Protection de l’environnement

220 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont exposées au polluant PFOS par gavage deux fois par semaine pendant vingt-huit jours, vaccinées contre la grippe, puis soumises à des prélèvements sanguins répétés en rétro-orbitaire. Le porteur les fait tuer pour prélever les organes cibles du système immunitaire. Il affirme que la souris est le "meilleur modèle" et qu'il n'existe "pas encore" de méthode alternative, tout en présentant l'objectif final du programme comme la mise au point de tests sans animaux.

Objectifs

De nombreuses substances chimiques produites par l’activité humaine polluent l’environnement. Ces polluants environnementaux sont multiples et leurs effets néfastes sur la santé humaine sont nombreux. Parmi les polluants environnementaux, certains sont des polluants organiques persistants, c’est-à-dire qu’ils s’accumulent dans l’environnement mais aussi dans les organismes, comme l’organisme humain, du fait d’une très lente élimination. Ils représentent une large famille de plusieurs milliers de composés produits intentionnellement par synthèse chimique pour leurs propriétés diverses. Ces substances se répandent dans l’environnement lors de leur production et de leur utilisation. La population humaine y est donc largement exposée, notamment, par ingestion ce qui peut entraîner de nombreux problèmes de santé comme la perturbation endocrinienne (maladies thyroïdiennes, problèmes de fertilité…), des lésions hépatiques et des cancers. L’agence sanitaire européenne a proposé une réévaluation de la toxicité de ces polluants organiques persistants en incluant leurs effets sur le système immunitaire. L’objectif de cette expérience pilote consiste à mettre au point un protocole adapté visant à analyser, chez la souris, les conséquences d’une exposition par ingestion (gavage) à un polluant organique persistant, sur la réponse immunitaire consécutive à une vaccination anti-grippale. L’administration par ingestion a été choisie afin de mimer le principal mode d’exposition de la population humaine. Le polluant choisi pour cette expérience est l'un des plus connus de sa catégorie.

Bénéfices attendus

Ce programme de recherche en immunotoxicologie englobe de nombreux laboratoires de recherche français et étrangers. Il s’agit d’une démarche de caractérisation des effets de polluants environnementaux sur l’organisme. Ces effets constituent un réel enjeu de santé publique. Ce projet d’immunotoxicologie dont fait parti cette première demande d'autorisation à projet, a pour objectif de développer des biomarqueurs d’exposition et des méthodes de mesures standardisées avec l'objectif à la fin de la réalisation complète du programme de mettre en place des tests réglementaires robustes ne faisant pas appel à l’expérimentation animale.

Procédures

Gavage : 2 fois par semaine pendant 28 jours. Le temps de gavages est de moins d'une minute. Injection intra-musculaire : 2 injections maximun sur 74 jours. Une injection dure environ 30 secondes. Prélèvements sanguins tous les 5 jours pendant 47 jours. Comme ce prélèvement se ferra au niveau sinus retro-orbitaire en tenant compte de la sédation par inhalation, de la contention et de la récupération du sang la durée est estimée à 3 minutes par prélèvement.

Impact sur les animaux

Le gavage peut induire une iritation de l'oesophage. La toxicité du polluant peut provoquer une réaction chez l'animal. La vaccination en intra musculaire peut provoquer une douleur localement. Les prises de sang répétés engendrent des contraintes aux animaux à cause de la contention et du renouvellement de leur volume sanguin induit par les prélèvements et pouvant avoir une influence sur leur état général.

Devenir

A l'issu de chaque procédure les animaux seront mis à mort afin de récupérer les organes cibles pour étudier dans le détail le système immunitaire.

Remplacement

La souris est le meilleur modèle pour ce genre d’étude d’immunotoxicité sur la réponse vaccinale et il n’existe pas, encore à ce jour, de méthode alternative à ce modèle. Il permet d'étudier la réponse intégrée de l'organisme, cruciale dans la réponse immunitaire. Dans cette DAP nous prévoyons une première partie expérimentale afin de mettre au point nos techniques d'analyse et de valider le design expérimental post mortem prévu. Selon les résultats obtenus grâce à cette étude, un nouveau projet sera mis en oeuvre sur des souris mâles et femelles en testant différentes doses de polluant, probablement plus faibles que la dose utilisée dans cette présente expérience . Ceci permettra d’évaluer l’effet genre ainsi que la relation entre la dose de polluant et son effet sur la réponse vaccinale. Dans l’ensemble notre projet permettra de mieux comprendre l’impact des polluants environnementaux sur la réponse immunitaire consécutive à une vaccination dans un modèle in vivo. Les résultats obtenus in vivo seront comparés à ceux que nous obtiendrons en parallèle sur des modèles in vitro et ex vivo (cellules humaines) afin d’aider à la mise en place de tests réglementaires robustes ne faisant pas appel à l’expérimentation animale.

Réduction

Les procédures ont été conçues afin d’utiliser le moins d’animaux possible tout en garantissant l’obtention de résultats statistiquement exploitables. De plus, afin d’obtenir le maximum d’informations sans augmenter le nombre d’animaux utilisés, nous élargirons notre étude à d’autres tissus que ceux composant le système immunitaire (rate, sang), notamment le foie, qui joue un rôle crucial dans le métabolisme et la détoxication. Afin de rationaliser le recours aux animaux, le plan expérimental prévoit le prélèvement de plusieurs tissus sur une même souris (rate, foie, sang), la congélation de plusieurs échantillons d’un même tissu pour des analyses a posteriori (par notre laboratoire ou dans le cadre de collaborations), ainsi que l’analyse de plusieurs paramètres sur un même prélèvement (ARN, protéines). En particulier, nous travaillons en concertation avec différents laboratoires de recherche impliqués dans le programme et avons établi une procédure de partage des prélèvements biologiques murins afin d'optimiser l'utilisation des souris.

Raffinement

Les procédures ont été pensées afin de limiter la douleur, des points limites nous permettant d’estimer le degré de douleur ou d’inconfort ont été définis et une grille de scoring a été établie. Des actions d'enrichissement du milieu de vie sont proposées pour réduire les nuisances. Les animaux seront hébergés en portoir ventilé par groupe de 5 avec accès ad libitum à l’eau et à la nourriture et à de l’enrichissement comme des maisons type igloo en plastique ou en carton. Pour réaliser les prélévements de sang les animaux seront sédatés par une anesthésie gazeuse.

Choix des espèces

Le modèle est couramment utilisé dans le domaine de la toxicologie selon la bibliographie. Les animaux seront expérimentés à partir de 7 à 8 semaines d'âge, qui correspond à la fin de la phase exponentielle de croissance, selon la fiche référence de la souche du fournisseur et cet âge.

1 800 poissons sauvages, des truites, blageons et chabots, vont être capturés et utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis relâchés vivants. Chaque individu est anesthésié, mesuré, pesé, puis incisé au ventre pour l'implantation manuelle d'un transpondeur, en restant hors de l'eau de trente secondes à une minute. L'objectif déclaré est d'évaluer si une passe à poissons aménagée sur un cours d'eau alpin laisse remonter ces espèces vers leurs zones de reproduction. Le porteur affirme que l'étude comportementale in situ est "indispensable" et sans alternative, et prévoit une mortalité post-opératoire faible ainsi que des pertes de marqueurs.

Objectifs

L’objectif principal est d’évaluer la franchissabilité d’une passe à poissons (rampe à plots) aménagée pour rétablir la migration piscicole dans un cours d’eau alpin. La méthodologie proposée implique l’implantation de transpondeur passifs dans des poissons sauvages. Les espèces cibles sont la truite et deux espèces accompagnatrices (blageon et chabot). Le suivi sera réalisé sur deux années minimum pour prendre en compte la variabilité des conditions environnementales. Si le quota d’animaux marqué n’est pas atteint, le projet prévoit le report des marquages l’année suivante. Le projet doit permettre d’évaluer scientifiquement le fonctionnement de cet ouvrage piscicole.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de mettre en lumière la « transparence » de l’ouvrage à la migration des truites, et des petites espèces accompagnatrices (blageon et chabot), 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 encore davantage la migration piscicole et permettre à ces espèces de rejoindre des habitats piscicoles favorables à l’amont, notamment pour la reproduction.

Procédures

Après anesthésie générale pendant 3 à 5 minutes, les animaux seront mesurés puis pesés, puis une incision ventrale sera réalisée et un transpondeur PIT tag sera implanté manuellement sur 1800 poissons. Ces interventions nécessiteront de maintenir les poissons entre 30 secondes et une minute hors d’eau.

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 dispositifs de montaison/dévalaison doit obligatoirement être réalisée in situ en étudiant le comportement migratoire des espèces considérées, dans le cas présent la truite de rivière, le blageon 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 de l’ouvrage étudié. Ensuite, les déplacements sont évalués en utilisant des dispositifs de détection fixes. A noter également que peu de données existent quant aux comportements et capacité de montaison du blageon et du chabot. On ne peut donc pas se référer à la littérature ni avoir recours à des avis d’expert pour évaluer une franchissabilité théorique : une expérimentation in situ reste indispensable.

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 aménagé. Il est adapté 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. Pour le blageon et le chabot, il est difficile de préciser un taux de montaison, ces espèces étant encore trop rarement étudiées. 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 120 mm à l’aide de tags de 23 mm par exemple). 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. Le réveil sera contrôlé dans un bac oxygéné et refroidi, avant transfert dans un vivier placé dans la rivière.

Choix des espèces

Les espèces cibles sont la truite commune (Salmo trutta), le blageon (Telestes souffia) et le chabot (Cottus gobio). La truite est l’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. Le blageon et le chabot sont des espèces accompagnatrices de la truite, régulièrement capturées en pêche de sondage au niveau du site d’étude. Ces espèces sont moins bonnes nageuses que la truite et leur étude permet de nuancer l’évaluation de l’efficacité de la rampe à plots. Autrement dit, le franchissement du seuil par ces espèces confirmera le bon fonctionnement du dispositif de franchissement. 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. Cette taille minimale assure 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. Pour les blageons et les chabots, les individus seront marqués avec des tags de 13 mm, la taille minimum de marquage étant alors calée à 80 mm. Pour ces espèces, cette taille correspond à des animaux de 2 ans et plus, considérés comme adultes et reproducteurs. Tout comme la truite, 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.

160 agneaux vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Infestés par gavage avec des parasites intestinaux, ils peuvent développer une inflammation de l'intestin, des diarrhées et une chute de l'hématocrite, portent un harnais de collecte des excréments et subissent un jeûne avant d'être tués. Le projet entretient des souches de parasites, que le porteur nomme "matériel biologique", pour tester des antiparasitaires. Il retient des mâles, plus sensibles à l'infestation, pour "produire plus de parasites avec moins d'animaux", et affirme qu'aucune méthode in vitro ne reproduit le cycle complet du parasite.

Objectifs

Le projet a pour objectif de produire le matériel biologique (oeufs, larves infestantes et adultes de parasites intestinaux d'intérêt vétérinaire) nécessaire pour les analyses que nous menons au laboratoire (adaptation des parasites aux anthelminthiques, à leurs hôtes ou au changement climatique, criblage de molécules). Pour cela, il est nécessaire de conduire des infestations expérimentales pour i) produire le matériel de façon régulière, ii) disposer d'isolat parasitaire et caractériser leurs propriétés de résistance et de virulence, iii) contrôler les doses infestantes et cibler l'espèce d'intérêt (à la différence d'infestation naturelle non contrôlées), iv) maintenir les isolats parasitaires multi-résistants en confinement. Toutes ces contraintes ne rendent pas possible l'utilisation d'animaux en infestation naturelle ou d'animaux d'élevage commerciaux.

Bénéfices attendus

Le projet vise à produire le matériel biologique de base (larves et adultes) aux études visant à mieux contrôler les trichostrongles de ruminants en comprenant i) les mécanismes de la résistance aux divers anthelminthiques, ii) en interrogeant leur capacité d'adaptation au changement climatique et iii) en recherchant de nouveaux composés naturels permettant de s'affranchir des anthelminthiques chimiques. Ces bénéfices couvrent des enjeux à court et moyen terme.

Procédures

1) Le déparasitage consiste à traiter les animaux avec un anticoccidien et un anthelminthique. Les deux sont par voie orale ( 1 fois et entre 5 et 10 min). 2) Des prises de sang sur animal vigile pour suivre l'hématocrite (entre 3 et 5 fois et 5 min). 3) Infestation par gavage de parasite en fonction du niveau de résistance de l'isolat (1 fois et entre 5 et 10 min). 4) Transfert des animaux infestés par des isolats résistants dans les parc sur grille et mise en place des harnais (1 fois et environ 30 min). 5) En fonction de la pression sélection, application d'un traitement antiparasitaire (1 fois et en entre 5 et 10 min) 6 ) Récolte des fécès grâce au pot rattaché au harnais (en fonction de besoin scientifique et en continu). 7) Prélèvement rectal pour collecter de petites quantités de parasites (ponctuelle selon les besoins et environ 5 min).

Impact sur les animaux

Les nuisances sont de quatre ordres : 1. l'effet de l'infestation : les trichostrongles peuvent induire une inflammation intestinale (associée à une perte de poids, des diarrhées) ou une baisse de l'hématocrite. 2. la mise en parc avec plateau de récolte des fècés par deux des moutons peut engendrer un stress consécutif à l'isolement relatif des animaux. 3. Les harnais de collecte et le prélèvement rectal peuvent provoquer un léger inconfort. 4. Une mise à jeûn une nuit (< 16h) avant l'euthanasie constitue un stress important pour l'animal. 5) La prise de sang : la contention peut générer du stress ainsi qu’un éventuel hématome au niveau du site de prélèvement.

Devenir

Tous les animaux sont euthanasiés en fin d'infestation pour collecter et stocker les vers adultes nécessaires aux tests moleculaires (compréhension de l'architecture genétique des résistances aux anthelminthiques). Par ailleurs, les isolats multi-résistants ne peuvent pas être éliminés, ni disséminés dans l'environnement.

Remplacement

De manière à obtenir le matériel biologique nécessaire à la réalisation de nos tests biologiques et moléculaires, nous avons besoin d'entretenir nos isolats sur leur hôte naturel, l'ovin. Le passage sur l'animal est une étape obligatoire du cycle parasitaire. Nous ne sommes pas en mesure de réaliser un cycle complet du parasite in vitro car aucune méthode alternative n'est disponible à l'heure actuelle.

Réduction

Les effectifs sont calculés sur la base des projets en cours et des besoins passés de l'équipe soit 160 agneaux sur les cinq années à venir au maximum. Aucun test statistique n'est prévu dans le cadre des projets car il s'agit d'assurer une production continue de matériel biologique. Un minimum de deux animaux est considéré pour prévenir un isolement social.

Raffinement

Des harnais équipés de pots de collecte ont été spécialement conçus pour que la collecte des matières fécales soit la moins invasive possible. Les animaux sont hébergés par deux minimum. Chaque parc avec grille pour la collecte des fèces dispose d’un tapis pour le confort pour le couchage. La dose infestante est minimisée pour permettre la production de parasites en limitant les effets indésirables sur l'hôte : elle est de 6000 larves infestantes pour l'isolat sensible et de 10000 larves infestantes pour les isolats résistants dont les capacités d'installation, de reproduction et de développement sont moindres. D'autre part nous limitons les infestations aux agneaux mâles car ils sont plus sensibles aux infestations parasitaires que les femelles, ce qui permet de produire plus de parasites avec moins d'animaux. Enfin, des granulés sont donnés après chaque prise de sang. Les animaux sont observés quotidiennement. Dans le cas où l'animal présenterait un état clinique détérioré (apathie, anorexie, diarrhée), une coproscopie de contrôle sera réalisée. Pour l'infestation par H. contortus (parasite hématophage), tout animal présentant une perte d'hématocrite supérieure à 30% de son hématocrite initial sera vermifugé (isolat sensible ou mono-résistant) ou euthanasié (isolat multi-résistant). L'hématocrite sera établi avant puis 30j et 45j après infestation, ainsi qu'après toute coproscopie supérieure à 15000 oeufs/g lors du suivi hebdomadaire. Cependant les animaux sont suivis plusieurs fois par jour (enrichissement social) pour détecter les signes cliniques précoces et afin de prendre une décision rapide en cas d'atteinte des points limites.

Choix des espèces

Les vers gastro-intestinaux, parasites d'intérêt, sont inféodés à cette espèce. Les agneaux auront entre 2.5 à 6 mois. A cet âge, le système immunitaire est développé mais reste permissif aux vers gastrointestinaux. Cela permet d'obtenir une efficacité d'installation et donc de production de matériel biologique optimum.

64 truites arc-en-ciel vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées en souffrance modérée. Chaque poisson reçoit un gavage puis une injection intraveineuse d'antibiotiques, espacés de trois semaines, et subit quatre à huit prélèvements sanguins sous anesthésie. Le porteur n'attend qu'un léger stress lié aux manipulations et vise à ajuster les doses d'une association d'antibiotiques utilisée en pisciculture. Il indique qu'aucune méthode alternative ne permet encore de suivre la cinétique plasmatique des molécules.

Objectifs

Afin de limiter les risques liés à l’antibio-résistance pour la santé de l’humanité, l’Agence européenne des médicaments préconise l’utilisation d’antibiotiques spécifiques de première intention pour la médecine vétérinaire. L’association de deux antibiotiques avec un ratio 5:1 est classiquement utilisée en médecine vétérinaire pour leur effet synergique. Ce ratio de 5:1 utilisé dans la quasi-totalité des préparations vétérinaires mises sur le marché correspond à une transposition utilisée chez l’Homme, où les vitesses d’élimination sont assez proches ce qui permet de conserver un rapport de concentrations efficaces entre les deux molécules et de maintenir leur effet synergique dans le temps. A l’inverse, chez les animaux de rente par exemple, les temps de demi vie peuvent être très variables d’une espèce à l’autre, ce qui peut entrainer un déséquilibre des concentrations avec une perte probable de l’effet synergique entre les deux molécules et par conséquence une perte de l’efficacité de l’association. L’ensemble de ces facteurs questionne la pertinence du ratio 5:1 des formulations vétérinaires ainsi que les posologies recommandées (doses et/ou intervalles d’administration). L’objectif du projet est d’optimiser les schémas posologiques de l’association de deux antibiotiques chez la truite arc-en-ciel (TAC) qui est une espèce de destination de ce traitement.

Bénéfices attendus

Les formulations d'antibiotiques destinées aux animaux sont des transferts des données permettant une synergie chez l’Homme sans tenir compte des spécificités des espèces animales ou de leurs bactéries pathogènes. Le projet générera des données pharmacocinétiques (PK) in vivo qui seront couplées aux études pharmacodynamiques sur des bactéries pathogènes les plus fréquemment rencontrées et qui à l’aide de la modélisation pharmacocinétique/pharmacodynamique (PKPD), vont permettre d’optimiser le traitement (doses, posologies) chez la TAC. Le projet contribuera à une utilisation responsable et prudente des combinaisons d'antibiotiques en pisciculture et sera bénéfique à terme pour la santé humaine et environnementale en évitant les traitements inefficaces et en limitant le recours à des antibiotiques de deuxième intention plus critiques pour la santé humaine.

Procédures

Durant l'expérimentation, un acte de gavage et une injection intra-veineuse seront réalisés sur chaque animal, espacés de 3 semaines. Des prélèvements (4 à 8) de 0.3 mL de sang chacun seront également effectués sur chaque poisson, et répartis sur une période allant de 96 h à 240 h après chaque administration (orale ou intra-veineuse). Tous ces actes seront faits sur animal anesthésié et ne dureront pas plus de 2 minutes.

Impact sur les animaux

Induction possible d’un léger stress des animaux du fait des conditions expérimentales (hausse de la température et prélèvements de sang en cinétique). Peu d’effets indésirables visibles attendus sur les animaux qui seront exposés aux concentrations usuelles (non toxiques) des antibiotiques.

Devenir

A la fin de l’expérimentation tous les animaux seront mis à mort.

Remplacement

Aucune méthode alternative n’a encore été développée pour suivre la cinétique plasmatique (Tout en incluant les variabilités inter-individuelles) des molécules qui est une étape préliminaire à l’approche PK/PD envisagée.

Réduction

La procédure expérimentale sera menée en réduisant au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en conservant une pertinence scientifique. Le nombre de points de prélèvements permet de couvrir l’ensemble de la cinétique. Le nombre de poissons prélevés par temps a été estimé au plus juste pour limiter l’impact des prélèvements sur chaque poisson tout en permettant d’estimer correctement les variabilités inter-individuelles des paramètres cinétiques (clairance, etc) et pour générer suffisamment de données pour construire les modèles de pharmacocinétique/pharmacodynamique (PKPD). Une période de « wash-out » adaptée permet de garantir la fiabilité des résultats. Une fois le modèle PK développé et fiable, il permettra d’étendre l’exploration à d’autres posologies sans la nécessité d’utiliser d’autres animaux.

Raffinement

Les mesures de raffinement viseront : - à assurer des conditions optimales d’hébergement des animaux afin de s’assurer de leur bien-être : une biomasse (nombre d’animaux par bassin) contrôlée permettant l'expression des comportements alimentaires et natatoires attendus de l'espèce étudiée, un volume d'eau adapté et renouvelé en continu, une saturation en oxygène suffisante, un rythme jour/nuit naturel, et une alimentation adaptée à leur stade de développement et la biomasse. - réaliser des observations quotidiennes de l’état de santé général des poissons et de leur comportement natatoire et alimentaire. - à mettre à mort de façon compassionnelle des animaux présentant un comportement anormal et/ou des signes cliniques de mal-être (selon une grille d’évaluation du point limite).

Choix des espèces

La truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) est une espèce cible pour le traitement à base de sulfadiazine/triméthoprime (pour lutter contre la furonculose), d'un grand intérêt économique et représente un modèle environnemental pertinent proche des espèces endémiques (c.à.d, Salmo trutta fario) des eaux européennes ; c'est une espèce facile à élever en laboratoire. Les animaux seront utilisés au stade jeune adulte. Ils seront suffisamment gros et résistant pour réaliser les prélèvements de sang en cinétique sur plusieurs semaines.

600 poussins de busard cendré, une espèce protégée en déclin, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avant d'être relâchés vivants au nid. Chaque oiseau est capturé, mesuré, soumis à une prise de sang, une injection intradermique, un lavement cloacal et un arrachage de plumes par traction, le tout en moins de trente minutes hors du nid. Le porteur décrit chacune de ces atteintes comme légère et transitoire, quand la gravité déclarée pour le projet est modérée. Il vise à quantifier les effets des pesticides agricoles sur la faune sauvage et affirme qu'aucune méthode in vitro ou in silico ne peut remplacer le suivi d'animaux vivants en milieu naturel.

Objectifs

A ce jour, la contribution des pesticides au déclin des espèces aviaires emblématiques du milieu rural est toujours controversée. La plupart des études se limitent à une évaluation de la dose létale testée sur un nombre restreint d’espèces modèles. Elles ignorent souvent les effets différés (effets sublétaux) sur la physiologie, le comportement, la reproduction et la survie des individus, et leurs conséquences au niveau populationnel. Comprendre et quantifier de tels effets est fondamental pour notre compréhension du déclin des populations aviaires. Le projet vise à caractériser l'impact de l'exposition aux pesticides sur le comportement, la physiologie du système immunitaire et digestif et la condition corporelle des poussins de busard cendré (Circus pygargus). Le busard cendré est une espèce patrimoniale protégée à l’annexe I de la Directive Oiseaux de l’Union Européenne pour laquelle les populations sont en déclin en France depuis plusieurs décennies et fait déjà l'office d'un suivi de populations à l'échelle nationale et même européenne. Par son écologie, le busard cendré et surtout les poussins sont particulièrement exposés aux pesticides. En effet, le busard cendré niche au sol dans les parcelles de céréales ce qui le rend particulièrement exposé aux pesticides utilisés en agriculture conventionnelle. Par ailleurs, leur position de prédateurs supérieurs les exposent également à ces produits par l'alimentation, principalement constituée de micromammifères (campagnol commun) et d'orthoptères. Ainsi, le busard cendré peut être une espèce sentinelle d'intérêt pour suivre l'état de santé de l'écosystème rural.

Bénéfices attendus

Bénéfices à court-moyen terme : Ces expérimentations sur le busard cendré s'inscrivent dans une problématique globale visant à comprendre comment la biodiversité aviaire est impactée par l'usage massif des pesticides en agriculture conventionnelle en investiguant différents aspects de la biologie des oiseaux et ce sur différentes espèces. Ceci permettra de mieux appréhender le lien entre déclin des populations et exposition aux pesticides dans des conditions réalistes d'exposition aux pesticides. Bien que l’autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) recommande fortement une approche en conditions naturelles, peu d’études à ce jour ont finalement été réalisées. Ainsi, à court terme, ce projet permettra d’établir les niveaux d’exposition aux pesticides d’une espèce d’oiseau spécialiste du milieu rural. Il nous permettra également de mettre en relation l’état de santé des poussins juste avant leur envol. Bénéfices à long terme : Avec un suivi pluriannuel, nous serons en mesure d’établir le lien entre l’exposition aux pesticides des poussins, leur état de santé et les répercussions sur la dynamique populationnelle de cette espèce. Nos travaux s’inscrivent plus globalement dans une démarche considérant que la santé de la faune sauvage, de l’écosystème et de l’Homme sont interdépendants (concept une santé unique aussi connue sous le nom One Health). Le busard cendré est potentiellement un bon indicateur de l’état de santé du milieu et de ce à quoi, nous sommes nous-mêmes exposés. Ainsi, la compréhension des effets des pesticides sur les oiseaux devraient nous permettre d’anticiper d’éventuels problèmes sanitaires chez l’Homme.

Procédures

L’ensemble des manipulations se fera sur des animaux vigiles. Les poussins seront capturés au nid puis placés en contention dans un sac en coton pour les garder au calme avant les manipulations à proprement parlé. Puis, une série de manipulation sera réalisée avec : la prise de mesures morphométriques et de la masse, une prise de sang pour les mesures immunitaires et le dosage de pesticides, une injection intradermique pour mesurer l'intensité de la réponse immunitaire, un lavement cloacal pour récolter des bactéries intestinales, et un prélèvement de plumes du thorax par traction pour avoir une seconde référence d'exposition aux pesticides. A la suite, les poussins seront replacés au nid. Pour l'ensemble de ces interventions, les animaux seront sortis du nid pendant maximum 30 min. Le lendemain, les poussins seront de nouveau capturés au nid pour mesurer la taille de la réaction cutanée suite à l'injection intradermique, puis replacés au nid, le tout en moins de 5 min.

Impact sur les animaux

Pour tous les individus -- Capture/recapture au nid : stress transitoire, intensité légère / Contention et manipulation : stress transitoire, intensité légère. / Prise de sang par ponction de la veine brachiale: stress ponctuel, intensité légère, douleur faible. / Injection de phytohémagglutinine (test de réaction immunitaire) : stress ponctuel, intensité légère, douleur faible. / Lavement cloacal : stress transitoire, intensité légère, gêne légère, absence de douleur. / Prélèvement de plumes par traction : stress ponctuel, intensité légère, douleur faible. Trois à 4 plumes sont prélevées au niveau du thorax et ne sont donc pas impliquées dans le vol. La peau de l’oiseau n’est pas non plus mise à découvert. / Il n’y a aucun impact connu de la manipulation des poussins proche de l’envol sur la relation avec les parents.

Devenir

Tous les animaux sont relachés au nid vivants.

Remplacement

S’agissant de suivi populationnel pour comprendre des mécanismes complexes en milieu naturel, il est impossible de remplacer les animaux vivants par des méthodes in vitro ou in silico car ces données n’existent pas à l’heure actuelle.

Réduction

Le point central de notre protocole est relatif au positionnement des nids dans un paysage contrasté en utilisation de pesticides. La zone d’étude représente 450km2 contrastés en pratiques agricoles et donc en utilisation de pesticides. Ne pouvant pas choisir la localisation des nids, nous essayons de suivre un nombre de nichées de 40. La moyenne du nombre de poussins à l’envol étant d’environ 3 poussins, cela représente donc 120 poussins par an. Compte tenu de l’hétérogénéité de l’exposition aux pesticides des poussins d’une même nichée, il est obligatoire de suivre tous les poussins d’un même nid. Les busards cendrés étant en déclin au niveau national, nous sommes donc limités par la taille de la population qui est suivie et nous suivons donc de façon exhaustive toutes les nichées. Sur les dernières années (2016-2022), cela représente un maximum de 31 nids et un peu moins de 90 poussins par an. Le nombre de 120 poussins est donc un nombre idéal, rarement atteint. Nous compensons ces faibles effectifs par un suivi sur le long terme (5 ans) et l’utilisation de modèles statistiques adaptés.

Raffinement

L’ensemble des manipulations est réalisé dans le respect de l’animal aussi bien des poussins qui sont directement manipulés que des adultes nicheurs présents au nid. Pour chaque acte, un point limite qui induit la mise au calme immédiate de l'oiseau a été défini . Les expérimentations sont faites de façon à minimiser le stress, tout dommage durable et la douleur et ce dans un temps limité et toujours à proximité du nid. Les expérimentations sont réalisées en parallèle du suivi pluriannuel de la population de busard cendré dans un but de protection. Le nombre de visites au nid est également limité dans le même but de minimisation du dérangement. Les poussins manipulés seront placés dans des sacs spécifiques (pochons en coton fin) pour les oiseaux qui permet à la fois une respiration optimale pour les individus et de les laisser à l’obscurité, réduisant ainsi leur stress. Un seul expérimentateur approchera le nid pour prélever les poussins et les placera directement dans un sac en coton propre (pas de souillure d'autres individus, pas d'échange de parasite ou pathogène). Les poussins ne seront manipulés que s’ils sont en bon état et uniquement dans des conditions météorologiques favorables.

Choix des espèces

Le busard cendré est un bon modèle d’étude pour la thématique des pesticides car il est particulièrement exposé aux pesticides directement (via l’épandage en plein champ) et indirectement (via les proies consommées, insectes et surtout campagnols). Les poussins sont suivis de l'éclosion à l'envol mais les manipulations auront lieu que lorsqu'ils seront âgés de 26 +/- 2 jours. Contrairement aux adultes volants, les poussins sont directement exposés à ces produits sans pouvoir les éviter.

4 500 poissons sauvages au maximum vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, la quasi-totalité relâchée après capture et une mortalité annoncée sous 0,5 %. Ils sont capturés par pêche électrique ou au filet, anesthésiés pour la mesure et un prélèvement de nageoire, afin d'évaluer l'effet des centrales photovoltaïques flottantes sur les peuplements de poissons. Le porteur indique que la capture peut altérer le mucus et les écailles et qu'un piégeage prolongé peut être fatal. Le projet répond au développement rapide de ces installations dont les impacts écologiques restent mal connus.

Objectifs

Les centrales photovoltaïques flottantes constituent une nouvelle alternative aux centrales photovoltaïques terrestres pour la production d’énergie, en vue de la transition énergétique. Les prédictions de croissance de ces installations sont exponentielles, ces dernières représenteront d’ici 2030 une part importante de la production d’énergie photovoltaïque. Ainsi, ces installations et projets d’installations sur les plans d’eau connaissent un fort développement sur le territoire national, sans que les impacts écologiques potentiels, négatifs ou positifs, sur la biodiversité aquatique et le fonctionnement des écosystèmes lacustres ne soit connus. En particulier, les plans d’eau de gravière, écosystèmes artificiels, sont spécifiquement utilisés par les développeurs de ces technologies. Or, à ce jour, il n’existe aucune étude scientifique qui quantifie les effets écologiques de ces installations sur les écosystèmes aquatiques ni sur les plans d’eau de gravière en particulier. Le projet vise donc à combler ce manque de connaissances et de répondre aux attentes des différents services de l’état sur cette question. Le projet a pour objectif d’évaluer les effets des centrales photovoltaïques flottantes sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes lacustres. En particulier, il s’agit de quantifier ces effets sur le peuplement de poissons. Les observations porteront sur l’abondance, la structure en classe de taille, et la biomasse. L’analyse des isotopes stables des tissus des différentes espèces de poissons sera effectuée pour reconstituer le réseau trophique de chaque lac.

Bénéfices attendus

Ce projet apportera des connaissances essentielles sur les effets des panneaux solaires flottants sur la structure des peuplements de poissons et la structure du réseau trophique. Les connaissances aquises auront des répercussions opérationnelles sur la configuration et le déploiement de nouvelles centrales. Elles permettront de répondre, par des données scientifiques, aux questionnements des services de l’Etat en vue du déploiement de cette technologie.

Procédures

L'objectif est d'évaluer l'identité, la densité, et le régime alimentaire des poissons de lacs équipés de centrales photovoltaïques flottantes et des lacs contrôle. Des pêches scientifiques (pêche à l'électricité ou pêche au filet) seront effectuées dans 10 lacs chaque année. Les filets seront posés une fois pendant 1h30 au lever du jour. Dans chaque lac, 15 individus maximum par espèce (maximum de 5 individus pour chacune des 3 classes de taille - juvénile de l'année, juvénile et adulte ) seront mesurés et feront l'objet d'un prélèvement d'un fragment de nageoire (pelvienne). Ces poissons seront anesthésiés pour effectuer la mesure de taille et le prélèvement. Chaque lac contient en moyenne 6 espèces de poissons différentes et la pêche ne garantie pas de pouvoir collecter systématiquement toutes les classes de taille et 5 individus par classe de taille et espèce. Un maximum de 900 poissons sera soumis à la procédure chaque année, soit un maximum de 4500 poissons.

Impact sur les animaux

La capture des poissons par pêche électrique et filets maillants, malgré des poses très courtes, peut induire des altérations du mucus et des écailles. Le piégeage du poisson dans un filet peut entrainer sa mort. Lors de la stabulation, le maintien du poisson en vie peut être compromis si l'eau est chaude et peu oxygénée. Le renouvellement de l’eau très régulier (entre chaque point de pêche électrique et entre chaque filet) dans les seaux permet cependant de limiter très fortement les risques de mortalité. La mesure de la taille des poissons implique un stress léger dû à la manipulation des animaux. Le prélèvement d’un petit fragment de nageoire pelvienne (‘fin clipping’) implique une douleur de sévérité moyenne.

Devenir

Seuls les poissons n'ayant pas subi de dommages au cours des opérations de capture seront utilisés pour l'expérimentation. Les poissons seront remis à l'eau à l'issue de la procédure. Nous pouvons prévoir une faible mortalité consécutive à cette procédure (largement inférieure à 0,5%) représentant moins de 5 poissons pour 10 lacs (0,5% x 900) et donc moins de 25 poissons au cours des 5 ans du projet sur les 4500 poissons utilisés au maximum.

Remplacement

Le projet a pour but de comprendre comment l’installation des panneaux solaires modifie la structure des communautés de poissons présents dans les plans d’eau de gravière. Les réponses observées sont susceptibles de différer selon l’espèce de poisson et sa classe de taille. Il s’agit aussi d’évaluer les conséquences des installations de panneaux sur la niche trophique occupée par les poissons et sur l’ensemble du réseau trophique. Toutes les espèces présentes dans l’écosystème doivent être caractérisées, aucune espèce n’est donc remplaçable ni substituable, car nous en intégrons l’ensemble de la diversité piscicole.

Réduction

Il existe une forte variabilité trophique intraspécifique chez les poissons, en partie associée à des changements ontogéniques. Notre projet repose sur une approche à l’échelle des communautés de poissons tout en prenant en compte la variabilité trophique, notamment ontogénique, au sein des populations. L’objectif d’un nombre de 5 individus par classe de taille et donc de 15 individus par espèce permettra de disposer d’un effectif de qualité pour prendre en compte cette variabilité interindividuelle, tout en limitant le nombre d’animaux concernés par le prélèvement pour l’analyse des isotopes stables. Ce nombre de 15 individus est un compromis optimal qui permettra, si besoin, de mesurer la taille de la niche trophique des populations à l’aide d’approches bayésiennes (SEAb), et sera très robuste au niveau de la communauté. L’analyse du peuplement de poissons dans chaque lac (c’est-à-dire la richesse spécifique et l’abondance) sera effectuée en identifiant et comptabilisant l’ensemble des poissons capturés lors de la pêche. Entre 3 et 11 espèces de poissons sont présentes dans les 20 lacs étudiés, avec une moyenne de 6 espèces par lac. Un maximum de 900 individus sera donc échantillonné annuellement (10 lacs) x (6 espèces) x (3 classes de taille) x (5 individus) parmi environ 7500 poissons capturés annuellement (750 poissons échantillonnés par pêche scientifique par lac). En particulier, les 15 individus seront prélevés pour les espèces les plus abondantes du lac. 20 lacs seront suivis dans ce projet en suivant une approche Before-After-Control-Impact (BACI) qui est particulièrement robuste pour modifier les conséquences des changements environnementaux. Nous utiliserons 9 sites avec centrales (Impact) et 11 sites sans centrales (Control). Chaque lac sera échantillonné une fois tous les 2 ans, limitant ainsi l’impact potentiel de la capture et des prélèvements sur la communauté d’un lac.

Raffinement

Notre groupe de recherche possède une très forte expérience de plus de 10 ans de suivis dans ces plans d’eau et de leurs communautés de poissons. Lors des suivis des plans d’eau, nous réalisons pour chaque plan des mesures de multiples paramètres physico-chimiques (température, pH, conductivité, oxygène…). Par expérience, nous savons que lors de ces échantillonnages, le taux de saturation en oxygène dissous est élevé dans les plans d’eau. Les conditions physico-chimique seront contrôlées régulièrement dans les bacs (Sonde YSI proDSS) et l’eau renouvelée dès qu’elles dévieront des valeurs observées dans le plan d’eau au moment de l’échantillonnage. Aussi, lorsque la température sera trop élevée, nous annulerons nos échantillonnage (e.g. vague de chaleur). Néanmoins, ces conditions météorologiques seront ont évitées en travaillant sur la période allant de mi-septembre à mi-octobre. Les poissons seront anesthésiés (densité inférieure à 20 individus par bac) dans des bacs de 50 L. Une fois une dizaine d’individus capturés (sauf dans le cas de gros spécimens dépassant 800 g (extrêmement rares) qui seront anesthésiés et mesurés individuellement), les animaux seront anesthésiés avant la mesure de taille et le prélèvement du fragment de nageoire pelvienne pour limiter le stress et la douleur liés à la manipulation et au prélèvement avant d’être réveillés dans un bac de 50 L puis relâchés. L’exondation (mesure et prélèvement) est particulièrement courte et dure, en générale, moins de 30 secondes. Le niveau de cicatrisation n’est pas connu précisément en milieu naturel mais lors de la recapture de poissons, nous constatons que le recouvrement de la plaie par du mucus permet une cicatrisation des nageoires pelviennes au bout d’une saison en milieu naturelle. Sur une durée de deux ans, les nageoires pelviennes prélevées repoussent totalement et il n’est pas possible de reconnaitre un individu prélevé deux ans plus tôt. La probabilité de recapture est excessivement faible mais, si elle arrive, elle n’a pas de conséquence ni sur le poisson ni sur les résultats.

Choix des espèces

Le projet vise à analyser la réponse des poissons à l’échelle de la communauté dans son ensemble et vise à prendre en compte la variabilité trophique au sein des espèces de poissons. Ainsi, i) toutes les espèces de poissons présentes dans chaque plan d’eau seront prises en compte pour évaluer la structure de la communauté et du réseau trophique et ii) des individus aux différents stades de vie (juvénile à adulte) seront inclus dans les analyses car ils sont susceptibles de présenter des réponses différentes selon les espèces.