les mécanismes immunitaires responsables de l’effet contraceptif observé.
Bénéfices attendus
Les pullulations importantes et l’expansion des aires de colonisation du rongeur fouisseur nuisible Arvicola terrestris scherman (ATS) dans les écosystèmes agronomiques et touristiques de moyenne montagne sont des problèmes de plus en plus cruciaux en Auvergne, comme en Franche Comté et dans d’autres pays voisins en Europe. Les incidences économique, écologique et environnementale sont très importantes et la situation préoccupante. Malgré une surveillance accrue et une lutte chimique raisonnée, mais non conforme aux exigences de la réglementation européenne, le constat est fait qu’il est nécessaire de mieux articuler les stratégies de lutte et de développer de nouveaux outils. Le projet proposé consiste en la mise au point d’un vaccin contraceptif efficace pour juguler les pullulations cycliques du rongeur fouisseur nuisible ATS. L’enjeu réside dans l’obtention d’un maximum de spécificité d’espèce associé à une grande efficacité. Si un tel vaccin contraceptif peut être développé, il sera une alternative à la lutte chimique utilisée à ce jour. Ce projet s'inscrit dans la lutte contre un rongeur sauvage nuisible.
Procédures
Les animaux seront soumis à des prélèvements sanguins, des prélèvements vaginaux et des prélèvements salivaires, tous effectués sous anesthésie générale. Pour 10 lots sur 12, il s’agira d’un prélèvement initial et d’un prélèvement terminal en fin de procédure. Pour 2 lots sur 12, il s’agira de prélèvements hebdomadaires nécessitant une injection intrapéritonéale pour les prélèvements de salive (permettant de déclencher une hypersalivation) chez les mâles (sang et salive pour les mâles, sang et prélèvements vaginaux pour les femelles) et d’un prélèvement terminal. Les mises à jeun la veille de la prise des comprimés ainsi que l'hébergement en captivité seront également des nuisances puisque ce sont des animaux sauvages.
Impact sur les animaux
L'hébergement en captivité constituera une nuisance modérée, la mise à jeun la veille de la prise des comprimés une nuisance légère, les différents prélèvements (salive, sang, vaginal) nécessitant une anesthésie représenteront des nuisances modérées.
Devenir
A l’issue des procédures d’immunisation, les animaux sont mis à mort de manière à pouvoir prélever un maximum de sérum immun, mais aussi pour étudier les effets des immunisations sur les organes reproducteurs ainsi que sur les organes du système immunitaire muqueux commun. Ces organes seront utilisés pour des quantifications moléculaires, de l’histologie et de la détection des processus immunitaires mis en œuvre par des techniques d’immunofluorescence.
Remplacement
Il n’est pas possible actuellement de substituer l’utilisation d’animaux pour étudier la réponse immunitaire comme celle évaluée dans ce projet (réponse déclenchée par ingestion d’un cocktail de peptides immunogènes ayant des effets sur les muqueuses des tractus reproducteurs mâle et femelle).
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit à 5 par sexe et par groupe afin de pouvoir conserver une bonne mise en évidence vis-à-vis de la variabilité des réponses immunitaires inter-individuelles. Aucune approche statistique n'est développée dans ce projet. Le nombre d'animaux utilisés sera dépendant de l'efficacité des campagnes de piégeage et variera en fonction des saisons ainsi que des pics de pullulation dans la région Auvergne, caractéristiques de cette espèce. En fonction de notre capacité d'hébergement et de ces contraintes, nous estimons qu'un maximum de 170 animaux seront utilisés dans le cadre de ce projet. De plus, les animaux utilisés pour un des objectifs du projet (évolution de la forme galénique) pourront être réutilisés dans les procédures d’immunisation.
Raffinement
Les animaux seront hébergés individuellement dans des cages placées dans des armoires ventilées pour mimer l’habitat naturel de ces rongeurs et leur permettre une activité normale. Les campagnols recevront une nourriture comprenant des végétaux frais (carottes et salades principalement). Les cages comprennent des cachettes et du matériel leur permettant de faire leur nid. Ils sont manipulés avec précaution par un personnel formé à l’élevage d’animaux de la faune sauvage. Notre projet ne doit pas provoquer de dommages physiques sur les animaux. Cependant, si des animaux tombent malades ou sont blessés accidentellement, ils seront pris en charge, tant que les soins, eux-mêmes, ne génèrent pas un stress trop important chez ces rongeurs qui peuvent être facilement effrayés par les manipulations. Si le traitement n’est pas possible, nous procèderons à l’euthanasie si la souffrance se maintient.
Choix des espèces
Le projet concerne une espèce sauvage classée comme nuisible par arrêté préfectoral n°2015-155. La spécificité de la réponse immunitaire ainsi que des molécules impliquées dans la reconnaissance des gamètes nécessite de travailler sur l'espèce cible dans son entier. Les animaux doivent être sexuellement matures. Nous utiliserons donc des animaux au stade adulte ayant un poids supérieur à 70 grammes
Effet direct et transgénérationnel de la température sur la différentiation sexuelle du poisson zèbre
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système urogénital
Pour comprendre comment la température fait basculer le sexe des poissons, 920 poissons zèbres sont élevés à des températures modifiées puis tués, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Le porteur ne décrit ni chirurgie ni prélèvement sur animal vigile : les atteintes tiennent à l'enrichissement limité, à la vie en milieu contraint et aux variations de température imposées. Les individus sont analysés à cinq stades, de l'œuf fécondé au poisson adulte de 135 jours, pour établir le sex-ratio de chaque groupe. La mise à mort sert à cette détermination et à constituer une banque d'échantillons, dans un projet rattaché à la protection de l'environnement naturel.
Objectifs
Bien que le sex-ratio représente un paramètre démographique simple et basique, il fournit une information essentielle sur le futur potentiel reproducteur d'une population et donc, sur sa viabilité. Chez la plupart des espèces, le sex-ratio est approximativement de 1:1 (ie autant de mâles que de femelles). Cependant, ce dernier peut être biaisé sous l’effet de facteurs environnementaux. Depuis plusieurs décennies les scientifiques alarment sur le fait que le changement global entraine des biais dans les sex-ratios des populations. L’exemple le plus frappant est celui de la température chez les tortues. Chez la plupart des tortues, la détermination sexuelle (le fait de devenir mâle ou femelle) est dépendante de la température d'incubation des œufs. En-dessous d’un certaine température d'incubation, des bébés mâles sortent de leurs œufs ; au-delà, ce sont des bébés femelles. Ainsi, avec le réchauffement climatique, on observe une féminisation progressive des populations de tortues et on estime que d’ici 2100, le sex-ratio de certaines populations atteindra 93 % de femelles, ce qui risque de mener à l’extinction de l’espèce. Si l’on suspecte que beaucoup de facteurs peuvent agir sur la détermination sexuelle et biaiser les sex-ratios des populations chez les reptiles, amphibiens et poissons, les mécanismes sous-jacents demeurent inconnus. Comprendre ces mécanismes revêt une importance cruciale et constitue un défi de longue date en biologie avec des implications importantes pour les populations et la biodiversité. Nous avons récemment mis en évidence chez le poisson zèbre (Danio rerio) que la température, les radionucléides ou le cadmium (un métal non essentiel issu de l’extraction minière) peut entrainer de manière directe ou à la génération suivante des biais importants dans le sex-ratio des populations. Le présent projet a pour objectif d’apporter des données nouvelles sur le déterminisme sexuel sous influence environnementale chez cette espèce en étudiant plus particulièrement les effets d’une hausse des températures et en étudiant à la fois les effets directs et transgénérationnels. L’objectif à terme sera de développer un outil moléculaire (basé sur des modifications épigénétiques) permettant d’apprécier l’effet de divers facteurs en lien avec l’activité humaine (réchauffement, pollution chimique, lumineuse ou sonore, …) sur la détermination sexuelle et le sex-ratio des populations en utilisant le danio comme modèle de poisson.
Bénéfices attendus
Les preuves s’accumulent pour démontrer que le changement global affecte le sex-ratio des populations sauvages de poissons, reptiles et amphibiens, fragilisant et menaçant ainsi le futur des espèces. Si de nombreux facteurs environnementaux ont été identifiés comme affectant le processus de différentiation sexuelle (ie le fait de devenir mâle ou femelle), les mécanismes biologiques sous-jacents demeurent largement inconnus. Les résultats obtenus permettront d’acquérir des données nouvelles et originales sur (i) l’impact de l’environnement dans le processus de différentiation sexuelle chez les poissons (ie le fait qu’un poisson devienne mâle ou femelle au cours de son développement précoce), (ii) l’évolution des mécanismes impliqués dans la différentiation sexuelle et (iii) sur comment l’expérience environnementale vécue par les parents peut affecter le sex-ratio de leur descendance (appelé sex-ratio à la naissance et qui correspond à la proportion de mâles et de femelles dans une ponte). In fine, la compréhension des mécanismes impliqués dans le sex-ratio à la naissance permettra le développement d’outils moléculaires permettant d’évaluer et prédire l’impact des facteurs environnementaux, notamment une hausse des températures et des contaminants, sur le sex-ratio des populations (effet reprotoxique et perturbateur endocrinien). Alors que la majorité des outils utilisés à l’heure actuelle pour évaluer l’impact des activités humaines sur l’environnement ne donnent que peu d’indications sur l’état de santé des animaux et reflètent une exposition/effet à un instant donné, un tel outil permettrait (i) de relier un évènement moléculaire à un effet à l’échelle de l’individu (sexe) et de la population (sex-ratio), un défi de longue date en biologie et (ii) d’évaluer de potentiels effets transgénérationnels, ie effets à long terme sur les populations (en rupture par rapport aux approches classiques).
Procédures
Pas de prélèvement sur animaux vigiles, pas de procédure chirurgicale
Impact sur les animaux
Enrichissement limité, Vie en milieu contraint, Variation de la température
Devenir
L'ensemble des individus seront euthanasiés à l'issue de l'expérience pour analyse, détermination du sex-ratio des populations et création d'un banque d'échantillons.
Remplacement
Le présent projet a pour objectif majeur de développer des outils permettant d’évaluer et prédire l’effet de divers facteurs environnementaux (une hausse de la température étant étudié comme facteur masculinisant) sur le processus de détermination sexuelle chez le poisson et conjointement sur le sex-ratio des populations ainsi que de comprendre et décrire les mécanismes moléculaires sous-jacents. Un tel projet ne peut s’effectuer sur des modèles in vitro.
Réduction
Le sex-ratio pouvant fortement varier d’une famille à une autre (effet génétique) et d’un aquarium à un autre (effet environnemental), notre étude nécessite de recourir à au moins 3 aquariums et 3 familles par condition expérimentale pour obtenir des résultats scientifiquement pertinents et statiquement exploitables. Par ailleurs, une augmentation de la température entrainant une masculinisation de la population (90 % des poissons élevés à la plus forte température seront des mâles), le nombre de poissons utilisé correspond au minimum d’individus nécessaires pour obtenir un nombre suffisant de femelles matures pour assurer les analyses ( n = 6 par condition) et la reproduction.
Raffinement
La qualité de l’eau est un point fondamental pour assurer le bien-être des poissons. Les conditions d’élevage seront optimales. Chaque aquarium sera équipé d’une pompe assurant la filtration mécanique et biologique. La température et le pH seront suivis quotidiennement. Le bullage dans les unités sera contrôlé visuellement et quotidiennement. Les individus seront nourris 3 fois par jour afin de nourrir les poissons ad libitum tout en conservant une bonne qualité de l'eau (en évitant l'accumulation de nourriture non consommée dans les aquariums). En accord avec les préconisations et les études réalisées chez le poisson zèbre, l’enrichissement reposera sur (i) le maintien des individus en groupe (le danio étant un poisson grégaire), (ii) l’utilisation de photos de graviers placés sous les aquariums afin de créer un substrat et (iii) l’utilisation d’aliments vivants (les animaux seront nourris quotidiennement avec des artémies vivantes). Pendant toute la durée de l’expérimentation, des observations quotidiennes permettront de suivre l’état de santé des individus. Les potentielles atteintes au bien-être des animaux seront évaluées par des modifications comportementales et physiques en utilisant une grille de score. Dans le cas où les animaux présenteraient des signes de stress, la fréquence des observations serait augmentée. Dans le cas où plusieurs individus seraient affectés en même temps, un vétérinaire serait immédiatement contacté. En cas de signe de souffrance ou de prolongement de comportements anormaux, les individus seront euthanasiés.
Choix des espèces
Le poisson zèbre (Danio rerio) est utilisé comme modèle biologique en recherche depuis de très nombreuses années. Ainsi, il existe beaucoup de littérature et de protocoles disponibles pour assurer son élevage et le maintien du bien-être des animaux. Dans le cas particulier de notre projet, les avantages du Danio sont : (i) il présente une fécondité élevée, un temps de génération rapide (3,5 mois) et une petite taille (3.5 cm à l’âge adulte), ce qui en fait un modèle idéal pour des études transgénérationnelles ; (ii) il possède un génome complètement séquencé et de haute qualité, ce qui en fait un modèle idéal pour des études de génétique et d’épigénétique et (iii) il est facile d'identifier le sexe des individus par des caractères sexuels externes à l'âge adulte ce qui en fait un modèle idéal pour des études sur la détermination du sexe. Pour répondre à nos objectifs de recherche, des individus adultes mâles et femelles ainsi que des juvéniles (sexe encore non établi) seront étudiés. En effet, chez le danio, l’ensemble des individus sont initialement femelles et présentent des ovocytes non matures de l’âge de 11 à 21 jours (post fertilisation). Entre les jours 21 et 50, en fonction de la génétique, de l’environnement ou de l’expérience environnementale vécue par les parents, ces ovocytes vont, soit se maintenir, soit dégénérer, permettant le développement de spermatozoïdes et donc de mâles. Après le 50ème jour de vie, le sexe est fixé et tout inversion est impossible. Afin de balayer la période de détermination sexuelle (appelée fenêtre critique), les individus seront analysés à J0 (œufs fécondés, pour analyser la relation parents-enfants), J18 (juvéniles femelles), J25 (début de la différentiation sexuelle), J40 (juvéniles mâles ou femelles) et J135 (adultes matures mâles et femelles).