Transition des porcs d’élevage aux porcs de recherche à l’aide d’une liste de contrôle désignée suivie du lancement de la formation clicker - une initiative de perfectionnement

Résumé

L’amélioration des études porcines est obtenue par l’introduction d’une liste de contrôle normalisée et d’une formation de renforcement positif à l’aide d’un clicker. Ce travail soutient la collecte d’échantillons et la conduite des tâches quotidiennes liées aux animaux.

Résumé

La mise en œuvre des initiatives 3R est importante. Pour affiner la vie des porcs de laboratoire, nous nous sommes concentrés sur la période précédant l’inclusion des animaux dans les expériences. Nous avons amélioré la liste de contrôle au cours de l’élaboration. À l’aide de la liste de contrôle, les progrès de chaque porc ont été documentés. Cela aide les gardiens afin qu’ils restent concentrés sur les actions nécessaires pour socialiser les animaux et limiter le niveau de stress et d’anxiété de l’animal. Au cours de cette phase, les porcs deviennent calmes et prêts à commencer un entraînement supplémentaire au clicker pour limiter davantage le stress pendant la période expérimentale. Les porcs permettront facilement de recueillir des mesures de base des résultats sans sédation ni fixation.

Le protocole est divisé en deux. Tout d’abord, la phase de transition qui commence lorsque les porcs arrivent à l’installation de recherche. L’introduction de friandises et un contact progressivement plus étroit avec les gardiens sont les premières étapes. Ensuite, le gardien introduit des actions pour pouvoir toucher la tête et l’arrière, pour imiter par exemple manipuler l’oreille pour prélever un échantillon de sang ou l’arrière pour obtenir une température rectale. Une base solide est établie dans la relation animal-gardien, ce qui minimise rapidement le stress que les porcs expriment après leur arrivée. Deuxièmement, la formation de renforcement positif commence à enseigner à l’animal comment effectuer des tâches plus complexes sans devenir stressé. Un clicker est introduit comme un renforçateur secondaire.

Le temps, la structure, l’éducation et une communication approfondie semblent être les critères les plus importants pour réussir dans l’application de ce protocole. En plus d’avoir des porcs calmes et conformes, les gardiens rapportent qu’ils apprécient la concentration qu’ils sont autorisés à donner à chaque porc individuel, ce qui ajoute à leur satisfaction globale au travail. Le fait d’avoir des gardiens avec un engagement fort et un accent sur les progrès de la transition et le bien-être de chaque porc renforce en outre la culture de soins du Ministère.

Introduction

Les principes des 3R (remplacement, réduction et raffinement) discutés par Russell et Burch en 1959, forment aujourd’hui la base de normes éthiques élevées concernant l’utilisation d’animaux à des fins expérimentales. Dans les installations de recherche biomédicale engagées dans des études précliniques sur des animaux de laboratoire, une grande importance doit être respectée au principe de raffinement. « Par raffinement, on entend toute diminution de l’incidence ou de la gravité des procédures inhumaines appliquées aux animaux qui doivent encore être utilisés »¹.

Une définition contemporaine indique en outre que le raffinement « fait progresser la recherche sur le bien-être animal en exploitant les dernières technologies in vivo et en améliorant la compréhension de l’impact du bien-être sur les résultats scientifiques »². Cela implique que non seulement les initiatives de raffinement d’aujourd’hui sont importantes pour le bien-être de l’animal en soi, mais qu’elles sont également importantes pour la qualité de la recherche, car les résultats scientifiques bénéficieront de ces initiatives ³.

Une initiative de raffinement à envisager consiste à socialiser et à entraîner les animaux de laboratoire. Ils peuvent être formés pour effectuer une certaine tâche, par exemple, marcher sur une balance ou se comporter calmement pendant que des échantillons de sang sont prélevés. Certaines espèces peuvent être plus naturellement disposées à suivre l’entraînement que d’autres, ce qui a une incidence sur la tradition de formation des espèces d’animaux de laboratoire. Traditionnellement, la formation des chiens a été effectuée pendant des siècles, par exemple, afin d’utiliser le chien dans la chasse. Ces traditions historiques ont très certainement rendu la formation des chiens dans le cadre de la recherche biomédicale plus simple. Avec les primates non humains, la formation des chiens de laboratoire a été discutée et entreprise depuis un certain temps^4,5.

Le point commun à ces deux espèces est qu’elles se classent en bonne place sur « l’échelle socio-zoologique ». Cette échelle classe les animaux en fonction de leur place et de leur utilisation dans la société humaine ⁶. Un classement élevé entraîne également une forte demande du public pour traiter les animaux aussi humainement que possible et limiter leur niveau de stress et d’anxiété. Les rongeurs, contrairement aux chiens et aux primates non humains, sont placés dans l’extrémité inférieure de l’échelle socio-zoologique. Ils n’ont pas reçu l’attention et les soins du public équivalents. Historiquement, ils ont été moins bien traités - probablement aussi en raison de leur capacité à propager une maladie potentiellement mortelle. Cependant, au cours des dernières années, la formation des rongeurs a été mise en œuvre dans des contextes de recherche préclinique et les avantages scientifiques connexes ne sont pas passés inaperçus. Les rats et les souris sont intéressants assez facilement entraînés et l’entraînement limite également leur réponse au stress et renforce ainsi les résultats scientifiques^7,8.

Les rapports sur la façon de socialiser et de former des porcs dans un cadre animal de laboratoire sont à notre connaissance rares⁹. Sur l’échelle socio-zoologique, les porcs sont placés entre les chiens et les rongeurs. Nous reconnaissons l’espèce principalement comme une ressource alimentaire, mais néanmoins un assez grand nombre de porcs sont également utilisés dans la recherche biomédicale. Rien que dans l’UE, environ 75 000 porcs ont été utilisés chaque année à des fins scientifiques en 2015-2017 ¹⁰. Ce nombre comprend à la fois les porcs d’élevage et les porcs miniatures. On met de plus en plus l’accent sur le perfectionnement de la vie de ces animaux par la formation comme mesure pour se conformer aux 3R. Les porcs de ferme et les porcs miniatures peuvent en effet être dressés ^11,12,mais leur point de départ en termes de socialisation varie. Les porcs miniatures sont élevés pour la recherche et socialisés au début de leur vie. Ils sont élevés pour avoir un tempérament calme. Les porcs de ferme sont élevés pour la consommation et souvent pas du tout socialisés. Les porcs finisseurs pour la production de viande au Danemark sont généralement logés dans des groupes à haute densité de 15 à 25 porcs où ils doivent rivaliser pour gagner une position dans la hiérarchie du troupeau. Leur tempérament reflète cette capacité. Souvent, ils sont logés dans des installations stables avec un plancher partiellement prévu pour limiter la charge de travail de l’étouffement. Pour optimiser la prise de poids, ils sont nourris ad libitum par des systèmes automatisés de livraison de nourriture et d’eau. Par conséquent, leurs contacts avec les travailleurs agricoles sont limités et ils deviendront stressés lorsqu’ils seront manipulés. Cela pose certains défis lorsque les animaux sont transférés dans une installation de recherche. Ici, le bien-être animal, l’élevage et les 3R jouent un rôle clé^13,14. Du point de vue de la recherche, chaque animal individuel est important pour obtenir les meilleurs résultats de recherche possibles. Le bien-être des animaux est également important pour assurer une faible variation inter-animaux en ce qui concerne le stress, l’anxiété et la peur. Pour ces raisons, il est important de prêter attention à la transition d’un « animal de troupeau » à un « individu ». À leur arrivée, les porcs entrent dans un nouvel environnement avec de nouveaux parfums, de nouveaux aliments, un contact quotidien avec les gardiens des animaux et souvent aussi de nouveaux compagnons de plume. Pour un cochon, le changement peut être très stressant et l’importance d’une période d’acclimatation de plusieurs jours est reconnue dans la science des animaux de laboratoire¹⁵.

En structurant la période d’acclimatation, nous avons créé ce que nous appelons une « phase de transition » à l’aide d’une liste de contrôle structurée étape par étape. La liste de contrôle garantit que chaque porc reçoit suffisamment de contacts avec le gardien et apprend à permettre une manipulation de base pour l’examen et le prélèvement d’échantillons sans être stressé. Des travaux continus peuvent ensuite être effectués pour entraîner les porcs à l’aide d’une formation de renforcement positif ciblée sur chaque projet de recherche spécifique^16,17. Un clicker est utilisé pour signaler une récompense alimentaire lorsque l’action souhaitée est effectuée. La combinaison des étapes de la phase de transition avec une formation supplémentaire des porcs au clicker donne aux animaux une installation en douceur à l’installation de recherche. Ils deviennent calmes et faciles à manipuler et peuvent, avec peu d’effort, apprendre à rester immobiles pour, par exemple, la collecte d’échantillons de sang. Par l’utilisation de ce type de protocole de manipulation, les techniques démodées telles que la sédation des animaux ou les pièges sont remplacées. Pour s’assurer que tous les porcs sont manipulés suffisamment, une liste de contrôle est remplie.

Il est de plus en plus largement admis que les animaux ressentent effectivement des émotions positives et que, par conséquent, lorsqu’ils travaillent avec les animaux, ils ne devraient pas se concentrer uniquement sur l’élimination des émotions négatives ¹⁸. La séance d’entraînement avec le gardien est un exemple d’expérience émotionnelle positive. C’est assez agréable pour le cochon car il reçoit des friandises et de l’attention. Outre l’avantage de réduire les comportements liés à la manipulation, au stress et à la peur dans l’établissement, la formation des animaux offre l’occasion de donner aux animaux des expériences émotionnelles positives. L’ajout d’expériences positives peut contrebalancer certaines des expériences négatives que les animaux de laboratoire rencontrent par rapport aux expériences effectuées et augmentera ainsi davantage le bien-être animal ^19,20.

Alors que les porcs apprécient évidemment les séances d’entraînement, les séances offrent simultanément au gardien l’occasion de renforcer le lien avec chaque porc individuel. Être gardien d’animaux, effectuer des actions douloureuses, telles que des injections d’animaux, fait partie du travail. Cependant, être capable de former les animaux et de transformer ces actions en expériences positives est gratifiant en soi. Il accroît l’engagement des gardiens et joue un rôle clé dans le renforcement de la culture de soins du ministère^21,22,23.

Les porcs ont été hébergés conformément à la politique de bien-être animal de l’institution, qui fait référence à la législation nationale sur l’expérimentation animale, le logement et l’élevage. Le protocole peut être appliqué aux porcs sevrés de tout âge. Pour l’élaboration de la liste de contrôle de transition(figure 1),un total de 40 porcs d’élevage croisés femelles (Danish Landrace-Yorkshire-Duroc) pesant de 35 à 80 kg ont été utilisés(tableau 1). Les porcs ont été affectés à un groupe en fonction de leur heure d’arrivée. Les porcs ont été logés dans l’installation de recherche stable entre janvier et septembre 2020. Tous les porcs de ferme sont élevés dans une ferme traditionnelle de truies et transférés dans une ferme collaborante lorsqu’ils pèsent environ 15 kg. Au moins deux semaines avant d’être inclus dans les études de survie, les porcs sont transportés à l’installation stable de recherche de l’université. Au cours des deux premières semaines, la transition du porc d’élevage à l’animal de recherche a lieu. Le protocole est composé d’actions non nuisibles et positives et peut donc être initié immédiatement dans le cadre de la période d’acclimatation.

Les porcs ont été logés un par un dans des enclos mesurant 3,4 à 6,8 m² sur des sols en béton massif et ont accès à l’eau via un approvisionnement automatique en eau. Il y a une mangeoire pour chaque porc et au moins une section de la séparation avec les enclos voisins permet le contact avec le museau. Lorsque les porcs doivent subir des interventions chirurgicales ou se faire implanter de l’équipement, ils sont logés seuls pour éviter que les compagnons de plume ne lèchent et ne mordent les plaies et ne retirent les implants. Le matériau de litière est de la paille et les animaux sont encore enrichis de foin et de différents jouets d’activité, par exemple de la corde, des boules, des seaux, des bâtonnets à mâcher en plastique(Figure 2).

Les animaux proviennent d’un troupeau inclus dans le programme national de surveillance de la santé des porcs d’élevage, ce qui signifie qu’ils sont dépistés pour sept agents pathogènes²⁴ qui peuvent affecter les porcs dans un contexte de production. Des contrôles aléatoires semestriels sont effectués pour le troupeau de recherche sur la base des recommandations^{FELASA 25,26,}en plus des échantillons de porcs qui justifient un diagnostic en raison de résultats de recherche inattendus. Certains des porcs utilisés pour ce projet étaient séropositifs pour le syndrome reproducteur et respiratoire porcin; cependant, aucun des porcs ne présentait de symptômes cliniques correspondant à une infection. Tous les échantillons évalués à l’aide de la réaction en chaîne de la polymérase étaient négatifs, ce qui corrobore que les porcs étaient en bonne santé.

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Protocole

Les porcs utilisés pour valider le protocole faisaient partie d’études approuvées par l’Animal Experimental Council - une institution gouvernementale nationale évaluant et approuvant toutes les expériences sur les animaux au Danemark. Le Conseil effectue l’examen éthique comme un IACUC.

1. Arrivée à l’installation de recherche

1. Tout d’abord, lavez les porcs dans une zone désignée pour permettre une inspection visuelle approfondie. Utilisez une liste d’exclusion pour exclure les porcs présentant des plaies, des morsures d’oreille, des abcès, des boiteries, etc., afin que seuls les animaux qui semblent cliniquement en bonne santé soient autorisés à entrer dans l’établissement.
2. Après le lavage, triez les porcs en groupes en fonction des marques de couleur. Les marques de couleur indiquent quels porcs ont été enclos chez le fournisseur. Ceci est important car les porcs se battront pour établir une hiérarchie lorsqu’ils seront présentés à de nouveaux compagnons d’enclos. Les garder triés en groupes avec des porcs qu’ils connaissent déjà limite considérablement ce combat.
3. Laissez les porcs tranquilles (sauf lorsqu’ils sont nourris dans l’après-midi) pour le reste de la journée d’arrivée car ils peuvent être assez stressés après le transport.

2. Première partie: La phase de transition (temps estimé 4-6 jours)

REMARQUE: Les porcs restent dans leur enclos pendant les activités effectuées dans la phase de transition. Nous utilisons une demi-pomme pour chaque séance de friandises. Les progrès de chaque porc sont notés dans la Liste de contrôle de la progression de la phase de transition(figure 1 et dossier supplémentaire 1).

1. Les deux jours consécutifs après l’arrivée, présentez les friandises.
   1. Lancer des friandises à la fois (moitié pomme totale) dans l’enclos deux fois par jour pour permettre aux porcs de rechercher les friandises par eux-mêmes et de se tenir tranquillement juste à l’extérieur de l’enclos. En plus de se familiariser avec les friandises, l’objectif est que l’animal associe positivement la friandise à la présence d’un gardien.
2. Le troisième jour et les jours successifs introduisent la familiarisation du cochon avec « manipulation par un gardien ». Entrez dans le stylo pendant l’alimentation.
   1. Asseyez-vous à bout de bras du cochon pendant qu’il mange (Figure 3). Tendez calmement une main vers le cochon pour toucher son dos. L’entrée tactile doit être supérieure à deux secondes pour être considérée comme réussie. Si le cochon s’éloigne de la nourriture, retirez la main lentement.
   2. Attendez que l’animal commence à manger et effectuez à nouveau l’action. Si l’animal recule à nouveau loin de la nourriture, arrêtez d’essayer de la toucher mais restez à l’intérieur de l’enclos à côté de l’auge (2-3 minutes au total pour la séance).
3. Passez à autre chose dans la procédure de manipulation lorsque le cochon accepte d’être touché sur le dos pendant qu’il mange. Maintenant, déplacez la main sur le dos dans les deux sens de la tête et de la queue.
   1. Touchez la tête et les oreilles si le cochon l’accepte. Si à tout moment, le cochon recule loin d’une action arrêter l’action, mais rester à l’intérieur de l’enclos pour le temps restant (2-3 minutes au total pour la session). L’oreille est importante car elle permet le prélèvement sanguin à partir d’un cathéter intraveineux dans l’oreille.
   2. Levez-vous lentement pour pouvoir toucher la région de la queue qui est la deuxième zone importante. Se tenir debout et se déplacer est plus effrayant pour le cochon, c’est pourquoi cette étape est notée indépendamment. Lorsque le cochon accepte que la zone soit touchée et que la queue soit manipulée, une température rectale peut être prise pour soutenir la plupart des protocoles de recherche.
4. Pour renforcer davantage le lien entre le gardien et l’animal, entrez dans l’enclos pendant deux séances en dehors des temps d’alimentation. Offrez les friandises pour porcs (une tranche à la fois) pendant deux séances (2-3 minutes chacune), tout en étant assis dans un coin à l’intérieur de l’enclos. Au début, donnez les friandises d’un bras tendu, mais diminuez progressivement la distance afin que le cochon doive se rapprocher pour obtenir sa récompense.
5. La dernière étape de la phase de transition est de pouvoir toucher le porc dans les zones spécifiques du corps et de n’utiliser que quelques friandises pour le faire. Entrez dans l’enclos pendant qu’un deuxième gardien se tient à l’extérieur de l’enclos et offre une friandise ou deux au cochon. Récompensez le cochon pour être calme et permettre de toucher comme décrit et en même temps être capable de garder les quatre sabots sur le sol (ne pas sauter sur la clôture de l’enclos).

3. Deuxième partie: Commencer la formation clicker

REMARQUE: Après la phase de transition, les animaux sont prêts à commencer l’entraînement du clicker. Il est recommandé que l’entraînement soit effectué dans une zone désignée, car il aide le porc à reconnaître qu’une séance d’entraînement est sur le point de commencer. Plusieurs séances courtes tout au long de la journée valent mieux qu’une séance plus longue.

1. Prenez un cochon à la fois à l’extérieur de l’enclos et dans la zone d’entraînement désignée. Si la zone utilisée est nouvelle pour le porc, les premières séances doivent être sans formation et strictement exploratoires avec quelques friandises pendant environ 5 à 7 minutes d’exploration par porc.
2. Présentez le clicker assis ou debout avec les friandises hors de portée du cochon. Cliquez lorsque le cochon montre de l’intérêt et donnez immédiatement une friandise. Faites-le rapidement pendant que le cochon maintient son intérêt. Si le cochon perd tout intérêt, mettez en pause le click-and-treat jusqu’à ce que le cochon recontacte. Cette séance ne devrait pas durer plus de 10 minutes.
3. Le cochon comprendra le clic rapidement, mais il est important de rendre l’association entre le clic et le traitement très forte. Répétez l’étape quelques sessions d’affilée pour rendre forte l’association entre click et treat. Testez si le cochon associe le clic à une friandise en cliquant une fois et en ne suivant pas cela avec une friandise et en surveillant de près le comportement du porc. Si le cochon regarde autour de soi en attendant avec impatience la friandise, l’entraînement est terminé, sinon effectuez quelques séances supplémentaires.
4. Une fois que le clic est connu par le cochon, introduisez le bâton cible. Un bâton de cible est un bâton avec une zone marquée à une extrémité. Maintenez l’extrémité cible à la hauteur du museau. À un moment donné, le cochon le touchera par curiosité. Cliquez à la seconde même où le cochon touche la cible et donnez une friandise.
5. Présentez à nouveau la cible immédiatement et si vous touchez, cliquez à nouveau et donnez une friandise. Continuez l’entraînement de la cible jusqu’à ce que le cochon comprenne qu’il sera récompensé pour avoir touché la cible. Déplacez la cible progressivement plus loin afin que le cochon doive se déplacer plus loin pour atteindre la cible.
6. Lorsque le cochon suit la cible lorsqu’il est déplacé, ajoutez des défis supplémentaires en plaçant des objets dans la zone d’entraînement, de sorte que le cochon doit se concentrer plus fort sur la tâche du bâton cible pour obtenir ses récompenses.

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Résultats

L’application de la phase de transition décrite dans la première partie du protocole permet une introduction en douceur des porcs d’élevage dans l’installation de recherche. Avoir des porcs calmes avec lesquels travailler facilite les tâches quotidiennes et permet d’effectuer des procédures mineures et le prélèvement d’échantillons sans anesthésie ni fixation.

Pour suivre les progrès des porcs pendant la phase de transition, une liste de contrôle (liste de contrôle 1) a ?...

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Discussion

La mise en œuvre d’un protocole qui comprend la première partie, une liste de contrôle de la phase de transition et la deuxième partie, un programme consécutif de formation clicker est un succès confirmé. L’introduction et l’utilisation d’une liste de contrôle détaillée ont permis d’affiner l’introduction de porcs dans l’installation de recherche. La phase de transition structurée crée en outre une meilleure base pour entraîner les porcs avant leur inclusion dans des projets de recherche. Ce fu...

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Klikker (Clicker)	E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev	TX2289	Clicker used in training